RU2025722C1

RU2025722C1 - Device for detecting combustible gas leak

Info

Publication number: RU2025722C1
Authority: RU
Inventors: В.М. Теплова; А.Ф. Авзалов; А.Н. Литвиненко; О.А. Баркалов; Ф.Ф. Шмик; И.В. Пашинцев
Original assignee: Ульяновское высшее военно-техническое училище им.Б.Хмельницкого
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1992-03-12
Publication date: 1994-12-30

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device has a gas sensitive pickup, amplifier, regulator and unit for regulating an operating mode of the gas sensitive pickup. The regulating unit comprises two comparators, flip-flop, three transistors, two relays and timer. EFFECT: enhanced reliability due to prolonged service life of gas sensitive pickup. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обнаружения утечки газов и установления их концентрации. The invention relates to measuring technique and can be used to detect gas leaks and establish their concentration.

Известно устройство [1], содержащее первичный преобразователь, два пороговых блока по заданным уровням концентрации газа, подключенные входами к преобразователю, исполнительный блок и блок регулируемого смещения сигнала во времени. A device [1] is known, comprising a primary converter, two threshold blocks at predetermined gas concentration levels, connected by inputs to the converter, an executive block and a block of adjustable signal displacement in time.

Недостатком устройства является низкая надежность работы устройства. The disadvantage of this device is the low reliability of the device.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство [2] , содержащее источник тока, газочувствительный датчик, усилитель, регулятор и измерительный преобразователь. The closest in technical essence to the invention is a device [2] containing a current source, gas sensor, amplifier, regulator and measuring transducer.

Недостатком данного устройства является низкая надежность работы, обусловленная выходом из строя газочувствительного датчика вследствие его перегрева в дежурном режиме (при отсутствии газа в воздухе). The disadvantage of this device is the low reliability due to the failure of the gas sensor due to its overheating in standby mode (in the absence of gas in the air).

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет увеличения срока службы газочувствительного датчика. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device by increasing the life of the gas sensor.

Цель достигается предложенным устройством, включающим источник тока, газочувствительный датчик, усилитель, регулятор и блок регулирования режима работы газочувствительного датчика, дополнительно снабженным двумя компараторами, RS-триггером, тремя транзисторами, реле К₁, реле К₂ и таймером.The goal is achieved by the proposed device, including a current source, a gas sensor, an amplifier, a regulator and a unit for regulating the operation of the gas sensor, additionally equipped with two comparators, an RS flip-flop, three transistors, relay K ₁ , relay K ₂ and a timer.

Предложенное устройство отличается от прототипа следующим. The proposed device differs from the prototype in the following.

Оно снабжено блоком регулирования режима работы газочувствительного датчика, включающим два компаратора, RS-триггер, три транзистора, реле К₁, реле К₂ и таймер. Этот признак является существенным для решения задачи изобретения, так как блок регулирования режима работы газочувствительного датчика (ГЧД) исключает перегрев газочувствительного датчика за счет автоматического регулирования его рабочего тока. При отсутствии контролируемого газа в воздухе рабочий ток датчика автоматически уменьшается, а увеличивается до определенного уровня (далее остается постоянным) при наличии газа в атмосфере или в помещениях. При отсутствии горючего газа в воздухе блок регулирования режима работы ГЧД переключает ГЧД на дежурный режим, а при наличии горючего газа - в рабочий режим. При такой работе ГЧД не перегревается, увеличивается срок его службы и, следовательно, повышается надежность работы устройства. Это является важным фактором, так как в ходе индикации отказ в работе ГЧД не позволит своевременно установить факт утечки горючего газа и его концентрацию. Бесконтрольное накопление горючего газа, в свою очередь, приведет к серьезным последователям, то есть к заражению окружающей среды и к созданию взрывоопасных концентраций в воздухе.It is equipped with a control unit for the operation of the gas-sensitive sensor, including two comparators, an RS-flip-flop, three transistors, relay K ₁ , relay K ₂ and a timer. This feature is essential for solving the problem of the invention, since the control unit for the operation mode of the gas-sensitive sensor (GCH) eliminates overheating of the gas-sensitive sensor due to automatic regulation of its operating current. In the absence of a controlled gas in the air, the operating current of the sensor automatically decreases, and increases to a certain level (then remains constant) in the presence of gas in the atmosphere or in rooms. In the absence of combustible gas in the air, the unit for regulating the operation mode of the PPP switches the PPP to standby mode, and in the presence of combustible gas, to the operation mode. With this operation, the PPH does not overheat, its service life increases and, therefore, the reliability of the device increases. This is an important factor, since during the indication the failure in the operation of the PPP will not allow to establish in time the fact of leakage of combustible gas and its concentration. The uncontrolled accumulation of combustible gas, in turn, will lead to serious followers, that is, to environmental contamination and the creation of explosive concentrations in the air.

