SU1500797A1 - Automatic methane monitor for coal mines - Google Patents

Automatic methane monitor for coal mines Download PDF

Info

Publication number
SU1500797A1
SU1500797A1 SU874337827A SU4337827A SU1500797A1 SU 1500797 A1 SU1500797 A1 SU 1500797A1 SU 874337827 A SU874337827 A SU 874337827A SU 4337827 A SU4337827 A SU 4337827A SU 1500797 A1 SU1500797 A1 SU 1500797A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
signal
input
inertia
amplifier
Prior art date
Application number
SU874337827A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Mikhail D Azbel
Viktor P Belonozhko
Leonid N Karagodin
Aleksandr Z Kufman
Evgenij K Travkin
Sergej I Fisun
Original Assignee
G Pk Nii Avtom Ugolnoj Promy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by G Pk Nii Avtom Ugolnoj Promy filed Critical G Pk Nii Avtom Ugolnoj Promy
Priority to SU874337827A priority Critical patent/SU1500797A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1500797A1 publication Critical patent/SU1500797A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

Изобретение относится к технике безопасности в горном производстве. Цель - повышение- быстродействия и надежности контроля метана. Устройство содержит датчик 1 концентрации метана, корректирующее звено 2, инерционное звено 3 с изменяемой инерци2The invention relates to safety in the mining industry. The goal is to increase the speed and reliability of methane control. The device contains a sensor 1 of methane concentration, a corrective element 2, an inertial element 3 with variable inertia2

онностью, инвертор 4 полярности сигнала, аналоговый сумматор 5, исполнительный блок 6 и усилитель (У) 7 с зоной нечувствительности. Сигнал от датчика 1 концентрации метана поступает на вход корректирующего звена 2. Отсюда сигнал поступает на аналоговый сумматор 5 по двум путям через инвертор 4 полярности сигнала и через звено 3. С выхода сумматора 5 сигнал поступает на вход У 7. В зависимости от величины этого сигнала У 7 формирует управляющее воздействие для звена 3. Величина постоянной времени звена 3 выбирается из условий оптимального быстродействия, с Исполнительный блок 6 подключен к выходу звена 3. В динамическом режиме величина постоянной времени звена 3 меняется в зависимости от динамики изменения концентрации метана в месте установки датчика 1. Это позволяет повысить помехозащищенность устройства при кратковременных всплесках концентрации метана и электрических импульсных помехах. 1 ил.power, inverter 4 signal polarity, analog adder 5, executive unit 6 and amplifier (V) 7 with deadband. The signal from the methane concentration sensor 1 is fed to the input of the correction link 2. From here, the signal goes to the analog adder 5 in two ways through the inverter 4 signal polarities and through the link 3. From the output of the adder 5, the signal goes to the input 7. 7. Depending on the magnitude of this signal At 7 it forms the control action for link 3. The value of the time constant of link 3 is chosen from the conditions of optimal speed, with Executive unit 6 connected to the output of link 3. In dynamic mode, the value of the time constant of link 3 changes in isimosti dynamics of changes in methane concentration at the sensor 1. This improves noise immunity of the device during short bursts of the methane concentration and electrical surges. 1 il.

Би „„ 1500797Bee „„ 1500797

1one

4four

з 1500797s 1500797

4four

Изобретение относится к технике безопасности в горном производстве и может быть использовано для контроля взрывоопасности рудничной атмо- $ сферы и для выработки команд на защитное отключение электроэнергии при превышении предельно допустимых норм содержания метана в горных выработках. 10The invention relates to safety in the mining industry and can be used to control the explosiveness of the mine atmosphere at the sphere and to generate commands for protective power outage when the maximum permissible standards of methane content in the mine workings are exceeded. ten

Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности контроля.The aim of the invention is to increase the speed and reliability of control.

На чертеже представлена блок-схема устройства. 15The drawing shows the block diagram of the device. 15

Устройство содержит датчик 1 концентрации метана, корректирующее звено 2, инерционное звено 3 с изменяемой инерционностью, инвертор 4 полярности сигнала, аналоговый сумма- 20 тор 5, исполнительный блок 6 и усилитель 7 с зоной нечувствительности.The device contains a methane concentration sensor 1, a correction link 2, an inertial link 3 with variable inertia, an inverter 4 signal polarity, an analog total of 20 torr 5, an executive unit 6 and an amplifier 7 with a dead zone.

