Краткие теоретические сведения. Практически все объекты нефтяного производства являются пожаро- и взрывоопасными, поэтому они в обязательном порядке оснащаются различными пожарными

 

Практически все объекты нефтяного производства являются пожаро- и взрывоопасными, поэтому они в обязательном порядке оснащаются различными пожарными извещателями и газоанализаторами.

Пожарные извещатели предназначены для обнаружения загораний и передачи тревожного сигнала на дежурный пункт. Любая система пожарной сигнализации состоит из трех основных частей:

- пожарных извещателей, включенных в сигнальную линию (луч или шлейф) и преобразующих проявления пожара (тепло, свет, дым) в электрический сигнал;

- приемно-контрольной станции, принимающей сигнал от извещателя, передающей его дальше и включающей световую и звуковую сигнализации;

- автоматической установки пожаротушения.

Общая структурная схема системы пожаротушения, используемая в настоящее время в промышленности, показана на рисунке 4.1. Она представляет собой взаимосвязанную цепочку: пожарный извещатель – приемный пульт пожарной сигнализации – щит автоматики – шкафы управления электрозадвижкой и насосом.

 

Рисунок 4.1 - Структурная схема системы пожаротушения

 

Существующую пожарную сигнализацию можно разделить на три основных типа:

- системы пороговой пожарной сигнализации;

- системы адресно-опросной пожарной сигнализации;

- системы адресно-аналоговой пожарной сигнализации.

Пороговая пожарная сигнализация. В этой системе каждый пожарный извещатель (датчик) имеет прошитый еще на заводе-изготовителе порог срабатывания. Например, тепловой извещатель такой системы пожарной сигнализации сработает только при достижении определённой температуры и подаст сигнал на контрольную панель пожарной сигнализации. Кроме того, подобные системы представляют собой радиальную топологию построения шлейфов сигнализации, когда от контрольной панели в разные стороны идут кабели пожарных шлейфов - лучи. В каждый такой луч обычно включают порядка 20-30 датчиков, и при срабатывании одного из них контрольная панель отображает только номер шлейфа (луча), в котором сработал пожарный извещатель.

Адресно-опросная пожарная сигнализация. Адресно-опросная система сигнализации отличается от пороговой топологией построения схемы (кольцевая архитектура) и алгоритмом опроса датчиков. Если контрольная панель пороговой системы постоянно ждёт сигнала от пожарного датчика, то контрольная панель адресно-опросной системы циклически опрашивает подключенные пожарные извещатели с целью выяснить их состояние.
Подобный алгоритм, кроме локализации датчика, позволяет контролировать его работоспособность. Типы сигналов, получаемых от датчика, могут быть: «Норма», «Неисправность», «Отсутствие», «Пожар».

Адресно-аналоговая пожарная сигнализация. Сегодня это самые передовые системы пожарной сигнализации. Они обладают всеми преимуществами адресно-опросных систем и рядом своих достоинств. Основным отличием таких систем от вышеописанных является то, что решение о состоянии на объекте принимает контрольная панель, а не датчик. Сама контрольная панель является сложным вычислительным прибором, который производит непрерывный динамический опрос подключенных датчиков, получает и анализирует значения их параметров. По результатам обработки этих данных принимается окончательное решение. Сами датчики постоянно передают значение характеристик окружающей среды (например, тепловые - температуру) на контрольную панель, а сама панель следит за величиной этого значения и динамикой его изменения. Подобная схема работы позволяет выявлять очаги возгорания на самых ранних стадиях его развития и своевременно предотвратить возможный ущерб.

Важнейшим элементом любой системы является датчик – пожарный извещатель, который в зависимости от того, на какое именно проявление пожара он реагирует, может быть дымовым (реакция на дым), световым (непосредственно на пламя), тепловым (на повышающуюся температуру) или комбинированным, т. е. реагирующим одновременно на несколько признаков.

Извещатели ИП-212-3СУ предназначены для обнаружения загораний, сопровождающихся появлением дыма, и относятся к точечным, восстанавливаемым, активным (токопотребляющим) дымовым оптическим пожарным извещателям.

