Источник: Збірник тез доповідей VI науково-технічної конференції
«Приладобудування 2007: стан і перспективи». – К., 2007. – С. 191– 192.
Розробка швидкодіючого вимірювача концентрації
метану для системи газового захисту вугільних шахт
засобами імітаційного моделювання
Вовна О.В., Хламов М.Г.
Донецький національний технічний університет, м. Донецьк, Україна
Для побудови швидкодіючої інформаційно-вимірювальної системи об'ємної концентрації метану в умовах вугільних шахт розроблена імітаційна математична модель оптичних і аналітичних каналів оптико-абсорбційного інфрачервоного газоаналізатора з методами компенсації вугільного пилу.
Метод, що покладений в основу побудови швидкодіючої вимірювальної системи об'ємної концентрації метану, заснований на здатності атмосферних газів вибірково поглинати інфрачервоне випромінювання в спектральній області, і відноситься до бездисперсійних методів абсорбційної спектроскопії.
В якості джерел інфрачервоного випромінювання вибрані світловипромінюючі діоди: LED34 з робочою довжиною хвилі 3,35 мкм, яка відповідає максиму інтенсивності спектру поглинання метану і LED27 для реалізації алгоритму компенсації впливу інших газів атмосфери шахти і вугільного пилу та у відкритому оптичному каналі – 2,7 мкм, при цій довжині хвилі випромінювання контрольного LED інтенсивність спектральних ліній поглинання метану практично рівна нулю. Частина потоку енергії від випромінювання LED поступає в робочий оптичний канал з вимірюваною об’ємною концентрацією метану, інша частина потоку в контрольний оптичний канал, де знаходиться газова суміш, яка в даному діапазоні довжин хвиль не поглинає інфрачервоне випромінювання. Потоки, які минули кювети газоаналізатора, поступають на фотоприймачі – фотодіоди PD36.
При цьому проблема впливу пилу в робочому вимірювальному каналі на результати виміру розв'язується методами компенсації шляхом введення апаратурної надмірності. Для компенсації впливу вугільного пилу на результат виміру концентрації метану у вимірювальної системи введені два просторових і в них по два частотні канали.
Принциповим є конструкторське рішення, що реалізовує методи побудови інформаційно-вимірювальної системи, які забезпечують вимірювання середнього значення концентрації метану, по довжині вимірювальної траси.
На основі одержаних результатів імітаційного моделювання планується розробити багатоканальний мікропроцесорний оптико-абсорбційний інфрачервоний газоаналізатор для контролю об'ємної концентрації метану, що відповідає вимогам європейських стандартів для умов вугільних шахт Донбасу.
Швидкодія, об’ємна концентрація, метан, вугільний пил, оптіко-абсорбційний метод, алгоритм компенсації, імітаційне моделювання.