Лабораторное занятие №2 изучение переносных автоматических приборов контроля содержания метана

Цель работы: – изучить устройство переносных автоматических приборов на примере сигнализатора метана "Сигнал-5" и научится контролировать с их помощью газовую обстановку в подземных выработках.

2.1 Назначение анализатора метана "Сигнал 5"

Анализатор метана переносной "Сигнал 5" (по тексту - анализатор) предназначен для непрерывного автоматического контроля и измерения объемной доли метана в атмосфере горных выработок в диапазоне от 0 до 100%, выдачи световой и звуковой сигнализации при достижении предельно допустимого значения объемной доли метана.

Рисунок 2.1 – Общий вид анализатора метана "Сигнал 5"

2.2 Технические данные

Таблица 2.1 – Основные параметры анализатора "Сигнал 5"

Диапазон измерений, % об. доли метана:	0-99,9
Количество разрядов цифрового табло:	три
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, % об. доли метана: в диапазоне от 0 до 3 в диапазоне свыше 3 до 30 в диапазоне свыше 30 до 99.9	± 0,3 ±[0,5+0,35(C-3)], где С –численное значение измеренной доли метана ± 10
Время прогрева анализатора, мин:	не более 10
Запись в память значений следующих параметров сигнала:	времени срабатывания сигнализации; максимального значения концентрации метана; времени отключения сигнализации;
Напряжение питания от искробезопасного аккумуляторного источника, В:	2,4 ± 0,4
Предел допускаемой основной абсолютной погрешности срабатывания сигнализации в диапазоне от 0,5 до 2,5%, % об. доли метана:	±0,2
Время непрерывной работы, ч, не менее:	10
Номинальное значение порога срабатывания, % об. доли метана:	2
Масса, кг, не более:	0,4
Габаритные размеры, мм:	145×75×35

Время срабатывания сигнализации (при скачкообразном изменении объемной доли метана от 0 до 1,6 значения порога срабатывания сигнализации) не более 15 с.

Аккумуляторный источник питания отключается от схемы при напряжении на аккумуляторах (2±0,05 В). Потребляемый при этом ток не превышает 5 мА.

Перед выключением разряженных аккумуляторов включается на время (30±10 с) непрерывная звуковая и световая сигнализация.

Звуковой и световой сигналы о достижении заданного порогового значения объемной доли метана подаются импульсами с длительностью импульса в диапазоне от 0,3 до 1,2 с.

Средняя наработка на отказ анализатора не менее 5000 ч.

Средний срок службы анализатора - не менее 3 лет.

Среднее время восстановления работоспособного состояния анализатора - не более 1 ч.

2.3 Устройство и принцип работы

Прибор (рис. 2.2) состоит из анализатора и съемного блока питания 1. Корпус анализатора имеет два отсека. В верхнем отсеке расположена печатная плата 5, датчик 4 и звуковой излучатель 7. Он закрыт крышкой 2, которая крепится винтами 8. На крышке находятся смотровые окна, в которых располагаются цифровой индикатор 9 и красный светодиод аварийной сигнализации 10. Справой стороны находятся две кнопки – КП и КР. Второй отсек предназначен для установки блока питания 1. Блок питания крепится специальным винтом 6.

Рисунок 2.2 – Устройство анализатора метана "Сигнал 5"

Для переноски анализатор укомплектован ремнем 3. Корпус сигнализатора покрыт токопроводящей краской.

Блок питания содержит два аккумулятора с токоограничивающими резисторами, залитыми компаундом.

Принцип работы анализатора основан на стабилизации температуры одноэлементного датчика.

В диапазоне концентраций от 0 до 10 % об долей метана измерение основано на термокаталитическом сгорании метана на сенсоре. При этом производится измерение температуры сенсора и сравнение ее с температурой окружающей среды. В диапазоне концентраций свыше 10 до 99,9 % об. долей метана анализатор автоматически переводится на кондуктометрический метод измерения.

Управление режимами работы сенсора, отображение необходимых данных на индикаторе, запоминание уставок и текущих превышений производится микропроцессором, который управляется с помощью двух кнопок - рабочей КР и поверочной КП.

Кнопка КР служит для включения анализатора после подключения блока питания и контроля напряжения на аккумуляторах в процессе эксплуатации Кнопка КП используется при настройке и градуировке анализатора, во время эксплуатации она должна быть запломбирована.

На индикаторах кроме текущей информации в виде трехзначных цифр могут появляться буквенные сигналы.

Анализатор имеет два режима работы: режим градуировки и рабочий режим. В рабочем режиме производится измерение концентрации метана, переключение диапазонов измерения, запись в память необходимых данных. В режиме градуировки производится подстройка процессора для каждого нового датчика, его градуировка, просмотр записи в памяти.

Сообщения, которые могут появиться в процессе работы анализатора, представлены в таблице 2. Режим, в котором появляется сообщение обозначается знаком "*", число - знаком "X".

Таблица 2.2 – Сообщения, которые могут появиться в процессе работы анализатора

№ п.п.	Сообщение	Содержание	Режим
			ГРА	ПРГ
1.	ГРА	Прибор работает в режиме градуировки, идет прогрев датчиков	*
2.	ПРГ	Прибор работает в рабочем режиме, идет прогрев датчиков		*
3.	Х,ХХ	Концентрация метана в % об. долей в поддиапазоне (0 - 5)%		*
4.	ХХ,Х	Концентрация метана в % об. долей в поддиапазоне свыше (5 -99,9)%		*
5.	УС1	Уставка срабатывания сигнализации	*
6.	УС2	Уставка перехода запятой с первой позиции на вторую (Х,ХХ XX,Х)	*
7.	УСЗ	Уставка перехода запятой со второй позиции на первую (ХХ,Х Х,ХХ)	*
8.	ПО1-3	Градуировочные точки	*

Продолжение таблицы 2.2

9.	XXX	Число импульсов при подаче МВС	*
10.	Х-Н	Время входа в зону с превышением концентрации над уставкой 1 (УС1)	*
11.	Х-П	Максимальная концентрация, зафиксированная за время нахождения в зоне с превышением концентрации над уставкой 1 (УС1)	*
12.	Х-У	Время выхода из зоны с превышением концентрации над уставкой 1(УС1)	*
13.	РАБ	Время работы от включения анализатора до автоматического отключения с целью предотвращения глубокого разряда аккумулятора	*
14.	AAA	Окончание режима градуировки	*
15.	ОБР	Обрыв датчика Нажата кнопка КР при запоминании импульсов без подачи метана (более высокая частота звукового сигнала )	* *	*
16.	ПБА	Напряжение аккумулятора упало ниже 2В	*	*
17.	ПНС	Режим подстройки процессора для нового датчика	*
18.	ГГГ	Месяц и год изготовления платы	*
19.	ННН	Порядковый номер платы	*
20.	НПС	Подбор нового датчика невозможен	*