Принцип действия извещателя основан на контроле оптической плотности окружающей среды путем сравнения с пороговым значением амплитуды отраженных от частиц дыма импульсов инфракрасного излучения, которые формируются схемой самого извещателя.

Структурная схема извещателя представлена на рисунке 4.2. Оптическая система извещателя представляет собой два светодиода, один из которых является источником, а второй – приемником инфракрасного излучения. При этом в нормальных условиях, т.е. при отсутствии дыма, световые импульсы от источника не попадают на приемник. Управляющие сигналы на схему включения генерирующего светодиода формирует схема управления и запоминания. Они поступают на генерирующий светодиод через схему отключения.

При отсутствии дыма в чувствительной области оптической системы сигнал светодиода - приемника, усиленный входным усилителем, не превышает порогового значения, задаваемого схемой сравнения. Результат этого сравнения в виде логического сигнала высокого уровня (верхний импульс на выходе схемы сравнения) поступает на схему управления и запоминания и разрешает прохождение кратковременного сигнала обнуления двоичного счетчика (верхний импульс на схеме).

При появлении дыма импульсы инфракрасного излучения отражаются от частиц дыма и попадают на светодиод - приемник, сигнал которого теперь уже превышает пороговое значение. В этом случае схема сравнения формирует логический сигнал низкого уровня для схемы управления и запоминания (нижний импульс на схеме). Он блокирует обнуления счетчика, который при повторении такой ситуации четыре раза подряд регистрирует сигнал «Пожар» и запоминает это состояние. При этом посредством схемы отключения светодиода прекращается контроль оптической плотности среды и со схемы управления и запоминания сигнал срабатывания в виде логического сигнала высокого уровня поступает на управление выходным ключом, который открывается и уменьшает внутреннее сопротивление извещателя до величины не более 500 Ом при токе 20 мА, что является сигналом срабатывания извещателя для приемно-контрольного прибора.

Ток, протекающий через открытый выходной ключ, обеспечивает свечение оптического индикатора (ОИ) извещателя, а также выносного устройства оптической сигнализации (ВУОС), которое подключается к розетке.

Возврат извещателя в дежурный режим из сработавшего состояния (сброс) происходит, если с извещателя снять питание на время не менее 2 с. При этом в схеме сброса формируется логический сигнал низкого уровня, который поступает на схему управления и запоминания и обнуляет счетчик.

Технические характеристики:

- чувствительность соответствует задымленности окружающей среды с оптической плотностью 0,05-0,2 дБ/м;

- инерционность срабатывания не более 5 с.

Оптическая плотность среды – это десятичный логарифм отношения потока излучения, прошедшего через незадымленную среду, к потоку излучения, ослабленного средой при ее частичном или полном задымлении.

 

 

Рисунок 4.2 - Структурная схема извещателя ИП 212-3СУ

 

Извещатели ИП330-5 «Ясень» предназначены для обнаружения загораний по инфракрасному излучению пламени в закрытых взрывоопасных помещениях всех классов. Уровень взрывозащиты – взрывобезопасный.

Извещатель срабатывает на расстоянии не менее 20 м от очага пожара площадью 0,1 м², состоящего из гептана или бензина.

Принцип работы извещателя поясняется функциональной схемой, изображенной на рисунке 4.3.

Инфракрасный (И/К) фотопреобразователь 1 преобразует поступающее

 

Рисунок 4.3 – Функциональная схема извещателя пламени ИП330-5

«Ясень»

 

 

на него излучение в напряжение. В модуляторе 2 сигнал модулируется прямоугольными импульсами, поступающими с синтезатора частот 4. На выходе модулятора появляются информативные полупериоды сигнала, которые усиливаются усилителем 3. Каждый информативный полупериод состоит из двух частей. Первая несет информацию об излучении, поступающем на фотопреобразователь снаружи извещателя (информационный сигнал U_с), во второй части полупериода к этому сигналу прибавляется сигнал от внутреннего излучающего светодиода (опорное напряжение U_o).