При этом выход корректирующего звена 2 подключен к входу инвертора 4 полярности сигнала и к входу инерцион- ^5 ного звена 3 с изменяемой инерционностью, выход последнего связан с исполнительным блоком бис первым входом аналогового сумматора 5. Второй вход аналогового сумматора 5 присоединен к выходу инвертора 4 полярности сигнала, а выход аналогового сумматора 5 подключен к входу усилителя 7 с зоной нечувствительности. Выход усилителя 7 с зоной нечувствительности соединен с входом управления инерционного звена 3 с изменяемой инерционностью.The output of the correction link 2 is connected to the inverter input 4 of the signal polarity and to the input of the inertia ^ 5 link 3 with variable inertia, the output of the latter is connected to the executive unit bis by the first input of the analog adder 5. The second input of the analog adder 5 the polarity of the signal, and the output of the analog adder 5 is connected to the input of the amplifier 7 with a dead zone. The output of the amplifier 7 with the dead zone is connected to the control input of the inertial link 3 with variable inertia.

Датчик 1 концентрации метана служит для преобразования неэлектрической величины - концентрации метана в электрический аналоговый сигнал.The methane concentration sensor 1 serves to convert a non-electric quantity — methane concentration into an electrical analog signal.

В датчике 1 концентрации метана может быть использован, например, термохимический или термокондуктометрический первичный преобразователь. Корректирующее звено 2 предназначено для ускоренного определения установившегося значения концентрации метана при ее измерении инерционньми датчиками и представляет собой, например, операционный усилитель с дифференцирующей и суммирующей цепями. Инерционное звено 3 с изменяемой инерционностью представляет собой в простейшем виде интегрирующую КСцепь с изменяемьми внешним воздействием величинами сопротивления, емкости или того и другого одновременно. Аналоговый сумматор 5 реализует функцию алгебраического сложения двух аналоговых сигналов. Усилитель 7 с зоной нечувствительности может быть реализован, например, с помощью операционного усилителя, сигнал на выходе которого постоянен (неизменен) при изменении до некоторого уровня сигнала на входе (операционный усилитель находится в области насыщения). При превышении этого уровня сигнал на выходе операционного усилителя изменяется пропорционально сигналу на входе (операционный усилитель находится в линейной области).In sensor 1, the concentration of methane can be used, for example, thermochemical or thermoconduction primary transducer. Corrective element 2 is designed to accelerate the determination of the steady-state value of methane concentration during its measurement by inertia sensors and is, for example, an operational amplifier with a differentiating and summing circuits. The inertial unit 3 with variable inertia is in its simplest form an integrating X-Chain with variable external influence by the values of resistance, capacitance, or both. Analog adder 5 implements the function of algebraic addition of two analog signals. The amplifier 7 with the deadband can be implemented, for example, using an operational amplifier, the output of which is constant (unchanged) when the signal at the input changes to a certain level (the operational amplifier is in the saturation region). When this level is exceeded, the signal at the output of the operational amplifier changes in proportion to the signal at the input (the operational amplifier is in the linear region).

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Электрический аналоговый сигнал от датчика 1 концентрации метана поступает на вход корректирующего звена 2, которое в простейшем случае выполняет дифференцирование этого сигнала и его суммирование в определенной пропорции с полученной производной. Скорректированный аналоговый сигнал поступает на аналоговый сумматор по двум путям: через ин•вертор 4 полярности сигнала и через инерционное звено 3 с изменяемой инерционностью. Суммарный сигнал поступает на вход усилителя 7 с зоной нечувствительности. В зависимости от величины этого сигнала усилитель 7 формирует управляющее воздействие для инерционного звена 3 с изменяемой инерционностью.An electrical analog signal from sensor 1 of methane concentration is fed to the input of the correction link 2, which in the simplest case performs the differentiation of this signal and its summation in a certain proportion with the derived derivative. The adjusted analog signal is fed to the analog adder in two ways: through the invertor 4 of the polarity of the signal and through the inertial link 3 with variable inertia. The total signal is fed to the input of the amplifier 7 with a dead zone. Depending on the magnitude of this signal, the amplifier 7 generates a control action for the inertial link 3 with variable inertia.

