CC BY
36
----------------------------- © Я.С. Ворошилов, А.А. Анисимов,
В.Е. Седельников, 2007
УДК 622
Я.С. Ворошилов, А.А. Анисимов, В.Е. Седельников
СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ СТАЦИОНАРНОГО ДАТЧИКА КОНТРОЛЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ ПРЕДПРИЯТИЙ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
"П настоящее время производственный и оперативный кон--L9 троль запыленности воздуха в горных выработках и производственных помещениях угольных предприятий производится экспресс-пылемерами разных фирм-изготовителей: TM data, Respicon
(фирма «Helmut Hund GmbH», Германия), ПКА-01 (ООО «Горный-ЦОТ», Россия) и др. При этом существует необходимость постоянного мониторинга воздушной среды по пылевому фактору, для ведения которого в мировой практике существует только датчики FMA-TMS (фирма «Helmut Hund GmbH», Германия) и PL (Польша). Наиболее известный датчик FMA-TMS осуществляет измерение концентрации пыли фракций менее 7 мкм. Для измерения используется инфракрасный светодиод на основе арсенида галлия. Кроме того, существенным недостатком этого стационарного датчика является небольшой диапазон измеряемых концентраций (0-100 мг/м3) и высокая погрешность измерений вследствие неравномерности дисперсного состава в различных точках пылеобразования.
После проведенного анализа литературных данных ООО «Гор-ный-ЦОТ» был разработан стационарный датчик измерения концентрации пыли в воздухе, конструктивные особенности которого позволили исключить эти недостатки.
Разработанный стационарный датчик измерения концентрации пыли в воздухе предназначен для непрерывного мониторинга запыленной среды и может эксплуатироваться при всех видах производственных процессов, которые создают пыль, дым, туман, испарения и другие воздушные загрязнения.
Принцип действия датчика измерения концентрации пыли в воздухе заключается в измерении интенсивности рассеянного света. Для реализации этого принципа датчик конструктивно выполнен в виде
пространственного мультипликативного инфракрасного излучателя с длиной волны 940 нм с приемником, в качестве которого служит полупроводниковый элемент со встроенным усилителем. Регистрируемый диапазон размеров частиц составляет от 0,1 до 100 мкм, а изменения концентрации пыли от 0 до 2000 мг/м3, при этом точность измерения в диапазоне 0-100 мг/м3 составляет 2,3-2,5 %. Широта спектра регистрации размеров частиц и их концентрации в воздухе достигается посредством точного выбора углов наклона блока излучателей и реализации последовательного их автоматического включения (или отключения) с помощью специального электронного блока. Так для измерения концентрации пыли в воздухе в диапазоне до 100 мг/м3 необходима согласованная работа всех пяти встроенных излучателей, которые при дальнейшем повышении концентрации автоматически и последовательно отключаются. Датчик может осуществлять как измерение среднего значения концентрации пыли в интервале времени от 5 с до 12 часов так и вывод динамики максимально разовых концентраций в режиме реального времени. Данные с приемника излучения преобразуются встроенным микропроцессором и передаются по коммуникационной сети на компьютер или адаптированную систему сбора информации. В настоящее время выдано решение о выдаче патента на полезную модель.
Стендовые испытания экспериментального образца стационарного датчика измерения концентрации пыли в воздухе были проведены в период август-декабрь 2006 г. результаты испытаний свидетельствуют о следующем. Для проведения стендовых испытаний была подготовлена пыль различных марок углей и горных пород (угли марок Д, Ж, Г, К, ОС, породная пыль алевролитов, аргиллитов и песчаников) крупностью до 100 мкм, 200 мкм и 500 мкм. Испытания проводились в аэродинамической закольцованной трубе в диапазоне скоростей движения воздуха 0,1-4,5 м/с при влажности 80-99 %. В результате проведенных испытаний установлено, что диапазон измеряемых концентраций и дисперсного состава полностью соответствуют заявленным.
— Коротко об авторах ------------------------------------------------
Ворошилов Я.С. - кандидат технических наук,
Анисимов А.А. Седельников В.Е. - инженеры,
ООО «Горный-ЦОТ», г. Кемерово.
