CC BY
47
-------------------------------------------------- © Л.В. Винокуров, 2011
УДК 658.310.8:622.333 Л.В. Винокуров
МОНИТОРИНГ ВЗРЫВНОЙ ВОЗДУШНОГАЗОВОЙ СМЕСИ
Предложено устройство, предназначенное для обнаружения взрывной газовой смеси, образующейся при одновременном присутствии многих всевозможных взрывных газов и паров в воздушной среде помещений.
Ключевые слова: газ, атмосфера, взрывная газовая смесь, прибор, оператор, воздушная среда.
~П известных устройствах контрол-
-М-* лерах взрывных газов [1] используется керамическая трубка, поверхность которой покрыта слоем диоксида олова, покрытого легирующей добавкой, повышающей чувствительность к тому или иному газу, содержащемуся в точках наблюдения атмосферы. Нагретое во взрывобезопасной камере до температуры выше 200 °С, это покрытие изменяет свое электрическое сопротивление при изменении процентного содержания взрывного газа в воздушной среде. Основными недостатками этих контроллеров являются: низкая информатив-
ность образования в атмосфере помещений взрывчатой газовой смеси, так как калибровку по концентрации газовой смеси выполняют на какой-то один взрывной газ, а в действительности могут появиться и смешиваться с воздухом посторонние взрывные газы; живучесть не высока из-за наличия продетой через полость керамической трубки электрической спирали для нагрева керамической трубки и диоксида олова; инерционность более 1 мин. И невысокая точность (15—20 %) определения содержания взрывного газа в атмосфере контролируемых помещений.
Предлагаемое устройство относиться к области защиты жизнедеятельности
человека, контактирующего с взрывными газовыми смесями. Оно предназначено для обнаружения взрывной газовой смеси, образующейся при одновременном присутствии многих всевозможных взрывных газов и паров в воздушной среде помещений. Устройство обладает повышенной точностью и информативностью за счет ввода дополнительной порции взрывного газа во взрывобезопасную камеру и контроля момента вхождения атмосферы в полосу нижнего предела взрывоопасной концентрации газовой смеси, путем принудительного взрывания ее в камере, что позволяет определять наличие взрывного газа в помещениях заблаговременно, т.е. до образования нижнего предела взрывае-мости смеси газов в помещении и оперативно принимать решение по выходу из опасной зоны. Устройство разработано на микросхемах, питание от электросети 220V. Изготовлен опытный образец устройства, который демонстрировался неоднократно на конференциях. Устройство безинерционное, срабатывает при образовании взрывной газовой смеси без задержки. Запаздывание существующих устройств в определении содержания газов в атмосфере - 1 минута и более. Предлагаемое устройство обладает большей живучестью и надежно-
стью в работе (5лет) по сравнению с известными приборами, для которых настройка и профилактика необходимы каждые три месяца. При мониторинге атмосферы оператор, использующий существующие известные приборы контроля должен знать какой газ ожидается и в соответствии с этим - иметь прибор для контроля именно этого газа (пара). Взрывчатых газов около 30. Оператор должен иметь около 30 приборов, что представляет большое неудобство. Схема устройства, реализующего данный вариант описана в статье [2]. Он состоит (рис. 1):
Для полного рассмотрения вопроса о способах и устройствах этого типа необходимо рассказать еще о «Портативных устройствах обнаружения взрывной газовой смеси» [4].
Устройство предназначено для обнаружения взрывной газовой смеси в точке нахождения человека.
Устройство обнаруживает взрывную газовую смесь путем принудительного взрывания ее во взрывобезопасной камере при образовании нижнего предела взрываемости. Устройство изготовлено на микросхемах, питание от батареи продолжительностью 12 часов. Устройство обеспечивает повышение точности определения момента образования взрывной газовой смеси в атмосфере в точке нахождения человека и оперативности принятия решения по выходу из опасной зоны.
Устройство относится к области защиты жизнедеятельности человека, контактирующего с взрывными газовыми смесями
Цель предлагаемого устройства — повышение точности и информативности за счет контроля момента вхождения атмосферы в полосу нижнего предела взрываемости взрывоопасной концентрации газовой смеси в точке нахожде-
Рис. 1. Блок — схема устройства заблаговременного обнаружения газа: 1 — взрывбезопасная камера; 2 — пара электродов поджига; 3 — пара электродов сигнализации; 4, 9 — блок сигнализации (световая, звуковая и часы); 5, 6, 7, 8 — элемент фиксации микровзрыва; 10 — таймер; 11 — источник питания; 12 — герконовое реле; 13 — баллончик с газом; 14 — электромагнитный клапан; 15 — усилитель; 16 — вилка включения в электросеть
ния человека.
