SU1500797A1 - Automatic methane monitor for coal mines - Google Patents
Automatic methane monitor for coal mines Download PDFInfo
- 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
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)
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)
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 |
-
1987
- 1987-12-04 SU SU874337827A patent/SU1500797A1/en active
Cited By (7)
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 |