7. Средства анализа и обработки информации
Чувствительный элемент.
Современная промышленность выпускает два типа термохимических газоанализаторов-сигнализаторов: с конвекционно-диффузионной и с принудительной подачей анализируемой среды. Сигнализаторы с конвекционной подачей состоят из блока сигнализации и питания, а также одного или нескольких датчиков в соответствии с количеством каналов. Сигнализаторы с принудительной подачей среды состоят из блока сигнализации и питания, а также одного или нескольких блоков датчика в соответствии с количеством каналов. Блок датчика предназначен для принудительного забора контролируемой среды на анализ. Датчики сигнализатора с конвекционно-диффузионной подачей устанавливаются непосредственно в помещении или на открытых площадках, где необходимо контролировать наличие в воздухе довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров. Устройство конвекционно-диффузионного датчика термохимического сигнализатора показано на рис. 1.
Рисунок 1. Чувствительный элемент
Глубину и скорость реакции окисления устанавливают выбором соответствующих температуры и катализатора.
В корпусе датчика сигнализатора установлены два чувствительных платиновых элемента. Платиновая спираль сравнительного элемента закрыта глухим металлическим колпачком, платиновая спираль измерительного элемента окружена латунной сеткой. Выходной сигнал – температура (ее повышение или понижение). В датчике установлены три взрывозащитных устройства (латунные цилиндры со щелями), два из них расположены на входе и на выходе анализируемого воздуха, а третье – между чувствительными элементами. Датчик имеет три штуцера – два для входа и выхода анализируемого воздуха, а третий для подачи чистого воздуха при проверке нуля прибора.
Электрическая схема
Схема представляет собой уравновешенный мост переменного тока, два плеча которого образованы рабочим Rраб и сравнительным Rср термометрами сопротивления. Два других плеча образованы резисторами R1 и R2 с постоянными сопротивлениями. Резистор Ro служит для установки нуля.
Рабочий термопреобразователь сопротивления находится в катализаторе, сравнительный — в неактивной массе. При отсутствии в газовой смеси определяемою компонента термопреобразователь находится в зонах с одинаковой температурой и мостовая схема находится в равновесии. При наличии в газовой смеси анализируемого компонента на катализаторе протекает реакция с выделением тепла, в результате чего температура катализатора повышается. Изменение температуры вызывает изменение сопротивления рабочего термопреобразователя Rраб в диагонали моста во зникает сигнал разбаланса, который вызывает вращение реверсивною двигателя РД и связанного с ним подвижного контакта регулируемого резистора Rp. Перемещение подвижного контакта регулируемого резистора и связанной с ним стрелки вторичного прибора пропорционально содержанию компонента в смеси.
При достижении в воздухе концентрации газов и паров, равной 20% от нижнего предела взрывоопасной концентрации, разбаланс моста достигает величины, при которой регистрирующий прибор размыкает цепь питания обмотки реле и включает цепь аварийного сигнала. Одновременно реле обесточивает чувствительные элементы. В случае повреждения электрической схемы, отключается цепь питания обмотки реле и включается цепь неисправности прибора.
Анализируемый воздух не должен содержать туманообразной щёлочи, паров кислот, этилированного бензина и сероводорода. При наличии пыли в воздухе необходимо установить противопылевой фильтр на входе на датчик прибора. Чувствительность прибора по анализируемым газам и парам составляет около 10% от концентраций, принятых за сигнальные.
Контроль взрывоопасных концентраций
Контроль концентраций происходит непрерывно за исключением времени проведения технического обслуживания.
Сигнализатор СТМ10-0101Пц одноканальный, с принудительной подачей среды, с отсчетным устройством. Он состоит из блока датчика, блока сигнализации и питания, в котором имеются МПОП - модуля преобразователя основного питания (МПОП) и количеством каналов 1, 2, 4, 6, 8, 10 и один модуль измерительного преобразователя (МИП), и потенциометра автоматического.
На передней панели МИП установлены гнезда для контроля и настройки МИП: «Uc» - для измерения сигнала концентрации; «U» – для измерения некорректированного сигнала при замене датчика; «Ig» – для измерения напряжения (в милливольтах), пропорционального току датчика (в миллиамперах) и равного Uд = 11·Iд; «UС1» и «UС2» – для измерения напряжений порогов соответственно «1» и «2»; «*» – общий контакт, относительно которого производятся все измерения.
На переднюю панель выведены индикаторы единичные световой сигнализации «ОТКАЗ» и «КОНЦЕНТР.». Сигнализация «ОТКАЗ» осуществляется прерывистым свечением (миганием) ее индикатора; сигнализация порога «1» – постоянным свечением и порога «2» – прерывистым свечением индикатора «КОНЦЕНТР.». Через отверстия в передней панели МИП имеется доступ к переменным резисторам для: регулирования порогов «1» и «2» («С1» и «С2»), корректирования нуля сигнализаторов («УСТ.0»), для калибровки сигнализаторов по поверочной смеси («КАЛИБР.»), для подстройки устройства коррекции после замены датчика.
В сигнализаторе преобразование аналогового сигнала в цифровой осуществляет устройство цифровой индикации с аналого-цифровым преобразователем (АЦП); индикацию в % НКПР осуществляют цифровые индикаторы: НЗ - в разряде десятков, H2 - в разряде единиц, Н1 - в разряде десятых долей процентов НКПР. В случае преобразования отрицательного сигнала, обусловленного дрейфом выходного сигнала датчика, высвечивается вторая запятая (запятая после цифры в разряде долей в индикаторе H1).
1 – кнопка включения сетевого питания.
2 – индикатор «Сеть».
3 – кнопка индикации предупредительной сигнализации.
4 – кнопка индикации аварийной сигнализации.
5 – цифровой индикатор НКПР.
6 – световая сигнализация.
7 – сигнализация «неисправность».
8 – резистор установки порога срабатывания предупредительной сигнализации (ПОРОГ 1).
9 – резистор установки порога срабатывания аварийной сигнализации (ПОРОГ 2).
10 – резистор установки «0».
11 – калибровка диапазона.
12 – выводы для контроля АЦП.