Модулированный сигнал с усилителя 3 поступает на синхронные детекторы 6 и 7. Детектор 7 выделяет сумму сигналов U_c+U_o. Информационный сигнал U_c, выделяемый детектором 6, инвертируется посредством инвертора 8 и поступает на полосовой фильтр 10, сумматор 9 и компаратор 5.

Фильтр 10 выделяет из сигнала U_c переменную составляющую частотой 100 Гц, которая усиливается, детектируется и подается на сумматор 9.

В сумматоре 9 происходит сложение инвертированного информационного сигнала U_c, суммарного сигнала (U_c+U_o) и продетектированной переменной составляющей 100 Гц. В результате на выходе сумматора получают опорный сигнал, амплитуда которого не зависит от информационного сигнала и в котором учтено влияние искусственных источников освещения, питающихся от сети переменного тока частотой 50 Гц (результирующий опорный сигнал U_op).

Полученный опорный сигнал суммируется с сигналом кремниевого фотопреобразователя 12, что позволяет повысить помехоустойчивость извещателя при воздействии на него солнечного излучения.

Результирующий опорный сигнал U_op поступает на компаратор 5, который сравнивает его с информационным сигналов U_c. Если амплитуда информационного сигнала выше уровня U_op, компаратор формирует управляющий сигнал, воздействующий на синтезатор частот. В результате этого синтезатор частот меняет форму импульсов, поступающих на выходной каскад 11, который выдает сигнал тревоги в линию.

Выходные сигналы извещателя в дежурном и тревожном режимах показаны на рисунке 4.4.

Питающие напряжения, необходимые для работы схемы, вырабатываются стабилизатором напряжения 12.

Основные технические характеристики:

- инерционность срабатывания не более 3 с;

- угол обзора не менее 60 град.

Комбинированный пожарный извещатель ДИП-1 предназначен для обнаружения загораний, сопровождающихся проявлением дыма или повышением температуры в закрытых помещениях, и представляет собой комбинированное термофотоэлектрическое устройство.

 

 

Рисунок 4.4 - Выходной сигнал извещателя пламени ИП330-5 «Ясень»:

а) в дежурном режиме; б) в режиме тревожного извещения

 

Конструкция извещателя показана на рисунке 4.5. Корпус 3 извещателя имеет защитную сетку 7, внутри которой расположена чувствительная к дыму область 1, образованная пересечением телесных углов поля зрения источника излучения 2 и неосвещаемого им непосредственно фотоприемника 6, которые закреплены в каналах 4 держателя 5. При появлении дыма он свободно проникает через защитную сетку 7 и попадает в чувствительную область 1. При этом

излучение источника 2 отражается от частиц дыма и воздействует на фотопри- емник 6, электрический сигнал которого, пройдя через устройство обработки, вызывает сигнал тревоги.

Чувствительная зона 1 расположена непосредственно в пространстве под защитной сеткой 7, вследствие чего время, необходимое для проникновения частиц дыма из окружающей среды в чувствительную область, минимально.

Отсутствие в чувствительной зоне каких либо элементов (например, экранов и т.п.) исключает воздействие отраженного от них излучения на фотоприемник 6, а переотражения от сетки практически отсутствуют, т.к. отражение является диффузным и происходит с большим поглощением. Возможность появления мощного переотраженного сигнала от поверхности неоднородных элементов, находящихся в непосредственной близости от источника излучения 2, например, от деталей держателя 5, устраняется, т.к. держатель выполнен виде

равнобедренной призмы, в боковых гранях которой имеются каналы 4. Для надежной помехозащищенности от индустриальных и оптических помех в извещателе применяется импульсный высокочастотный режим работы источника излучения 2, а в устройстве обработки электрического сигнала предусмотрен избирательный усилитель, синхронизированный с источником излучения 2.

