RU2461885C2

RU2461885C2 - Группа извещателей омических контроля бризантности: иоб-в, иоб-с

Info

Publication number: RU2461885C2
Application number: RU2010104563/08A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Зубов (RU); Сергей Николаевич Зубов
Original assignee: Сергей Николаевич Зубов
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2012-09-20
Also published as: RU2010104563A

Abstract

Устройство может быть использовано в составе типовых систем охранно-пожарной сигнализации в качестве извещателя о наличии опасных концентраций легковоспламеняющихся летучих веществ (газов, паров, аэрозолей и т.п.) на объекте, контролируемом системой, включающей в себя стандартные приборы охранно-пожарной сигнализации. Технический результат - устройство непрерывного контроля температурного и механического режимов эксплуатации сосудов для легковоспламеняющихся (взрывчатых) веществ сигнализирует о превышении норм указанных режимов и адаптировано по своим параметрам к типовым системам охранно-пожарной сигнализации (ОПС) и интегрируемо непосредственно в шлейф сигнализации (ШС) указанных систем. Чувствительным элементом извещателя является легкоплавкий проводниковый материал, размещенный в лабиринтной форме между двух соприкасающихся механически и термически прочных диэлектрических пленок. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Устройство относится к контрольно-измерительным приборам и автоматике, может быть использовано в составе типовых систем охранно-пожарной сигнализации [1, с.237-241] в качестве извещателя о наличии опасных концентраций легковоспламеняющихся летучих веществ (газов, паров, аэрозолей и т.п.) на объекте, контролируемом системой, включающей в себя стандартные приборы охранно-пожарной сигнализации.

Известен чувствительный элемент датчика метана термокаталитический, регистрирующий присутствие в окружающем воздухе опасных концентраций горючего компонента (СН₄) путем каталитического окисления СН₄ кислородом воздуха (катализатор - Pt) [2, с.309].

Указанное устройство не адаптировано к типовым системам охранно-пожарной сигнализации, предназначено только для использования в составе специализированного датчика метана.

Известен бареттер [3, с.45] с существенным физическим свойством рабочей части чувствительного элемента - нелинейная вольтамперная характеристика (ВАХ) в рабочем интервале температур.

Бареттер применяется по иному назначению - стабилизатор тока.

Известен извещатель омический охранной сигнализации - устройство, формирующее сигналы извещениий о состоянии охраняемого объекта изменением электрической проводимости [1, с.24-28] - прототип.

Указанное устройство не предназначено для контроля опасных концентраций легковоспламеняющихся газов (паров, аэрозолей и т.п.).

Цель заявленного объекта - устройство непрерывного контроля наличия в окружающем воздухе летучих легковоспламеняющихся (взрывчатых) веществ (ВВ), сигнализирующего о превышении ПДК указанных ВВ и адаптированного по своим параметрам к типовым системам охранно-пожарной сигнализации (ОПС), интегрируемого непосредственно в шлейф сигнализации (ШС) указанных систем.

Указанная цель достигается тем, что чувствительным элементом извещателя является блок, представляющий собой сборку нескольких резистивных элементов с активной частью из материала с высоким температурным коэффициентом электрического сопротивления [4, с.113], устойчивого к воздействию повышенных температур (до 500°С [4, с.64]), с термокаталитическим (для гетерогенных реакций окисления) покрытием - термокаталитических резисторов (ТКР), коммутируемых между собой в последовательную, параллельную либо комбинированную цепь посредством микропереключателей, помещенный в воздухопроницаемом корпусе, с отверстиями, перекрытыми сухим огнепреградителем [5, с.336-337] (например, латунной сеткой).

Сопротивление электрическому току ТКР (R_ткр) в режиме "норма" при максимальном эксплуатационном диапазоне температур ОПС (-30-+50°С) определено допустимым диапазоном сопротивления линий (R_л) ШС для типовых приемно-контрольных приборов ОПС (0,1-:-0,5кОм [1, с.119, 203]).

