SU1281983A1 - Устройство дл контрол концентрации метана и скорости движени воздуха - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности, а именно к устройствам дистанционного контрол  концентрации метана и расхода воздуха в горных выработках угольных шахт. Устройство совмещает функции контрол  концентрации метана и скорости воздуха с передачей двух сигналов телеизмерени  по одной паре жил кабел  с разделением их на приемном конце линии и отдельным измерением. В режиме телеизмерени  концентрации метана и скорости воздуха, в линию телеизмерени  Подаетс  аналоговый токовый сигнал с выхода усилител  и частотный сигнал, проход щий через разделительный конденсатор с выхода датчика скорости воздуха. При необходимости контрол  скорости воздуха непосредственно на месте установки подземного полукомплекта аппаратуры выход дифференцирующей цепочки с диодом подключаетс  к входу телеметри- ческого усилител . На выходе усилител  возникает токовый сигнал, пропорциональный скорости воздуха. Устройство позвол ет осуществить местный и дистанционный контроль концентрации метана и скорости воздуха. 1 ил. i (Л ;0 00 00

Description

fO

15

1

,V

Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано дл  дистанционного контрол  концентрации метана и расхода воздуха в горных вьфаботках угольных шахт.

Цель изобретени  - повышение точности контрол  за счет поверки сквозного тракта измерени  концентрации метана.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство дл  контрол  концентрации метана и скорости движени  воздуха состоит из передающей стороны 1, содержащей датчик 2 скорости воздуха, датчик 3 концентрации метана , переключатель 4, усилитель 5, в состав которого вход т конденсатор 6, резистор 7 обратной св зи, операционный усилитель 8, выходной резистор 9, второй резистор 10 обратной св зи, источник 11 напр жени , входной резистор 12. Передающа  сторона содержит также дифференцируюпщй элемент 13, в состав которого вход т конденсатор 14, диод 15, резистор 16 и подстроечный резистор 17, на передающей стороне наход тс  также блок 18 измерени  и разделительный элемент 19 на конденсаторе (конденса- тор) .

20

Устройство содержит также линию 20 св зи и приемную сторону 21, содержащую преобразователи 22 частота- напр жение, второй 23 и первый 24 разделительные элементы на конденсаторе (конденсаторы), второй регистратор 25, ограничительный элемент 26 на резисторе (резистор) и первый регистратор 27.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода датчика 3 концентрации .метана через замкнутый размы- какнций контакт переключател  4 поступает на вход усилител  5. При этом с его выхода в линию 20 св зи подаетс  унифицированный сигнал посто н12819832

да-разр да конденсатора 19. Посколь- ,ку выходной транзистор 9 усилител  5 включен по схеме стабилизатора тока, пульсации напр жени  на его коллекторе не вли ют на величину тока коллектора. В линии 20 св зи происходит наложение тока зар да-разр да конденсатора 19 на унифицированный токовый сигнал концентрации метана . При отсутствии в цепи зар да- разр да конденсатора 19 нелинейных элементов средн   величина тока в линии св зи остаетс  неизменной и равной величине токового сигнала телеизмерени  концентрации метана.Пульсации тока в линии 20 св зи, частота которых пропорциональна скорости движени  воздуха, вьщел ютс  на входном сопротивлении регистратора 27, равном 1 кОм, и в виде импульсов напр жени  через конденсаторы 23 и 24 поступают на вход преобразовател  22, который преобразует частоту импульсов на входе в унифицированный токовый сигнал на выходе,пропорциональный скорости воздуха, который измер етс  регистратором 25. Тем самым, по одной паре жил кабел  осуществл етс  передача двух сигналов телеизмерени  о концентрации метана и о скорости воздуха в контрольном пункте шахтной вентил ционной сети с последующим их разделением, измерением и регистрацией на поверхности .

При необходимости сн ти  показани  о скорости воздуха непосредственно на месте установки передающей стороны и проверки погрешности канала телеизмерени  концентрации мета. - на переключатель 4 переводитс  в противоположное положение. В этом случае на вход усилител  5 через замкнутый замыкающий контакт переключател  4 поступают однопол рные импульсы со стабильной вольтсекунд- ной площадью, получаемые в результате дифференцировани  пр моугольных импульсов с выхода датчика 2 скорос25

35

40

45

ного тока, который измер етс  блоком 50 ти воздуха дифференцирукщей цепоч18 передающей стороны 1 и регистрируетс  регистратором 27 приемной стороны 21.