Блок-схема извещателя приведена на рисунке 4.6. Схема работает следующим образом. При появлении дыма в чувствительной области извещателя модулированное излучение источника ИИ (светодиода), отраженное от частиц дыма, воздействует на приемник излучения ПИ – фотодиод. Далее преобразованный фотодиодом электрический сигнал усиливается транзисторным усилителем У1 и поступает на вход усилителя У2, с выхода которого выпрямленное напряжение подается на вход выходного усилителя постоянного тока ВУ, нагрузкой которого являются светодиод сигнализации С и электромагнитное реле Р. Таким образом, при попадании в извещатель дыма включается светодиод С, что означает срабатывание извещателя, и срабатывает реле Р, контактами которого формируется сигнал о пожаре.

 

 

М – модулятор; ИИ – источник извещения; ПИ – приемник извещения;

ТД – термодатчик; У1, У2 – промежуточные усилители; ВУ – выходной

усилитель; ОН – источник опорного напряжения; Р – реле;

С - сигнализация

 

Рисунок 4.6 – Блок-схема пожарного извещателя ДИП

 

Датчиками температуры являются два диода. При увеличении температуры окружающей среды выше 60 ⁰С обратный ток p-n -перехода диодов резко увеличивается и воздействует на второй вход усилителя У2. В результате этого также срабатывают светодиод и реле, подавая сигнал о возникновении пожара.

Источник излучения питается от модулятора импульсным током длительностью импульсов 30 мкс и частотой их повторения 300 Гц.

Все пожарные извещатели работают в комплекте с какими-либо промежуточными приемно-контрольными устройствами.

Промежуточное приемно-контрольное устройство (ППКУ) предназначено для питания пожарных извещателей, приема от них информации, контроля за исправностью линий питания и сигнализации, передачи информации на пульт централизованного наблюдения, включения цепей управления системами автоматического пожаротушения и местной сигнализации. Оно включается в луч приемного пульта и обеспечивает возможность подключения до 10 извещателей.

Луч, или шлейф пожарной сигнализации – это электрическая цепь, соединяющая выходные цепи охранных (пожарных, охранно-пожарных) извещателей, включающая в себя вспомогательные (выносные) элементы (диоды, резисторы и т. п.) и соединительные провода и предназначенная для выдачи на приемно-контрольный прибор извещений о проникновении (попытке проникновения), пожаре и неисправности, а в некоторых случаях и для подачи электропитания на извещатели.

Кроме нормального режима работы, в ППКУ предусмотрены режимы «Внимание», «Тревога» и «Повреждение линий». В режиме «Внимание» устройство переходит при срабатывании одного извещателя или при выходе его из строя, в режим «Тревога» - при срабатывании не менее двух извещателей луча, в режим «Повреждения линии» - при извлечении извещателя из розетки, обрыве или коротком замыкании линии питания либо линии сигнализации. Звуковая сигнализация включается устройством в режиме «Тревога», а световая – во всех режимах работы, включая нормальный режим.

На рисунке 4.7 показана структурная схема луча пожарной сигнализации. Он включает ППКУ, 10 пожарных извещателей, оконечное устройство и трехпроводную линию связи. Такой луч подключается к центральному пульту контроля.

Пожарные извещатели включены в лучевом комплекте параллельно. При срабатывании одного из них или выходе из строя фотодиода в оптическом устройстве любого извещателя в линию сигнализации включается резистор извещателя сопротивлением 2 кОм, что соответствует предварительному сигналу «Внимание». При срабатывании двух извещателей луча к линии сигнализации параллельно подключаются два резистора сопротивлением по 2 кОм, что соответствует основному сигналу «Тревога».

Контроль за целостностью линий питания и сигнализации осуществляется с помощью оконечного устройства, размещенного в конце линии. В дежурном режиме через него по трехпроводной линии связи протекают контрольные токи, фиксирующие состояние линии. В случае обрыва или короткого замыкания в линии оконечное устройство срабатывает, и ППКУ переходит в режим «Повреждение линии».

Оконечное устройство состоит из транзистора, работающего в ключевом режиме, и резисторов, обеспечивающих требуемый режим его работы и задающих необходимые значения контрольных токов в линии. В дежурном режиме транзистор находится в насыщенном состоянии. В случае перегрузки, короткого замыкания или обрыва линии связи транзистор закрывается.

