Условия эксплуатации и особенности конструктивного исполнения средств измерения применяемые в технологических процессах горного производства.

Условия эксплуатации средств измерения характеризуются:

1. Возможностью образования взрывоопасной концентрации метана;

2. Агрессивностью шахтной среды;

3. Стеснённость рабочего пространства и малая освещённость;

4. Возможность попадания пыли и влаги во внутрь приборов;

5. Повышенные ударные и механические нагрузки на корпуса, вибрация и трески.

6. Низкая квалификация обслуживающего персонала;

7. Вероятность поражения человека электрическим током.

Из за наличия выше перечисленных условий эксплуатации обычные средства измерения не могут быть применены без специальных и схемных особенностей в условиях горного производства.

Такими конструктивными особенностями являются:

1. использование специальных защитных оболочек и корпусов ограничивающих доступ пыли и влаги во внутрь;

2. взрывозащещённость корпуса имеющего повышенную механическую прочность;

3. обеспечение искробезопасности измерительных цепей, а также исключение возможности нагрева отбельных элементов измерительной схемы выше предельно допустимых норм;

4. обеспечение конструкции прибора допустимых расстояний утечки и электрических зазоров;

5. повышенная вибростойкость;

6. предпочтительное использование электрических приборов имеющих цифровую шкалу;

7. блочность конструкции и универсальность применения;

8. возможность эксплуатации в условиях действия электромагнитных помех и наводок;

9. малые габариты и вес;

10. переносное исполнение с возможностью проведения измерений без рабочего контакта с контролируемым (измеряемым) объектом.

Степень защиты оборудования.

I P 0 0

от 0 до 6 – степень защиты приборов или

средства от попадания пыли, посторонних

предметов.

от 0 до 8 – степень защиты от влаги.

0 – нет,

1 -

2

3

4

5

6

0

1

2

3

4

5

6

7 и 8

Теория измерительных преобразователей.

Передача и преобразование измерительной информации обязательно связанна с передачей и преобразованием энергии сигнала, в соответствии с теорией измерительных преобразователей. Любой измерительный преобразователь которому свойственен принцип обратимости между входом и выходом может быть представлен четырёхполюсником у которого стороны величины разной физической природы, а преобразование измерительной информации представлено как преобразование одного вида энергии в энергию другого вида.

(F)

(V)

Все измеряемые в материальном мире физические величины являются подобными в соответствии с теорией подобия и могут быть представлены как V, F, x (скорость, сила, путь) механические; с точки зрения гидравлики Q, P, H; с точки зрения акустики V, P, h.

Теория измерительных преобразователей была разработана академиком

Хоркевичем А.А.

1. Обычно энергия любой системы представляет собой произведение силы F на перемещение Х, однако часто пользуются обобщённым параметром который например является мощность – это произведение силы на скорость.

2. Для любой системы связь силы с перемещением устанавливается уровнем Лагранжа второго рода. В общем виде в уравнениях Лагранжа в качестве обобщённых координат может быть выделена любая физическая величин. Причём эта величина часто определяет энергетическое состояние всей измерительной системы и её можно использовать для анализа работы измерительных преобразователей.

Уравнение Лагранжа связывает внешне – обобщённые или действующие на измерительную систему и внутренние обобщённые силы которые изменением запаса кинематической и потенциальной энергии с учётом сил сопротивления действующих в этой системе

Fi – внешние силы действующие на систему;

Е к – кинетическая энергия системы

mik – масса;

Vi – обобщённая скорость по i – 0 координате;

Е п – потенциальная энергия

W ik – упругость системы постоянный коэффициент зависящий от конструкции;

Xi и Xk – координаты системы;

Фр – функция рассеивания энергии, энергия потерь идущих на нагрев сопротивления током или другие необратимые потери.

W ik – упругость системы – коэффициент зависящий от конструкции;

Rik – коэффициент сопротивления в системе;

г де ik – квазеупругий операторный коэффициент;

Заменяем уравнение в общем виде на систему уравнений

Производим замену  - Z где Z – операторное сопротивление электрической цепи

где

Таким образом измерительный прелбразователь может быть представлен четырёх – полюсником, при этом необходимо учитывать не число степеней свободы, а колличество связей по которым осуществляется обмен энергии измерительной системы с окружающей средой. Обычно все из преобразователей имеют один канал связи.

Система дифференциальных уравнений Логранжа описывающих природу физических процессов любого измерительного преобразователя всегда сводится к главному определителю системы, записанному через активные параметры четтырёх – полюсника.