Импульсный сигнал с выхода датчика 2 скорости воздуха поступает на один из вьюодов конденсатора 19, при этом через блок 18, линию 20 св зи и регистратор 27 протекает ток зар кои , состо щей из конденсатора- 14 и резистора 16. Диод 15 служит дл  отсекани  импульсов напр жени  обратной пол рности. Благодар  включе- 55 ниш в цепь обратной св зи операционного усилител  8 конденсатора 6, усилитель 5  вл етс  апериодическим звеном с большой посто нной времени

и при воздействии на его вход одно- пол рного импульсного сигнала со стабильной вольтсекундной площадью на его выходе возникает токовый сигнал , пропорциональный частоте выход- него .сигнала тахометрического датчика , т,е. скорости воздуха. Скорост воздуха при этом измер етс  блоком 18 измерени , а на поверхности измер етс  регистраторами 25 и 27. Гра- дуировка аппаратуры по величине скорости воздуха осуществл етс  перемещением движка резистора 17.

В этом режиме на приемную сторону 21 поступают аналоговый и частотный сигналы телеизмерени  скорости воздуха и при отсутствии погрешности работы каналов телеизмерени  аналогового и частотного сигналов величины токов, показываемые регистраторам 27 и 25, должны быть равны. Поскольк при передаче частотного сигнала по линии. 20 св зи не происходит потери информации, а преобразователь 22, преобразующий частоту импульсов в унифицированньш токовый сигнал, находитс  в диспетчерской шахте и может быть легко проверен с помощью образцовых средств измерени  - генератора , частотомера и миллиамперметра, токовый сигнал, измер емый регистратором 25, можно считать образцовым дл  сравнени  с аналоговым сигналом, измер емым регистратором 27. Канал передачи аналогового сигнала имеет меньшую стабильность работы вследствие изменени  параметров усилител  5 и утечек тока через сопротивление линии 20 св зи, которое в процессе эксплуатации снижаетс  вследствие отсыревани  и старени  изол ции. Согласно инструкции по эксплуатации аппаратуры измерени  концентрации ме- тана, сопротивление изол ции между жилами кабел  может снижатьс  до 20.кОм. При входном сопротивлении регистрирующего прибора 1 кОм утечки тока в линии св зи составл ют 5% от аналогового сигнала телеизмерени  концентрации метана. Сравнива  пока- зани  регистраторов 27 и 25, можно определить погрешность сквозного тракта измерени  аналогового сигнала и устранить ее, измен   сопротивлени шунтирующего резистора 26 настолько, чтобы показани  регистраторов 27 и 25 стали одинаковы.

Тем самым, предлагаемое устройство позвол ет осуществл ть местный и

дистанционный контроль двух основных параметров рудничной атмосферы, определ ющих ее взрывобезопасность, концентрации метана и скорости- воздуха с использованием общего канала телеметрии по одной паре проводов, а также осуществл ть диагностический контроль и компенсацию погрешности сквозного тракта измерени  концентрации метана.

Применение предлагаемого устройства позволит повысить информативность и надежность газового контрол  на угольных шахтах, уменьшить вдвое расход дефицитной кабельной продукции, а также уменьшить металлоемкость аппаратуры за счет исключени  блока питани  стационарной аппаратуры измерени  скорости движени  воздуха (в среднем на 20-25 кг на 1 точку контрол ) и затраты на монтаж, демонтаж и обслуживание аппаратуры.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  концентрации метана и скорости движени  воздуха, содержащее на передающей стороне датчик концентрации метана и датчик скорости воздуха, усилитель и источник напр жени  и линию св зи, на приемной стороне устройство содер жит первый регистратор и преобразователь частота-напр жение, выход которого Соединен с вторым регистратором , отличающеес  тем, что, с целью повьщ1ени  точности контрол , в устройство на передающей стороне введены переключатель, блок измерени , дифференцирующий элемент и разделительный элемент на конденсаторе, выход датчика концентрации метанд соединен с первым входом переключате1.ш, второй вход которого подключен к выходу дифференцирующего элемента, выход переключател  соединен с входом усилител , выход которого соединен с входом блока из- , мерени  и через разделительный элемент на конденсаторе соединен с выходом датчика скорости воздуха и с входом дифференцирующего элемента, выход блока измерени  и источник напр жени  соединены соответственно с первым и вторым входами линии св зи, на приемной стороне в устройство введены ограничительный элемент на резисторе, разделительные элементы, каждый из которых вьшолнен на кон - денсаторе, первый регистратор и ог