На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля горючего газа. The drawing shows a block diagram of a device for monitoring combustible gas.

Устройство для обнаружения утечки горючего газа содержит источник 1 тока, газочувствительный датчик 2, усилитель 3, регулятор 4 и блок 5 регулирования режима работы ГЧД, который включает два компаратора 6, 7, RS-триггер 8, три транзистора 9-11, реле К₁ 12, реле К₂ 13 и таймер 14.A device for detecting a combustible gas leak contains a current source 1, a gas-sensitive sensor 2, an amplifier 3, a regulator 4, and a GCH operating mode control unit 5, which includes two comparators 6, 7, an RS-flip-flop 8, three transistors 9-11, relay K ₁ 12, relay K ₂ 13 and timer 14.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При отсутствии в воздухе горючих или токсичных газов газочувствительный датчик 2 работает в дежурном режиме, в котором рабочий ток обеспечивает поддержание рабочей температуры 240^оС. Сила тока ГЧД 2 устанавливается от источника 1 тока переменным регулятором 4. При наличии горючего газа в воздухе рабочий ток повышается до определенного уровня и устанавливается постоянным для данного газа, при этом температура датчика становится 320^оС, т.е. газочувствительный датчик 2 переходит в рабочий режим. При концентрации газа, равной ПДК, что соответствует первому уровню сигнализатора, напряжение ГЧД 2 уменьшается и, усиленное усилителем 3, подается на вход компараторов 6, 7. При достижении напряжением ГЧД 2 величины, равной опорному напряжению компаратора 6, срабатывает RS-триггер 8, открывается транзистор 9 и реле 12, включив опорное напряжение компаратора 7, переключает ток датчика на рабочий режим, что соответствует первому уровню индикации сигнализатора.In the absence of air in flammable or toxic gas sensitive sensor 2 operates in a standby mode in which the operating current maintains the operating temperature of 240 ° ^C. The amperage PPD 2 is set by the current source 1 is a variable controller 4. In the presence of combustible gas in air, the operating current increases to a certain level and is set constant for a given gas, the sensor temperature is 320 ^{° C,} i.e. gas-sensitive sensor 2 goes into operating mode. When the gas concentration is equal to the MPC, which corresponds to the first level of the detector, the voltage of the ГЧД 2 decreases and, amplified by the amplifier 3, is supplied to the input of the comparators 6, 7. When the voltage of the ГЧД 2 reaches a value equal to the reference voltage of the comparator 6, the RS-trigger 8 opens the transistor 9 and relay 12, turning on the reference voltage of the comparator 7, switches the sensor current to operating mode, which corresponds to the first level of indication of the signaling device.