Помимо автоматических извещателей, во всех защищаемых помещениях установлены ручные пожарные извещатели модели ИПР.

Принципиальная схема извещателя приведена на рисунке 4.8. При нажатии кнопки замыкается цепь питания извещателя, в которую поступает ток тревоги, определяемый сопротивлениями R1 и R2, и происходит засветка индикатора.

 

 

Рисунок 4.8 - Схема извещателя ИПР

Любая с истема автоматического пожаротушения с применением комплекса технических средств пожарной сигнализации и управления выполняет следующие функции;

– обнаружение пожара;

– автоматическое и дистанционное управление установками пожаротушения;

– выдача извещений и служебной информации, в том числе по интерфейсу RS-485, в аппаратуру верхнего уровня;

– управление, контроль и защита технологического оборудования.

В качестве примера рассмотрим систему автоматического пожаротушения магистральной нефтеперекачивающей станции (НПС).

Объектами автоматической системы пенотушения являются:

- помещение магистральной насосной (насосный зал);

- нефтеловушка (электрозал магистральной насосной);

- блок-бокс системы сглаживания волн давления (ССВД).

Указанные помещения оснащаются пожарными извещателями пламени модели ИП330-5 «Ясень».

При работе системы в автоматическом режиме формирование сигнала о пожаре происходит при срабатывании двух или более автоматических пожарных извещателей защищаемого помещения. Также сигнал о пожаре можно подать с устройства дистанционного пуска, установленного у эксплуатационного выхода защищаемого помещения (для закрытых помещений) или у эксплуатационного прохода к защищаемому объекту (для открытых площадок).

При получении сигнала АСУ ТП переводится в режим «Пожар», а система автоматизации НПС производит автоматическое закрытие секущих задвижек узла подключения магистральной насосной станции (МНС) к магистральному насосу (МН), отключает все магистральные насосные агрегаты (МНА), все вспомогательные системы НПС. При этом происходит закрытие всех агрегатных задвижек (вход и выход) МНА, закрытие задвижек на приеме фильтра-грязеуловителя (ФГУ), закрытие задвижек на выходе узла регулирования давления (РД), закрытие задвижек подключения ССВД к НПС.

При получении сигнала о пожаре в насосном зале, электрозале или блок-боксе ССВД включается рабочий насос пенотушения (один из двух насосов пожаротушения ПТ-1, ПТ-2) а при неисправности или невыходе на режим - резервный насос (второй из ПТ-1, ПТ-2). Невыходом на режим считается, если давление после насоса через 30 с меньше 0,8 МПа. Насос работает 10 минут (при пожаре в нефтеловушке 4,5 мин), а затем отключается. Если пожар не потушен, повторное включение насоса производится дистанционно, для чего необходимо включить насос пенотушения нажатием кнопки «Пуск» в помещении местного диспетчерского пункта (МДП) либо по месту в насосной пенотушения.

С включением насосов ПТ-1, ПТ-2 происходит автоматическое открытие необходимых электрозадвижек с задержкой времени 30 с, необходимой для эвакуации людей из защищаемых объектов. При этом в защищаемых помещениях включается звуковая сигнализация и световое табло «Пена - уходи» внутри помещения и «Пена - не входи» снаружи помещения над каждым входом.

Также при срабатывании пожарных извещателей пламени ИП330-5 «Ясень» включается световая и звуковая сигнализация от контроллера К-2000 в помещении МДП на панели сигнализации КТС-2000:

- «Внимание» - срабатывание одного пожарного извещателя, при этом подается короткий прерывистый звуковой сигнал;

- «Пожар в помещении...» после срабатывания второго пожарного извещателя, при этом выдается длинный прерывистый звуковой сигнал другой тональности:

- о включении цепей открытия задвижек подачи раствора пенообразова-

теля;

- о пуске насоса пенотушения;

- об отключении автоматического пуска насосов пенотушения.