Пример (фиг.1) блока ТКР: сборка из 3-х/6-ти ТКР (1) (50 Ом+/- 10%,) с узлом коммутации из 1-3-х микропереключателей (2).

Обоснование выполнимости устройства.

При наличии легковоспламеняющихся веществ в окружающем воздухе на поверхности ТКР происходит гетерогенно-каталитическая реакция экзотермического окисления указанных веществ кислородом воздуха, теплота которой преимущественно поглощается материалом ТКР (ввиду значительной разницы теплоемкостей материала и воздуха), вызывая нелинейное (круто падающее) изменение ВАХ ШС, обусловленное высоким температурным коэффициентом резистивного материала ТКР, усиленное нелинейной зависимостью указанного коэффициента от температуры [4, с.113; 6 с.286-287].

Примеры резистивного материала:

Pt(R_t/R_o~2,15/300°C/),

W(R_t/R_o~2,5/300°C/),

Fe(R_t/R_o~3,5/300°C/),

Ni(R_t/R_o~3,7/300°C/) [6 с.286-287].

В указанных примерах Pt имеет преимущество, сочетая в себе терморезистивные свойства и каталитические, однако уступает прочим перечисленным материалам в соотношении R_t/R_o и в экономичности получения (драгметалл). Применение прочих перечисленных материалов, превосходящих Pt по упомянутым показателям, требует следующей технологии изготовления ТКР: нанесение на резистивный материал тонкой пленки покрытия из экономичного гетерогенного катализатора окисления (например, химического соединения шпинельной структуры [7]).

Условия эксплуатации.

Во избежание ложных срабатываний, вызванных включением в ШС дополнительного сопротивления (блока ТКР), R_л доводится до заданного диапазона режима "норма" путем переключения свитчей и, при необходимости, увеличением сечения (шунтированием) линейной части ШС. После монтажа устройства и в процессе планового ТО производится тестирование устройства испытательным превышением ПДК [8, с.48-49, 64-65] летучих легковоспламеняющихся веществ в контролируемой устройством зоне (например, размещением в контролируемой зоне источника горючего газа, с контролем концентрации газа образцовым переносным КИП эпизодического действия [8, с.290-291] и принятием мер безопасности на момент испытания).

Выполненный описанным образом блок ТКР является омическим извещателем контроля бризантности воздуха (ИБВ), адаптированым для включения в цепь ШС последовательно выносному элементу [1, с.119] и типовым извещателям ОПС.

ИБВ обеспечивает непрерывный упреждающий контроль взрывобезопасности бытовых, социально-культурных и промышленных объектов общей категории.

Вариант 1: блок ТКР в собственном корпусе с вышеуказанными свойствами. Пример формы ТКР (фиг.2): провод с указанными свойствами S~ 0,01 мм², длиной ~5 м, свитый в спираль (1) ⌀~ 0,1 мм с шагом ~ 0,02 мм, намотал спирально (с шагом ~ 0,2 мм) на пластинчатый керамический каркас (2) с габаритным объемом ~ 0,07дм³.

Вариант 2: блок ТКР встроен в модифицированный (по указанным свойствам) корпус типового устройства ОПС, например совмещен с "ДИП-х" [1, с.193-194].

Вариант 3: ТКР выполнен в форме пленки, нанесенной на основу из термостойкого диэлектрика (например, по типу резистора марки МЛТ - фиг.3, но без эмалевого покрытия) [9, с.77] - экономичное малогабаритное устройство.

Режимы работы устройства: при нормированных климатических условиях окружающей среды и отсутствии легковоспламеняющихся компонентов газовой среды (режим «норма») температура рабочего элемента поддерживается в диапазоне температур <200°С (ниже температур самовоспламенения широко распространенных легковоспламеняющихся летучих веществ [6, с.311]), при появлении легковоспламеняющихся компонентов с превышением ПДК [8, с.48-49, 64-65] температура возрастает за счет протекания экзотермической реакции окисления, инициируемой катализатором, и тепловыделения резистором, спровоцированным температурным дрейфом соотношения R_t/R_o от теплоты реакции, вызывая запредельное возрастание сопротивления ШС (состояние цепи ШС характеризуется крутопадающим участком ВАХ - режим «тревога»). Устройство запатентовано как полезная модель [10].