Если концентрация контролируемого газа равна нижнему пределу взрывоопасности, что соответствует второму уровню индикации сигнализатора, напряжение на ГЧД 2 становится сравнимым с опорным напряжением компаратора 7, и он срабатывает. При этом открывается транзистор 10 и реле 13, которое включает сигнализацию (например, сирену), соответствующую второму уровню индикации сигнализатора. Время работы сигнализации задается таймером 14, который включается при срабатывании компаратора 6. If the concentration of the monitored gas is equal to the lower explosive limit, which corresponds to the second level of the detector signaling, the voltage on the HPP 2 becomes comparable to the reference voltage of the comparator 7, and it works. This opens the transistor 10 and the relay 13, which includes an alarm (for example, a siren), corresponding to the second level of indication of the detector. The alarm time is set by a timer 14, which is turned on when the comparator 6 is triggered.

Если концентрация контролируемого газа в воздухе становится ниже концентрации, соответствующей 1-му уровню (ПДК), таймер 14 и транзистор 11 сформируют импульс, переключающий RS-триггер 8 в исходное состояние, при котором ток ГЧД уменьшается и переходит в дежурный режим. If the concentration of the monitored gas in the air becomes lower than the concentration corresponding to the 1st level (MPC), the timer 14 and the transistor 11 will form a pulse that switches the RS-trigger 8 to its original state, in which the current of the main pressure decreases and goes into standby mode.

Предложенное устройство и прототип испытаны в лабораторных условиях. В ходе испытания установлено, что предложенное устройство показало высокую надежность в работе. За период испытания с 1.04.91 г. по 1.01.92 г. сбоев в работе не установлено. За этот же период в прототипе был заменен газочувствительный датчик дважды из-за отказа в работе. The proposed device and prototype tested in laboratory conditions. During the test it was found that the proposed device showed high reliability. During the test period from 1.04.91 to 1.01.92, no malfunctions were detected. During the same period, the gas-sensitive sensor was replaced twice in the prototype due to a failure in operation.

Предложенное устройство было апробировано в лабораторных условиях. В специальной камере вместимостью 1 м³ воздуха создавали концентрацию горючего газа (пропана), равную предельно допустимой. Предварительно в камеру устанавливали газочувствительный датчик. При достижении газом предельно допустимой концентрации в камере включался первый уровень сигнализации и загоралась лампочка устройства. Далее создавали концентрацию, равную нижнему пределу взрывоопасности. В данном случае срабатывал второй уровень сигнализации устройства.The proposed device was tested in laboratory conditions. In a special chamber with a capacity of 1 m ³ air created a concentration of combustible gas (propane) equal to the maximum permissible. Previously, a gas-sensitive sensor was installed in the chamber. When the gas reaches the maximum permissible concentration in the chamber, the first alarm level is turned on and the device lamp lights up. Next, they created a concentration equal to the lower explosive limit. In this case, the second alarm level of the device was triggered.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет четко зафиксировать концентрацию от ПДК до концентрационных пределов взрывоопасности. Thus, the use of the proposed device allows you to clearly fix the concentration from the MPC to the concentration limits of explosion hazard.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается в повышении надежности обнаружения утечки горючего газа за счет увеличения срока службы газочувствительного датчика. The technical and economic effect of the proposed device is to increase the reliability of detection of leakage of combustible gas by increasing the life of the gas-sensitive sensor.

Claims

A DEVICE FOR DETECTING A LOSS OF A FUELING GAS, comprising a current regulator, a current source, a gas-sensitive sensor and an amplifier, as well as a sensor operating mode control unit, the output of which is connected to a current controller input, characterized in that the sensor operating mode control unit is made in series connected to the first comparator, RS-flip-flop, the first transistor switch and the first actuating relay, connected in series to the second comparator, the second transistor switch and a second executive relay, as well as a series-connected timer and a third transistor switch, connected between the reference input of the first comparator and the other input of the RS-trigger, while the first output of the first Executive relay is connected to the reference input of the second comparator, the second output is the output of the operating mode control unit a sensor whose inputs, which are the signal inputs of the comparators, are connected to the corresponding outputs of the amplifier.