Рис. 2. Блок схема портативного устройства
Поставленная цель достигается усовершенствованием портативного устройства обнаружения взрывной газовой смеси (рис. 2), содержащего взрывобезопасную камеру сгорания 1, в которую введены две пары электродов 2 и 3, пара 2 электрозажигания снабжена пробиваемым воздушным зазором, пара 3 сигнализации подключена к делителю напряжения 4 и снабжена прижимными контактами и элементом 5 фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси, содержащим П-образную текстолитовую поделку 6 с закрепленной на ее концах пластинкой 7 из легкоплавкого припоя, снабженной пироксилиновой навеской 8, искробезопасный прибор сигнализации 9, таймер 10 периодической подачи электросигнала зажигания, подключенный к батарее электропитания 11, герконовое реле 12, включенное в цепь электродов 2 электрозажигания и к выходу таймера 10, и подключено к накопителю электроэнергии 13, подключенному к выпрямителю
14 и через трансформатор 15 и мультивибратор 16 к батарее электропитания 11, резистор 17 включен между батареей 11 и парой 3 электродов сигнализации, а резистор 18 включен между прибором сигнализации 9 и землей.
Наиболее близким по технической сущности является устройство обнаружения взрывной газовой смеси в жилых и нежилых помещениях (патент РФ №2212263 Способ и устройство обнаружения взрывной газовой смеси Б ЖИЛЫХ И нежилых помещениях), которое содержит взрывобезопасную камеру сгорания, пару электродов электрозажигания, пару электродов сигнализации, делитель напряжения, элемент фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси, П-образную текстолитовую поделку, пластинку из легкоплавкого припоя, пироксилиновую навеску, искробезопасный прибор сигнализации, таймер, искробезопасный источник питания, герконовое реле, вилку и провод подвода электроэнергии от электросети 220 В для питания устройства.
Недостатком известного устройства является невозможность достоверно фиксировать образование взрывоопасной газовой смеси, соответствующей нижнему пределу взрываемости в точке нахождения человека, так как устройство стационарное и не может находиться всегда в точке пребывания человека.
Работа предлагаемого изобретения. При движении в производственных усло-
виях человек может оказаться в точке образовавшейся газовой смеси, концентрация которой находится в полосе взрываемости. Эта смесь проходит внутрь взрывобезопасной камеры 1. На электроды пары зажигания 2 периодически подается инициирующее взрыв газовой смеси напряжение, находящееся в накопителе 13, которое образуется путем генерации напряжения мультивибратором 1б, преобразования его трансформатором
15 и выпрямления этого напряжения выпрямителем 14. Заданная периодичность подачи напряжения обеспечивается таймером 10 и герконовым реле 12. Происходит принудительный микровзрыв газо-
1. Виноградов Ю. Контроль взрывоопасных газов//Радио. — № 10. — 2000.
2. Винокуров Л.В. Детектор взрывоопасных воздушно-газовых смесей.// Неделя горняка. — № 2. — 2006.
3. Патент №2283147 РФ Способ и устройство обнаружения взрывной газовой смеси в
вой смеси во взрывобезопасной камере 1, который инициирует второй микровзрыв (поджиг) пироксилиновой навески 8, расположенной на пластинке 7 элемента сигнализации 5, при этом происходит разрыв (расплавка) пластинки 7, в результате обесточивается цепь, шунтирующая прибор сигнализации 9, который начнет сигнализировать о наличии взрывной газовой смеси в точке нахождения человека с портативным устройством обнаружения взрывной газовой смеси.
Установка во взрывобезопасной камере 1 исправного элемента сигнализации 5 обеспечит дальнейшую работу портативного устройства.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
помещениях.//Винокуров Л.В. бюл. № 25. — 2006.
4. Патент №2295368 РФ Портативное устройство обнаружения взрывной газовой смеси,//Винокуров Л.В. бюл. №8. — 2007.
ІІЇГД=1
Коротко об авторе -------------------------------------------------------------
Винокуров Л.В. — доктор технических наук, ВНИИ Гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций, e-mail: vniigochs@vniigochs.ru
А
Я живу в Хабаровске. Нужно ли мне самому приезжать для передачи статьи в ГИАБ?
Статьи принимаются любым доступным для автора способом. К тому же в Хабаровске в ИГД Дальневосточного отделения РАН работает член Редакционного совета ГИАБ И.Ю. Рассказов.
