Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0217U000096, 0115U002655 , Науково-дослідна робота

Назва роботи

Розробка та дослідження експериментального зразка оптичного вимірювача концентрації метану для вугільних шахт

Назва етапу роботи

Керівник роботи

Зорі Анатолій Анатолійович,

Дата реєстрації

18-01-2017

Організація виконавець

Державний вищий навчальний заклад "Донецький національний технічний університет"

Опис етапу

Уперше розроблено модель вимірювача концентрації метану, що заснована на оптико-абсорбційному методі, яка, на відміну від існуючих, враховує комплексний оптоелектронний к.к.д., що дозволило розробити рекомендації та використати їх для побудови вимірювачів, при цьому основну похибку вимірювання зменшено з 0,2 об.% до 0,04 об.% у діапазоні від 0 до 4 об.%, що перевершує показники точності існуючих вимірювачів. Уперше розроблений метод диференційної компенсації впливу запилення оптичних компонент на результат вимірювання концентрації метану, який, на відміну від існуючих, заснований на введенні компенсаційного відкритого оптичного каналу, що дозволило забезпечити додаткову похибку не більше 0,16 об.%, у діапазоні концентрацій метану від 0 до 4 об.% від зміни концентрації пилу від 0 до 3 г/м3 і товщини шару пилу, що осів на оптиці, від 0 до 10 мкм, при цьому запас за додатковою похибкою склав не менше 40 %, що перевершує за характеристиками сучасні вимірювачі. Уперше розроблений метод захисту від запилення оптоелектронних компонент вимірювачів, який, на відміну від існуючих, заснований на явищі термофорезу, що дозволило знизити запилення стекол у 4 рази, за рахунок використання їх нагрівання до 120 С, а при додатковому застосуванні сіток, що детурбулізують потік, зменшити ступінь запилення в 6 разів, що забезпечило пропорційне збільшення метрологічної надійності вимірювачів в умовах шахт. Уперше розроблений метод апаратно-програмної компенсації температурного дрейфу вихідних сигналів оптичних вимірювачів, який, на відміну від існуючих, використовує як температурно-чутливий елемент для апаратної компенсації світлодіод вимірювального каналу, так і для програмної компенсації - інформацію від датчика температури, що дозволило забезпечити необхідну величину додаткової похибки від зміни температури 0,09 об.%, що є в 2 рази меншим за значення похибки, що регламентується.

Опис продукції

Розроблено та створено дослідні зразки оптичних вимірювачів концентрації метану в рудничній атмосфері гірничих виробок вугільних шахт з компенсацією таких дестабілізуючих факторів: концентрації пилу, запилення оптоелектронних компонентів вимірювача і температури. Проведено дослідження вимірювачів та встановлено їх метрологічні характеристики. Розроблено програми і методики метрологічної атестації вимірювачів концентрації метану, що дозволило на основі результатів досліджень їх метрологічних характеристик використовувати запропоновані засоби вимірювання в умовах рудничної атмосфери вугільних шахт. Під час експериментальних досліджень метрологічних характеристик розроблених оптичних вимірювачів концентрації метану визначено характеристики перетворення за метаном дослідних зразків, при цьому значення основної абсолютної похибки вимірювання у діапазоні від 0 до 2,5 об.% склало 0,043 об.%, що є у 4,6 разів меншим за регламентовану основну похибку вимірювання (не більше 0,2 об.%).

Автори роботи

Ахмедов Р.Н.
Башков Є.О.
Вовна О.В.
Лактіонов І.С.
Мокрий Г.В.

Додано в НРАТ

2020-04-02