II

В статическом режиме, когда сигнал от датчика 1 концентрации метана постоянен или медленно изменяется, напряжение на выходе аналогового сумматора 5 мало и находится вне зоны чувствительности усилителя 7, поэтому сигнал на его выходе постоянен и имеет величину, при которой инерционное звено с изменяемой инерционностью имеет максимальную постоянную времени ^МАкс = (Κθ„ΑΚ<. (где К и С эквивалентные значения сопротивления и емкости инерционного звена). Величина <^’МДКс выбирается из условий оптимального быстродействия при контроле концентрации метана на пластах со спокойным газовыделением. Величина зоны нечувствительности усилителя 7 может, например, устанавливаться подачей на его вход опорного напряжения и0. Она определяется исходя изIn the static mode, when the signal from sensor 1 of methane concentration is constant or slowly changing, the voltage at the output of analog adder 5 is small and is outside the sensitivity zone of amplifier 7, therefore the signal at its output is constant and has a value at which the inertia element with variable inertia has a maximum a constant time t max = (Κθ "ΑΚ <. (where K and C values of the equivalent resistance and capacitance of the inertial unit). The value of < 'selected from MDX-optimal conditions in the control concentr tion of methane in seams with a calm gas evolution. The value deadband amplifier 7 may, e.g., be mounted on its supply input and the reference voltage 0. It is determined on the basis of

5 15007975 1500797

66

допустимой динамической погрешности контроля.permissible dynamic error of control.

В динамическом режиме сигнал на выходе корректирующего звена 2 на- $ растает быстрее, чем на выходе инерционного звена 3 с изменяемой инерционностью. В итоге суммарное напряжение на входе усилителя 7 превышает порог зоны нечувствительности, при ю этом он переходит в линейную область. Сигнал управления, вырабатываемый усилителем 7, уменьшает постоянную времени инерционного звена 3 с изменяемой инерционностью до величины, ,5 при которой скорость изменения сигнала на его выходе уравнивается со скоростью изменения сигнала на выходе корректирующего звена 2. При этом на выходе аналогового сумматора 5 уста- 20 навливается сигнал с уровнем, необходимым для поддержания управляющего воздействия, соответствующего изменившейся постоянной времени. В связи с тем, что исполнительный блок под- 25 ключей к выходу инерционного звена 3 с изменяемой инерционностью, время его срабатывания зависит от инерционности звена 3 и, следовательно, от динамики изменения концентрации ме- 39 тана в месте установки датчика 1. В этом смысле устройство является адап-; тивным к изменяющимся условиям гаэовыц едения ·In the dynamic mode, the signal at the output of the correction link 2 grows faster than at the output of the inertia link 3 with variable inertia. As a result, the total voltage at the input of the amplifier 7 exceeds the threshold of the insensitivity zone, with this it goes into a linear region. The control signal generated by the amplifier 7 reduces the time constant of the inertial link 3 with variable inertia to a value, 5, at which the rate of change of the signal at its output is equalized with the rate of change of the signal at the output of the correction link 2. At the output of the analog adder 5 The signal is given with the level necessary to maintain the control action corresponding to the changed time constant. Due to the fact that the executive unit supplies 25 keys to the output of the inertial link 3 with variable inertia, its response time depends on the inertia of link 3 and, consequently, from the dynamics of methane concentration change at the installation location of sensor 1. In this sense The device is an adapter; to changing conditions of gas supply ·

Преимущества предлагаемого устрой- $ ства автоматического контроля метана для угольных шахт заключаются в том, что устройство нечувствительно к кратковременным всплескам концентрации метана и электрическим помехам, дд амплитуда которых меньше зоны нечувствительности усилителя 7; помехи, амплитуда которых превышает ширину зоны нечувствительности, проникая на вход исполнительного блока, уменьшаются по уровню на величину ширины зоны нечувствительности; устройство может применяться в качестве универсального средства автоматического контроля метана на угольных шахтах независимо от их категории по газу.The advantages of the proposed device for the automatic control of methane for coal mines are that the device is insensitive to short-term bursts of methane concentration and electrical interference, whose amplitude is less than the dead band of amplifier 7; interference, the amplitude of which exceeds the width of the dead zone, penetrating to the input of the execution unit, is reduced in level by the value of the width of the dead zone; The device can be used as a universal means of automatic control of methane in coal mines, regardless of their gas category.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство автоматического контроля метана для угольных шахт, содержащее датчик концентрации метана, корректирующее звено, подключенное к его выходу, и исполнительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности контроля, оно снабжено инвертором полярности сигнала, инерционным звеном с изменяемой инерционностью, аналоговым сумматором.и усилителем с зоной нечувствительности, причем выход корректирующего звена подключен к объединенным входам инвертора полярности сигнала и инерционного эвена с изменяемой инерционностью, выход которого соединен с входом исполнительного блока и первым входом аналогового сумматора, выход инвертора полярности сигнала соединен с вторым входом аналогового сумматора, выход которого подключен к входу усилителя с зоной нечувствительности, выход которого соединен с входом управления инерционного звена с изменяемой инерционностью.An automatic methane monitoring device for coal mines, containing a methane concentration sensor, a correction link connected to its output, and an executive unit, characterized in that, in order to increase speed and reliability of control, it is equipped with a signal polarity inverter, inertia element with variable inertia, analog adder. And an amplifier with a dead zone, with the output of the corrective element connected to the combined inputs of the polarity inverter signal and the inertial Even with variable inertia, the output of which is connected to the input of the executive unit and the first input of the analog adder, the output of the signal polarity inverter is connected to the second input of the analog adder, the output of which is connected to the input of the amplifier with the dead zone, the output of which is connected to the inertia variable.
SU874337827A 1987-12-04 1987-12-04 Automatic methane monitor for coal mines SU1500797A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874337827A SU1500797A1 (en) 1987-12-04 1987-12-04 Automatic methane monitor for coal mines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874337827A SU1500797A1 (en) 1987-12-04 1987-12-04 Automatic methane monitor for coal mines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1500797A1 true SU1500797A1 (en) 1989-08-15