ИЗВЕЩАТЕЛЬ ОМИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЯ СОХРАННОСТИ СОСУДОВ

ДЛЯ БРИЗАНТНЫХ ВЕЩЕСТВ.

Устройство относится к контрольно-измерительным приборам и автоматике, может быть использовано в составе типовых систем охранно-пожарной сигнализации [1, с.237-241] в качестве извещателя об опасных режимах эксплуатации сосудов для легковоспламеняющихся (бризантных) веществ на объекте, контролируемом системой, включающей в себя стандартные приборы охранно-пожарной сигнализации.

Известен извещатель омический охранной сигнализации - устройство, формирующее сигналы извещениий о состоянии охраняемого объекта изменением электрической проводимости при механическом разрушении контролируемой извещателем поверхности [1, с.24-28].

Указанное устройство не предназначено для контроля температурного режима эксплуатации сосудов для легковоспламеняющихся (взрывчатых) веществ (ВВ).

Известен извещатель омический пожарной сигнализации - устройство, формирующее сигналы извещениий о состоянии охраняемого объекта изменением электрической проводимости при достижении опасной температуры в объеме контролируемого извещателем пространства [1, с.191-192] - прототип.

Указанное устройство не предназначено для контроля механического режима эксплуатации сосудов для легковоспламеняющихся (взрывчатых) веществ (ВВ).

Цель заявленного объекта - устройство непрерывного контроля температурного и механического режимов эксплуатации сосудов для легковоспламеняющихся (взрывчатых) веществ, сигнализирующего о превышении норм указанных режимов и адаптированного по своим параметрам к типовым системам охранно-пожарной сигнализации (ОПС), интегрируемого непосредственно в шлейф сигнализации (ШС) указанных систем.

Указанная цель достигается тем, что чувствительным элементом извещателя является легоплавкий проводниковый материал (например, сплав Вуда [10, с.16]), размещенный в лабиринтной форме (например, зигзагообразно) между двух соприкасающихся (например, склеенных) механически и термически прочных (в сравнении с указанным проводниковым материалом) диэлектрических пленок.

Изготовленное таким образом чувствительное полотно предназначено для выполнения максимально возможного контрольного (термически и механически чувствительного) покрытия внешней поверхности контролируемого сосуда (например, кусками полотна внахлест обклеивают сосуд и соединяют их проводниковые лабиринты в последовательную электрическую цепь, последовательно включаемую в ШС приемно-контролъного прибора ОПС).

Режимы работы устройства: при нормированных климатических условиях окружающей среды и отсутствии опасных механических воздействий (режим «норма») температура рабочего элемента поддерживается в диапазоне температур<температуры плавления проводникового материала (значительно ниже критических критических температур легковоспламеняющихся веществ, для хранения или транспортировки которых предназначен контролируемый сосуд), при появлении упомянутых механических воздействий или возрастании окружающей температуры выше температуры плавления проводникового материала происходит обрыв лабиринтной цепи указанного проводникового материала, включенного в цепь ШС (режим «тревога»).

Извещатель омический контроля сохранности сосудов для бризантных веществ - простое и экономичное устройство, при совместном использовании (последовательном включении в схему) с извещателем омическим контроля бризантности воздуха (газочувствительный элемент [10]), в составе типовых систем ОПС способен надежно защитить бытовые, социально-культурные и промышленные объекты общей категории от техногенных взрывов.

Claims

1. Извещатель омический контроля сосуда для бризантных веществ, отличающийся тем, что чувствительным элементом извещателя является легкоплавкий проводниковый материал, размещенный в лабиринтной форме между двух соприкасающихся механически и термически прочных диэлектрических пленок.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что извещатель омический контроля сосуда для бризантных веществ интегрирован в схему извещателя омического контроля бризантности воздуха.