Одновременно при срабатывании пожарных извещателей ИП330-5 «Ясень» выдаются сигналы в систему общестанционной автоматики:

– на отключение соответствующей нефтенасосной станции;

– закрытие задвижек подключения соответствующей станции.

На панели сигнализации КТС-2000 в помещении МДП, кроме того, постоянно контролируются сигналы:

– о состоянии задвижек подачи раствора пенообразователя в защищаемые помещения;

– о неисправности системы обнаружения пожара;

– о неисправности насосов пожаротушения;

– об исчезновении напряжения на основном и резервном вводах электроснабжения;

– о наличии напряжения в цепях управления насосами пожаротушения и электроприводными задвижками;

– о снижении уровня в резервуарах противопожарного запаса воды.

Дополнительно выведены сигналы на панель сигнализации шкафа автоматики в насосной пенотушения:

– об исчезновении напряжения на основном и резервном вводах электроснабжения;

– об отключении автоматического пуска насосов пенотушения;

– о неполном открытии задвижек;

– о контроле наличия напряжения в цепи управления электроприводными задвижками;

– об аварийном уровне в резервуарах противопожарного запаса воды.

Сигналы о возникновении пожара дополнительно выведены на панель сигнализации, установленной в помещении пожарного депо.

Газоанализаторы также являются одним из основных элементов систем непрерывного мониторинга производственного процесса.

Наибольшее распространение для контроля концентрации в воздухе горючих газов получили термохимические газоанализаторы. Принцип их действия основан на свойстве горючих газов и паров выделять теплоту при окислении. Оно происходит на каталитически активной платиновой нити, являющейся одновременно термочувствительным элементом.

Промышленный термохимический автоматический стационарный пятиканальный сигнализатор непрерывного действия «Щит-2» предназначен для контроля довзрывоопасных концентраций горючих газов, паров (от 80 до 100 горючих веществ в зависимости от типа датчика) и их суммы, а также выдачи аварийной сигнализации в диапазоне сигнальных концентраций 5-50% от нижнего концентрационного предела воспламенения (НКПВ).

В состав сигнализатора входят пять идентичных блоков У (каждый блок является одним каналом сигнализатора) и пять термохимических датчиков ДТХ-127 или ДТХ-128. Датчики отличаются друг от друга способом подачи контролируемой среды: в ДТХ-127 предусмотрен конвекционно-диффузионный, а в ДТХ-128 - принудительный.

Сигнализатор выдает сигнал "Концентрация" при появлении в месте установки датчика заданной сигнальной концентрации горючих веществ и их смесей с воздухом.

Проверка основной погрешности срабатывания сигнализатора проводится на метановоздушной смеси концентрации (14 ± 8)% НКПВ.

Время выдачи сигнала "Концентрация", отсчитываемое с момента поступления на вход датчика сигнальной концентрации, составляет не более 10 с.

При обрыве цепи питания датчика или перегорании чувствительного элемента выдается сигнал "Неисправность".

Значение силы постоянного стабилизированного тока питания датчика в рабочих условиях равно (0,180 ± 0,10) А.

Сигнализатор работает непрерывно без ручной корректировки начального разбаланса и без поверки с помощью поверочных смесей в течение 45 дней.

Время прогрева сигнализатора после включения в сеть не превышает 5 мин.

Критериями отказов сигнализаторов являются:

- невыдача сигнала "Концентрация" при подаче поверочной смеси на срабатывание или выдача сигнала за время более 10 с;

- выдача сигнала "Концентрация" при подаче поверочной смеси на несрабатывание;

- невыдача сигнала "Неисправность" при обрыве цепи питания датчиков или перегорании чувствительных элементов.

Сигнализатор выдерживает перегрузки по концентрации до 75% НКПВ в течение 30 мин и работоспособен через 5 мин после установления значения концентрации до 50% НКПВ.

