устройство для обнаружения утечки горючего газа

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧКИ ГОРЮЧЕГО ГАЗА, содержащее последовательно соединенные регулятор тока, источник тока, газочувствительный датчик и усилитель, а также блок регулирования режима работы датчика, выход которого соединен с входом регулятора тока, отличающееся тем, что блок регулирования режима работы датчика выполнен в виде последовательно соединенных первого компаратора, RS-триггера, первого транзисторного ключа и первого исполнительного реле, последовательно соединенных второго компаратора, второго транзисторного ключа и второго исполнительного реле, а также последовательно соединенных таймера и третьего транзисторного ключа, включенных между опорным входом первого компаратора и другим входом RS-триггера, при этом первый выход первого исполнительного реле соединен с опорным входом второго компаратора, второй выход является выходом блока регулирования режима работы датчика, входы которого, являющиеся сигнальными входами компараторов, соединены с соответствующими выходами усилителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обнаружения утечки газов и установления их концентрации.

Известно устройство [1], содержащее первичный преобразователь, два пороговых блока по заданным уровням концентрации газа, подключенные входами к преобразователю, исполнительный блок и блок регулируемого смещения сигнала во времени.

Недостатком устройства является низкая надежность работы устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство [2] , содержащее источник тока, газочувствительный датчик, усилитель, регулятор и измерительный преобразователь.

Недостатком данного устройства является низкая надежность работы, обусловленная выходом из строя газочувствительного датчика вследствие его перегрева в дежурном режиме (при отсутствии газа в воздухе).

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет увеличения срока службы газочувствительного датчика.

Цель достигается предложенным устройством, включающим источник тока, газочувствительный датчик, усилитель, регулятор и блок регулирования режима работы газочувствительного датчика, дополнительно снабженным двумя компараторами, RS-триггером, тремя транзисторами, реле К₁, реле К₂ и таймером.

Предложенное устройство отличается от прототипа следующим.

Оно снабжено блоком регулирования режима работы газочувствительного датчика, включающим два компаратора, RS-триггер, три транзистора, реле К₁, реле К₂ и таймер. Этот признак является существенным для решения задачи изобретения, так как блок регулирования режима работы газочувствительного датчика (ГЧД) исключает перегрев газочувствительного датчика за счет автоматического регулирования его рабочего тока. При отсутствии контролируемого газа в воздухе рабочий ток датчика автоматически уменьшается, а увеличивается до определенного уровня (далее остается постоянным) при наличии газа в атмосфере или в помещениях. При отсутствии горючего газа в воздухе блок регулирования режима работы ГЧД переключает ГЧД на дежурный режим, а при наличии горючего газа - в рабочий режим. При такой работе ГЧД не перегревается, увеличивается срок его службы и, следовательно, повышается надежность работы устройства. Это является важным фактором, так как в ходе индикации отказ в работе ГЧД не позволит своевременно установить факт утечки горючего газа и его концентрацию. Бесконтрольное накопление горючего газа, в свою очередь, приведет к серьезным последователям, то есть к заражению окружающей среды и к созданию взрывоопасных концентраций в воздухе.

На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля горючего газа.

Устройство для обнаружения утечки горючего газа содержит источник 1 тока, газочувствительный датчик 2, усилитель 3, регулятор 4 и блок 5 регулирования режима работы ГЧД, который включает два компаратора 6, 7, RS-триггер 8, три транзистора 9-11, реле К₁ 12, реле К₂ 13 и таймер 14.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в воздухе горючих или токсичных газов газочувствительный датчик 2 работает в дежурном режиме, в котором рабочий ток обеспечивает поддержание рабочей температуры 240^оС. Сила тока ГЧД 2 устанавливается от источника 1 тока переменным регулятором 4. При наличии горючего газа в воздухе рабочий ток повышается до определенного уровня и устанавливается постоянным для данного газа, при этом температура датчика становится 320^оС, т.е. газочувствительный датчик 2 переходит в рабочий режим. При концентрации газа, равной ПДК, что соответствует первому уровню сигнализатора, напряжение ГЧД 2 уменьшается и, усиленное усилителем 3, подается на вход компараторов 6, 7. При достижении напряжением ГЧД 2 величины, равной опорному напряжению компаратора 6, срабатывает RS-триггер 8, открывается транзистор 9 и реле 12, включив опорное напряжение компаратора 7, переключает ток датчика на рабочий режим, что соответствует первому уровню индикации сигнализатора.

Если концентрация контролируемого газа равна нижнему пределу взрывоопасности, что соответствует второму уровню индикации сигнализатора, напряжение на ГЧД 2 становится сравнимым с опорным напряжением компаратора 7, и он срабатывает. При этом открывается транзистор 10 и реле 13, которое включает сигнализацию (например, сирену), соответствующую второму уровню индикации сигнализатора. Время работы сигнализации задается таймером 14, который включается при срабатывании компаратора 6.

Если концентрация контролируемого газа в воздухе становится ниже концентрации, соответствующей 1-му уровню (ПДК), таймер 14 и транзистор 11 сформируют импульс, переключающий RS-триггер 8 в исходное состояние, при котором ток ГЧД уменьшается и переходит в дежурный режим.

Предложенное устройство и прототип испытаны в лабораторных условиях. В ходе испытания установлено, что предложенное устройство показало высокую надежность в работе. За период испытания с 1.04.91 г. по 1.01.92 г. сбоев в работе не установлено. За этот же период в прототипе был заменен газочувствительный датчик дважды из-за отказа в работе.

Предложенное устройство было апробировано в лабораторных условиях. В специальной камере вместимостью 1 м³ воздуха создавали концентрацию горючего газа (пропана), равную предельно допустимой. Предварительно в камеру устанавливали газочувствительный датчик. При достижении газом предельно допустимой концентрации в камере включался первый уровень сигнализации и загоралась лампочка устройства. Далее создавали концентрацию, равную нижнему пределу взрывоопасности. В данном случае срабатывал второй уровень сигнализации устройства.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет четко зафиксировать концентрацию от ПДК до концентрационных пределов взрывоопасности.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается в повышении надежности обнаружения утечки горючего газа за счет увеличения срока службы газочувствительного датчика.