Особенности применения акустического спирометра в составе горноспасательной аппаратуры

       – напряжение, выделившееся  при ударе на пьезоэлектрическом  устройстве.

     Таблица испытаний на ударную прочность приведена ниже (таблица 4):

Таблица 4 – Испытания на ударную прочность

     Эксперимент проводился в испытательной лаборатории  взрывозащищенного и рудничного оборудования НФ  «Межотраслевой орган  по сертификации» Сертиум» расположенной  в пос. Быково, Московская область, совместно с заведующим этой лабораторией Беловым Сергеем Александровичем.

     Измеренная  ёмкость одного пьезокерамического кольца с помощь R-L-C метра составила – 4 мкФ.

     Испытуемый  образец изображен на рисунке 4.

Рисунок 4 – Спирометрический канал с  проводами, подсоединенными к пьезокерамическим кольцам

     Испытуемый  образец ставится под ударную  установку (рисунок 5) и зажимается фиксатором, чтобы при ударе бойка не сдвинуться с места (рисунок 6).

      Провода подсоединяются к цифровому осциллографу, находящемуся в режиме записи (рисунок 7), боек поднимается до отметки, соответствующей энергии удара 20 Дж. После этого по показаниям осциллографа выбирается максимальное напряжение, которое соответствует пику кривой осциллографа при ударе бойком.

Рисунок 5 – Ударная установка 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 6 – Испытуемый образец, подсоединенный к осциллографу, под ударной установкой

Рисунок 7 – Используемый в эксперименте электрический цифровой осциллограф

      Результаты  этого испытания приведены в  таблице 5.

Таблица 5 – Итоговая таблица эксперимента.

     Из  двух опытов, согласно требованиям  ГОСТа, выбираем большее значение напряжения – 187 В. Как видно, полученное значение энергии, выделившейся при ударе, много меньше 1500 мкДж, предусмотренных п. 10.11 ГОСТ Р 51330.10-99 «Часть 2». Следовательно, энергии, которая может выделиться от пьезокерамических колец при ударе, недостаточно для воспламенения агрессивной среды шахты, и по этому критерию спирометрический модуль тоже является безопасным.

Выводы

     В результате работы было установлено:

     1. Использование спирометрического  модуля повышает эффективность  и безопасность применения аппаратов  защиты дыхания.

     2. Использование металлических материалов при конструировании спирометрического канала препятствует возникновению разряда при разделении двух поверхностей.

     3. Пьезокерамические электроакустические  цилиндры спирометрического канала  акустического спирометра покрыты  слоем металла с низким удельным сопротивлением - серебра, что  исключает возможность образования статических разрядов при взаимодействии с воздушным потоком;

      4. Энергия искры, выделяющаяся при  механическом воздействии на  спирометрический канал (давление), меньше предельно допустимой по ГОСТ Р 51330.10-99 часть 2.

      На  основании полученных экспериментальных  данных можно утверждать о возможности  использования спирометрического  модуля в составе аппаратуры защиты дыхания изолирующего типа. 

Литература

      1. Шкундин С.З. «Физико-техническое обоснование акустического контроля скоростей газовоздушных потоков в системах обеспечения безопасности шахт». Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва – 1990 г., 313 стр.

      2. Гладков Ю.А., Козлюк А.И., Привалов Н.И., Ильин А.Е. «Справочник горноспасателя». Донбасс, 1988 г., 248 стр.

      3. ГОСТ Р 51330.0-99 «Часть 0. Электрооборудование  взрывозащищенное. Общие требования».

      4. Шкундин С.З., Жердев А.А., «Электроискробезопасность  шахтных анемометров на основе акустического метода измерения скоростей и расходов газовоздушных потоков», ГИАБ №2-2010, издательство «Горная книга», стр. 245-251.

      5. Хорват Т., Берта И., «Нейтрализация  статического электричества», Москва  «ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ», 1987 год.

      6. ГОСТ Р 51330.10-99 «Часть 2. Электрооборудование взрывозащищенное. Общие требования». 

Аннотация

      Настоящая статья посвящена актуальной теме – исследованию возможности применения акустического спирометра в составе горноспасательной аппаратуры защиты дыхания. Доказывается возможность искробезопасного применения пьезокерамических преобразователей.

      Current article is devoted to the actual theme – probability of using acoustic spirometer in breathing rescue mine equipment. It’s proved that acoustic spirometer piezo-acoustic elements are intrinsically safe. 

      Акустический  спирометр, искробезопасное исполнение, аппараты защиты дыхания.

      Acoustic spirometer, intrinsically safe, breathing rescue mine equipment.