Курсовая работа: Сигнализатор СВК 3М-1
В литейных и термических цехах приходится контролировать состав самых разнообразных газов: горючих газов и продуктов их горения, защитных атмосфер и газов в воздухе помещений цехов.
Контроль состава газа позволяет судить о правильности протекания технологических процессов.
Газоанализаторами называют приборы, предназначенные для количественного определения состава газа (одного или нескольких компонентов). Они проградуированы в объемных %.
По назначению различают переносные и технические газоанализаторы. Первые используют для лабораторных исследований и поверки автоматических газоанализаторов.
Основным элементом каждого прибора является измерительный преобразователь газового анализа, принцип действия которого определяет тип газоанализатора.
По принципу действия измерительного преобразователя различают: тепловые, магнитные, оптико-акустические, химические, электрохимические, термохимические, термокондуктометрические и оптические газоанализаторы.
Тепловые газоанализаторы. Действие газоанализаторов (в дальнейшем сокращенно ГА) основано на изменении тепловых свойств определяемого компонента газовой смеси.
В термокондуктометрических приборах применяется способ относительного изменения путем сравнения теплопроводности анализируемой газовой смеси с теплопроводностью эталонной смеси постоянного состава.
Термохимический метод измерения концентрации газов основан на измерении полезного теплового эффекта химических реакций, протекающих в присутствии катализатора. Наибольшее распространение получили приборы, в которых используется реакция окисления (горения).
В качестве чувствительных элементов в ГА применена платиновая нить, помещенная в анализируемую газовую смесь. Нить нагревается проходящим по ней током. При изменении теплопроводности смеси, зависящей от содержания в ней СО2 , изменяется температура нити и, следовательно, её сопротивление. Таким образом, по величине сопротивления можно судить о количестве СО2 в газовой смеси.
Магнитные газоанализаторы. Магнитные свойства газов оценивают величиной магнитной восприимчивости, которая положительна для парамагнитных газов. Магнитная восприимчивость смеси газов определяется содержанием кислорода, который обладает наибольшей магнитной восприимчивостью по сравнению с другими газами, входящими в газовую смесь.
В магнитных ГА используется явление термо – магнитной конвенции, которое возникает в неравномерном магнитном поле около нагретого тела (чувствительного элемента), окруженного парамагнитным газом. Парамагнитный газ (кислород) втягивается в поле постоянного магнита, охлаждает чувствительный элемент (платиновую нить), помещенный в это поле и включенный в схему измерительного моста. В результате этого изменяется температура, а следовательно, и сопротивление элемента, что приводит к разбалансу моста.
Для измерения концентрации кислорода в многокомпонентных газовых смесях применяются компенсационно-мостовые схемы.
Основными элементами схемы приемника является два моста: рабочий и сравнительный.
Оптико-акустические газоанализаторы. Действие ГА основано на способности определяемого газа, поглощать инфракрасные лучи. Способностью поглощать излучение в инфракрасной области спектра, молекулы которых состоят из двух или большего числа атомов или ионов. Измерение концентрации газа производится на основании оптико-акустического эффекта, суть которого состоит в следующем. Если газ, способный поглощать инфракрасные лучи, заключить в замкнутый объем и подвергнуть воздействию потока инфракрасной радиации, то за определенный промежуток времени газ нагреется до некоторой температуры, определяемый условиями теплоотдачи. Одновременно происходит соответствующие повышение давления газа. При прерывании с некоторой частотой потока радиации с помощью модулятора находящийся в замкнутом объеме газ будет периодически нагреваться и охлаждаться, в результате чего возникнут колебания температуры и давления газа. Колебания давления воспринимаются чувствительным элементом–мембраной, которая является одной из обкладок конденсаторного микрофона. С помощью микрофона колебания давления преобразуются в электрический сигнал, который усиливается усилителем и подается на измерительный прибор.
Принцип работы химических газоанализаторов основан на последовательном удалении анализируемых компонентов из взятой газовой пробы при проведении химических реакций. Наибольшее распространение получили переносные газоанализаторы на три типа: СО, СО2 , О2 .
Объем газовой смеси измеряют до начала цикла измерений и после реакции каждого компонента. По разности объемов оценивают процентное содержание компонента газовой смеси. Переносные газоанализаторы обладают высокой точностью измерения; недостатком является длительность анализа. Их применяют только для контроля и отладки тепловых процессов.
Электрохимические газоанализаторы предназначены для определения содержания кислорода в газовой смеси. Действие газоанализаторов этого типа основано на электрохимической реакции, вызывающей образование тока в электролите при взаимодействии кислорода с электролитом. Сила тока, протекающего по внешней цепи электролита пропорционально концентрации кислорода в газовой смеси. Такие газоанализаторы предназначены для определения содержания кислорода в различных газовых смесях, водяном и генераторном газах.
Работа оптических газоанализаторов основана на изменении ослабления интенсивности электромагнитных излучений или поглощения его потока определенным компонентом при прохождении излучения через исследуемую газовую смесь. При этом можно использовать весь спектр электромагнитных колебаний – инфракрасная, ультрафиолетовая и видимая область.
2 . Назначение
Сигнализатор довзрывоопасных концентраций СВК‑3М1 предназначен для контроля и автоматической сигнализаций наличия в воздухе закрытых помещений горючих газов, паров и их смесей, относящихся по взрывоопасности к первой, второй, третьей категории взрывоопасных смесей групп А, Б, Г и четвертой категории группы А по классификации «Правил изготовления взрывозащищенного электрооборудования» (ПИВЭ) издания 1963 года.
Сигнализатор является промышленным стационарным непрерырывнодействующим прибором, состоящим из блока датчика и блока электропитания.
Блок датчика сигнализатора имеет взрывозащищенное исполнение ВЗГ-В4А и может быть установлен во взрывоопасных помещениях всех классов согласно классификации «Правил устройства электроустановок». Блок электропитания относится к электрооборудованию общего назначения, имеет обыкновенное исполнение по ГОСТу 12.997 – 76 и должен устанавливаться вне взрывоопасного помещения.
По устойчивости к климатическим воздействиям сигнализатор должен соответствовать исполнению УХЛ категории 4 ГОСТ 15150 – 69 (но для работы при температуре от 5 До 50 С для блока датчика, от 5 до 40 С для блока электропитания, при относительной влажности окружающей среды до 95% при плюс 25 С, при изменении атмосферного давления от 80 до 107 кПа (от 60О до 800 мм. рт. ст.).
В анализируемой среде не должно быть агрессивных веществ, являющихся ядами для катализаторов платиновой группы:
хлоро-серо-фосфоро-цианосодержащих соединений и других в концентрациях, превышающих санитарные нормы. Содержание механических примесей (пыли, смол, масел и т.д.) в контролируемой среде и в воздухе, поступающем в датчик при контроле, не должно быть более 0,001 г./м3.
3. Технические данные
Диапазон сигнальных концентраций от нижнего предела воспламеняемости (НПВ):
1) горючих газов, паров и их смесей, % от 5 до 50;