Family

ID=21339998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874337827A SU1500797A1 (en) 1987-12-04 1987-12-04 Automatic methane monitor for coal mines

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1500797A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102121376A (en) * 2010-01-11 2011-07-13 河南理工大学 Intelligent coal seam gas pressure tester
CN102296981A (en) * 2010-06-22 2011-12-28 淮南矿业(集团)有限责任公司 Mine gas extraction and outburst elimination processing system
CN104295316A (en) * 2014-08-17 2015-01-21 南京欣网视讯通信科技有限公司 Rock noise monitoring method and early warning system
CN104500140A (en) * 2014-12-16 2015-04-08 华北科技学院 Coal mine gas disaster multi-parameter and multipoint monitoring device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102121376A (en) * 2010-01-11 2011-07-13 河南理工大学 Intelligent coal seam gas pressure tester
CN102121376B (en) * 2010-01-11 2013-11-27 河南理工大学 Intelligent coal seam gas pressure tester
CN102296981A (en) * 2010-06-22 2011-12-28 淮南矿业(集团)有限责任公司 Mine gas extraction and outburst elimination processing system
CN102296981B (en) * 2010-06-22 2014-05-14 淮南矿业(集团)有限责任公司 Mine gas extraction and outburst elimination processing system
CN104295316A (en) * 2014-08-17 2015-01-21 南京欣网视讯通信科技有限公司 Rock noise monitoring method and early warning system
CN104500140A (en) * 2014-12-16 2015-04-08 华北科技学院 Coal mine gas disaster multi-parameter and multipoint monitoring device
CN104500140B (en) * 2014-12-16 2016-11-23 华北科技学院 A kind of coal mine gas disaster many reference amounts multi-measuring point monitoring device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900016596A (en) Engine throttle control system
GB1182786A (en) Control or Alarm Method and Apparatus.
KR960024344A (en) Flame Detector Self Diagnosis System
SU1500797A1 (en) Automatic methane monitor for coal mines
JPS57182505A (en) Antiroll system of vehicle
EP0376875A3 (en) Rate biased signal noise clipper
JPS54142987A (en) Protecting method from overdrive of semiconductor laser
IT1180067B (en) DETECTOR CIRCUIT FOR THE ZERO OF THE SIGNAL GENERATED BY AN ELECTROMAGNETIC SENSOR OF THE PHONIC WHEEL TYPE AND SIMILAR
SU1312186A1 (en) Methane detector
SU470593A1 (en) Drilling control device
SU717372A1 (en) Device for automatic gas protection of coal mine
JPS57182153A (en) Gas detector
KR910021526A (en) Engine control
GB2207307A (en) Fail-safe monitoring circuit
SU1721265A1 (en) Method and device for automatic air-and-gas protection
SU1098098A1 (en) Rectifier d.c. drive
JPS5716721A (en) Combustion detecting device for combustor
SU901730A1 (en) System for automatic control of feed water consumption in steam generator
JPS5676361A (en) Detector of tool failure
SU812943A1 (en) Apparatus for automatic gas protection
SU666460A1 (en) Method of automatic monitoring of engine operational state
SU1173394A2 (en) Device for checking serviceability of control member
SU1638638A1 (en) Compensating pendulous accelerometer
SU1187249A1 (en) A.c.voltage amplitude-to-d.c.voltage converter
SU928007A1 (en) Device for automatic control of feed rate of coal-winning machine