Функциональная схема блока У (1 канал сигнализатора) приведена на рисунке 4.9 и состоит из следующих функциональных узлов:

- трансформатора ТР;

- выпрямителей В1 и В2;

- фильтров Ф1 и Ф2;

- стабилизатора тока СТ;

- параметрических стабилизаторов напряжения СН1, СН2, СНЗ;

- реле времени РВ;

- устройства сигнализации неисправности УСН;

- устройства искрозащиты УИЗ;

- усилителя-компаратора УС;

- устройства сигнализации концентрации УСК;

- измерительного прибора ИП;

- сигнальных светодиодов «Сеть», «Неисправность», «Концентрация».

 

Рисунок 4.9 – Функциональная схема блока У сигнализатора ЩИТ-2

 

Напряжение питания от сети переменного тока подается на трансформатор, затем на выпрямители Bl, B2, преобразуется в постоянное напряжение и сглаживается с помощью фильтров Ф1, Ф2. Постоянное напряжение, снимаемое с фильтра Ф1, служит для питания стабилизатора тока СТ и стабилизатора напряжения СН1.

Стабилизированное напряжение, снимаемое с СН1, подается на устройство сигнализации неисправности УСН.

Со стабилизатора тока СТ стабилизированный ток поступает на датчик.

Устройство сигнализации неисправности УСН служит для выдачи сигнала "Неисправность" при обрыве линии питания датчика или перегорании чувствительного элемента.

Стабилизатор напряжения СН2 служит для питания усилителя-компаратора УС и реле времени РВ, стабилизатор напряжения СНЗ - для питания устройства сигнализации концентрации УСК.

Реле времени РВ шунтирует на определенное время выходной сигнал датчика в момент включения сигнализатора и предотвращает ложную выдачу сигнала "Концентрация".

Ложный сигнал при включении сигнализатора появляется за счет тепловой инерционности чувствительных элементов; через 5-10 с наступает тепловое равновесие измерительного моста датчика и сигнал исчезает.

Датчик ДТХ-127 служит для преобразования неэлектрической величины концентрации горючих веществ в воздухе в электрический сигнал постоянного напряжения.

Принципиальная электрическая схема датчика представлена на рисунке 4.10. Она состоит из чувствительных элементов (R_l, R₂) и постоянных резисторов R₃, R₄, образующих неуравновешенный четырехплечий мост.

Чувствительные элементы представляют собой платиновую нить, нагретую до (200…500) ⁰С и играющую роль не только терморезистора, но и также катализатора, на котором происходит каталитическое окисление компонентов анализируемой газовой смеси (АГС). По выделяющейся при этом теплоте определяется концентрация анализируемого компонента.

Один из чувствительных элементов является активным, а другой - пассивным. Через камеру с активным элементом постоянно проходит АГС, а пассивный элемент находится в камере, заполненной неопределяемыми компонентами газовой смеси (в частности, воздухом). Резисторы R₃ и R₄ имеют постоянное сопротивление и выполнены из манганиновой проволоки.

При наличии горючих веществ в контролируемой среде на активном чувствительном элементе происходит дополнительное тепловыделение, что вызывает появление на измерительной диагонали моста напряжения, пропорционального концентрации этих веществ.

К измерительной диагонали моста подключен измерительный прибор (ИП) для визуального контроля за изменением значения концентрации. Сигнал с датчика через устройство искрозащиты УИЗ (оно обеспечивает искробезопасную мощность в цепях датчика при аварийном режиме - коротком замыкании или обрыве) поступает на устройство сигнализации концентрации УСК.

 

 

Рисунок 4.10 – Принципиальная электрическая схема датчика ДТХ-127

 

Настройка сигнализатора на определенный порог срабатывания осуществляется с помощью схемы, показанной на рисунке 4.11.

 

 

Рисунок 4.11 – Настройка порога срабатывания сигнализатора

 

Операционный усилитель DA представляет собой компаратор. На его неинвертирующий вход подается напряжение с измерительной диагонали мостовой схемы датчика, а на инвертирующий – опорное напряжение с делителя, образованного резисторами R_ПОР и R₃. Если сигнал с датчика превышает опорное напряжение, на выходе компаратора формируется сигнал на УСК.

 

Лабораторные работы

№ 401