522

М, где разделяется в результате преломления в стекле на два луча. Первый луч, отразившись от наружной плоскости зеркала, проходит по полости 3 газовоздушной камеры и, дважды отразившись на гранях призмы Р1, проходит по полости 1. Эти полости заполнены чистым атмосферным воздухом.

Второй луч светового пучка, отразившись от нижней посеребренной грани зеркала М, проходит по полости 2 газовоздушной камеры и также попадает на призму Р1. Дважды отразившись от граней призмы, световой пучок снова проходит по полости 2, которая заполняется пробой анализируемого воздуха. Оба луча, выйдя из камеры, вновь попадают на зеркало М и, отразившись от него, сходятся в один световой луч, который, пройдя через призму Р2, отклоняется под прямым углом в объектив ОБ.

Вфокальной плоскости зрительной трубы, на которую падает световой луч после объектива ОБ, помещена щелевая диафрагма

сотсчетной шкалой. В этой же фокальной плоскости наблюдается интерференционная картина через окуляр ОК. Действие прибора основано на изменении смещения интерференционной картины, происходящего вследствие изменения состава исследуемого воздуха на путиодного издвухлучей, способных интерферировать (смещаться).

Смещение картины относительно ее нулевого положения происходит пропорционально разности между показателями преломления исследуемой газовой смеси (которая пропорциональна содержанию метана, водорода или углекислого газа в полости 2)

иатмосферного воздуха (в полостях 1 и 3). Интерференционная картина представляет белую ахроматическую полосу, ограниченную черными полосами с симметрично окрашенными краями.

При заполнении воздушной и газовой полостей камеры чистым воздухом интерференционная картина не смещается, так как оба луча проходят через однородную среду. Это исходное положение фиксируется путем совмещения середины левой черной полосы с нулевой отметкой неподвижной шкалы. Такое положение является нулевым положением прибора.

Вгазовую камеру входят кран-переключатель, блок газоподготовки (фильтр воздуха, поглотитель влаги, углекислого газа и водорода), газо-воздушная камера (с тремя сквозными полостями

12

1, 2 и 3), лабиринт, груша. Кран-переключатель служит для последовательного переключения прокачиваемой пробы воздуха через блок газоподготовки.

Рис. 1.5. Функциональная схема прибора ГИК-1м

Вположении 1 СН4 – проба воздуха под действием разрежения, создаваемого грушей, прокачивается через фильтр (гигроскопическую вату), поглотитель влаги КСМ (крупный селикагель мелкопористый), поглотитель углекислого газа ХПИ (химический поглотитель иридиевый), поглотитель водорода ХПП (химический поглотитель палладиевый), снова через поглотитель влаги и попадает в газовую полость 2. Таким образом в полость 2 попадает смесь метана с воздухом, очищенная от углекислого газа, водорода

ипаров влаги. В этом положении определяется концентрация метана в анализируемом воздухе.

Вположении 2 Н2 – исключается прохождение пробы через ХПП (поглотительводорода) иопределяетсясодержаниеводорода.

13

Вположении 3 СО2 – проба воздуха проходит только через поглотитель влаги – определяется концентрация углекислого газа.

Вположении 4 О (ноль) – полости 1, 2 и 3 камеры и лабиринт заполняются чистым воздухом – это нулевое положение прибора.

Лабиринт предназначен для поддержания в воздушной линии прибора давления, равного атмосферному. Приборы типа ГИК

иШИ представляют собой прямоугольную коробку из алюминиевого сплава. Корпус разделен на два отделения. В одном из них размещены оптическая и газо-воздушная части. Это отделение закрывается герметично крышкой. Недостатком приборов является их конструктивная сложность, относительно высокая стоимость

ипрерывистый характер контроля содержания газов.

Для анализа содержания метана или совместно метана и водорода стали широко применяться термохимические приборы (газоанализаторы), основанные на беспламенном сжигании горючих газов на катализаторе и обладающие большой чувствительностью по сравнению с другими газоанализаторами. Так, при изменении содержания метана в воздухе на 1 % происходит прирост температуры при горении на 16 %, температуры нагретой нити катализатора при беспламенном сжигании метана на 3 %, в то время как коэффициент рефракции (отклонения пучка света) в интерферо

метрах меняется всего лишь на

мещены нагреватели – на рисунке соответственно Н1 и Н2. Полость камеры сообщается с внешним анализируемым воздухом через торцовые взрывозащитные латунные сетки.

Беспламенное сжигание метано-воздушной смеси происходит на нагретом до температуры 360 °С нагревателе Н1, тепло от которого конвективно передается только на терморсопротивление TR1. Для соблюдения тепловой симметрии термосопротивления и нагреватели располагаются симметрично относительно оси камеры и имеют одинаковый геометрический вид и равные сопротивления (TR1 и TR2). Так как чувствительный и компенсационный элементы установлены в одной камере сгорания, то любое изменение фи- зико-химических параметров воздуха, за исключением содержания метана (или других горючих газов), воспринимается обоими термоизмерителями TR1 и TR2 одинаково, благодаря чему мостовая электрическая схема остается уравновешенной.

Разбаланс ее происходит только при появлении метана в атмосфере и обусловлен изменением сопротивления TR1 за счет дополнительной температуры, появляющейся на нагревателе Н1. Нагреватель Н1 (как и нагреватель Н2) выполнен из платиновой спирали, играющей роль катализатора при сжигании метана, нижняя температура воспламенения которого при нормальных условиях составляет 650 °С (на катализаторе метан сгорает беспламенно при температуре 360 °С).

Термокаталитический датчик метана типа ДМТ универсален и положен в основу целого ряда переносных (СПМ, эксплозиметр горноспасательный ЭГ-2, измеритель концентрации газов ИКГ-4р, индикатор взрывоопасных газов ИВГ-1р производства НП ЗАО «Галус» и др.), встроенных (ТМРК) и стационарных (АМТ-3Т, АМТ-3И, СПИ-1) приборов контроля.

Ниже в табл. 1.1 и на рис. 1.7–1.11 приведены современные газоанализаторы горючих газов, которые используются на рудниках.

ЕХ 2000 − карманный автономный газоанализатор (эксплозиметр), предназначенный для обнаружения в постоянном режиме взрывчатых газов или паров. Прибор используется во взрывоопасной атмосфере групп I и II. Внешний вид представлен на рис. 1.7.

15

Рис. 1.7. Газоанализатор EX 2000: 1 – защитный кожух ячейки; 2 – зуммер (поз. 4); 3 – индикатор (поз. 5); 4 – сенсорные кнопки (поз. 1); 5 – зарядные гнезда (CR2002); 6 – гнездо для простого зарядного устройства или для заглушки, применяемой во времяремонта; 7 – световойаварийный сигнал(поз. 3)

16

ЕХ 2000 показывает концентрации газа на жидкокристаллическом индикаторе с подсветкой. В аварийных или в аномальных условиях срабатывают звуковой и световой аварийные сигналы. У эксплозиметра два порога аварийного сигнала: первый регулируется пользователем, авторойпредварительно регулируется на заводе.

Измерение или контроль концентрации газа перед входом в шахту можно осуществить при помощи зонда дистанционного пробоотбора. Системы дистанционного пробоотбора могут состоять из жесткойилиполужесткойтелескопическойтрубкииручнойгруши.

TX 2000/OX 2000 автономный, карманный измеритель содержания кислорода или токсичных газов, предназначенный для непрерывного контроля содержаниятоксичных газов, кислорода илипаров.

Рис. 1.8. Измеритель содержания кислорода или токсичных газов TX 2000 / OX 2000: 1 – защитный фильтр для модуля датчика; 2 – зажим; 3 – звуковой индикатор; 4 – цветное кольцо для определения типа модуля датчика; 5 – защитная крышка модуля датчика; 6 – зуммер(звуковойаварийныйсигнал)

Может использоваться во взрывоопасной атмосфере групп I или IIC. TX 2000/OX 2000 оснащен съемным датчиком, доступ к которому можно получить, сняв крышку датчика в верхней части прибора. TX 2000/OX 2000 показывает концентрацию газа на жидкокристаллическоминдикаторе, соединенном сустройством подсветки.

17

В случае аварии или неисправности включается звуковой и визуальный аварийный сигнал. Измеритель содержания токсичных газов имеет 2 порога аварийного сигнала: первый порог может настраиваться пользователем, а второй уже настроен на заводе.

Измеритель содержания кислорода имеет один верхний и один нижний пороги. Пользователь может управлять прибором с помощью кнопок включения / выключения, подсветки индикатора, программирования порогов и т.д. Периодический звуковой сигнал (период задается на заводе) сообщает о том, что прибор функционирует нормально или показывает, что OX / TX 2000 был сознательно отключен. Этот звуковой сигнал («бип») может быть отключен.

MX 2100 – это переносной газоанализатор, который можно использовать во взрывоопасных средах в различных отраслях промышленности на поверхности (Группа II), и в шахтах, где может присутствовать рудничный газ (Группа I).

МХ 2100 позволяет селективно определять до 5 газов одновременно (5 − при использовании датчика CO/H2S), имея 4 стандартных позиции для расположения датчиков. Комплектуется «интеллектуальными» предварительно откалиброванными взаимозаменяемыми датчиками. При замене датчиков газоанализатор МХ 2100 самостоятельно произведет все необходимые настройки, сообщит о неоходимостикалибровки, заменыилинеисправностидатчика.

Датчик состоит из газочувствительного сенсора и электронных компонентов, включая предварительно запрограммированное ПЗУ. Другой элемент данных, «скорость изнашивания», используется прибором для автоматического определения оптимального срока замены ячейки.

BM 25 – это переносной автономный детектор нескольких газов, который можно использовать в средах, содержащих горючие газы, как указано в Директиве ATEX 94/9/EC. Он позволяет обнаруживать одновременно до 5 газов, присутствующих в воздухе, с помощью специальных измерительных ячеек для каждого определяемого газа. Это могут быть взрывчатые газы, токсичные газы или кислород. Основное назначение – обеспечение безопасности

18

большой группы работающих на территории, лишенной источников электроэнергии. Благодаря встроенным радиопередатчикам и длительной работе без подзарядки, из нескольких приборов ВМ25 очень быстро может создаваться сеть беспрерывного мониторинга воздушной среды на значительной территории.

Рис. 1.9. Переносной автономный детектор газов BM 25

Газоанализатор Riken GP-01 / HS-01S − одноканальные газосигнализаторы Рикен моделей GP-01 и HS-01S являются отличным решением для условий суровой России: рабочая температура приборов составляет от –40 °С до +50 °С. Газосигнализаторы компактны, легки и просты в обращении. Приборы имеют ударопрочный корпус, выполненнный в искробезопасном исполнении. Приборы могут быть использованы как на предприятиях нефтегазовой и химической промышленности, так и на угольных шахтах.

Визуальная, звуковая и вибросигнализация в случае превышения газового порога.

19