PL104687B1 - Urzadzenie do wykrywania obecnosci metanu,zwlaszcza w wyrobiskach gorniczych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do wykrywania obecnosci metanu, zwlaszcza w wyrobiskach górniczych, wyposazone w zabudowany z jednej strony wyrobiska laser emitujacy jednoczesnie dwie wiazki o róznych dlugosciach fal oraz w detektory promieniowania i elektroniczny blok porównania amplitudy sygnalów.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 98493, urzadzenie do wykrywania obecnosci metanu skladajace sie z zabudowanego z jednej strony wyrobiska lasera oraz zabudowanego z drugiej strony tego wyrobiska pryzmatu wraz z dwoma detektorami promieniowania, polaczonymi z ukladem przetwarzania sygnalów i miernikiem. Wysylane przez laser jednoczesnie dwie wiazki o róznych dlugosciach fali, rozdziela sie po przejsciu badanego obszaru wyrobiska i mierzy oddzielnie ich natezenie. Stosunek wielkosci natezenia tych wiazek jest funkcja obecnosci metanu w badanym wyrobisku. Tak skonstruowane urzadzenie pozwala na wykrywanie obecnosci metanu w duzym obszarze, niezaleznie od miejsca w którym metan sie pojawi, jednak jego wskazania sa obarczone bledem wynikajacym z fluktuacji mocy wiazek. Ponadto urzadzenie jest wrazliwe na drgania podloza, powodujace wzajemne przemieszczanie sie lasera i ukladu detekcyjnego.

Znane jest równiez, z polskiego opisu patentowego nr 98168, urzadzenie umozliwiajace dokladny pomiar stezenia metanu w powietrzu, wyposazone w laser wysylajacy jedna wiazke oraz element dzielacy ja na wiazke referencyjna i sondujaca. Wiazka referencyjna jest kierowana do pierwszego detektora promieniowania bezposrednio, a wiazka sondujaca do drugiego detektora poprzez pomiarowa komore. Sygnaly z obydwóch detektorów sa porównywane i wzmacniane dajac sygnal proporcjonalny do stezenia metanu. Urzadzenie to pozwala jednak tylko na lokalne wykrywanie obecnosci metanu, w tym miejscu, w którym jest umieszczona pomiarowa komora. Powoduje to mozliwosc nie wykrycia obecnosci metanu, który zwlaszcza przy wolnych przeplywach powietrza przez wyrobisko tworzy czesto niebezpieczne, warstwowe nagromadzenia.

Powyzsze wady i niedogodnosci udalo sie usunac za pomoca urzadzenia wedlug wynalazku, które ma zabudowany z jednej strony wyrobiska laser emitujacy jednoczesnie dwie wiazki o róznych dlugosciach fal oraz2 104 887 ma zabudowany z drugiej strony tego wyrobiska element wstecznego odbicia. Pomiedzy laserem i tym elementem jest umieszczone czesciowo przepuszczalne zwierciadlo, dzielace laserowe wiazki na referencyjne i sondujace. Na drodze rozdzielonych wiazek do czterech detektorów promieniowania znajduja sie selektywne zwierciadla, przy czym pomiedzy detektorami i selektywnymi zwierciadlami wiazek sondujacych sa umieszczone soczewki.

Urzadzenie wedlug wynalazku pozwala na ciagle i dokladne wykrywanie obecnosci metanu na duzym obszarze, niezaleznie od miejsca w którym metan sie pojawi, z wyeliminowaniem wplywu fluktuacji mocy wiazek i zapylenia powietrza na uzyskane wyniki. Tym samym wynalazek umozliwia skuteczne zabezpieczenie zalóg górniczych przed zagrozeniem wybuchu metanu, zwlaszcza nagromadzonego warstwowo w wyrobiskach górniczych o wolnych przeplywach powietrza. I Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladowym wykonaniu na rysunku, przedstawiajacym schematycznie urzadzenie do wykrywania obecnosci metanu w wyrobisku górniczym.

Urzadzenie do wykrywania obecnosci metanu ma laser 1, najkorzystniej He-Ne pracujacy jednoczesnie na dwóch liniach o dlugosci fali 0,63 jum i 3,39/im lub 1,15 A*m i 3,39 firn. Laser 1 jest zabudowany z jednej strony wyrobiska 2, na którego drugiej stronie znajduje sie element 3 wstecznego odbicia, na przyklad w postci pryzmatu. Pomiedzy laserem 1 i elementem 3 wstecznego odbicia jest umieszczone czesciowo przepuszczalne zwierciadlo 4. Zwierciadlo 4 dzieli wysylane przez laser 1 jednoczesnie dwie wiazki 5, 6 o róznych dlugosciach fal na wiazki referencyjne 7,8 i sondujace 9,10. Na drodze referencyjnych wiazek 7,8 do dwóch detektorów 11, 12 promieniowania sa zabudowane selektywne zwierciadla 13, 14 z których zwierciadlo 13 jest pólprzepuszczalne. Takie same selektywne zwierciadla 15, 16 znajduja sie na drodze sondujacych wiazek 9,10 do dwóch detektorów 17, 18 promieniowania, przy czym w tym przypadku pólprzepuszczalne jest zwierciadlo . Ponadto pomiedzy detektorami 17, 18 promieniowania i selektywnymi zwierciadlami 15, 16 wiazek sondujacych 9, 10 sa umieszczone soczewki 19, 20. Wszystkie cztery detektory 11, 12, 17, 18 sa polaczone z elektronicznym blokiem 21 porównania amplitudy sygnalów.

Wykrywanie obecnosci metanu w wyrobisku 2 polega na emitowaniu laserem 1 dwóch wiazek 5, 6 o róznych dlugosciach fal, biegnacych po jednym torze. Wiazki 5, 6 przed przejsciem badanego obszaru rozdziela sie pólprzepuszczalnym zwierciadlem 4 na wiazki referencyjne 7,8 i wiazki sondujace 9,10. Wiazki referencyjne 7, 8 odbijaja sie od zwierciadla 4 i padaja bezposrednio na selektywne zwierciadla 13, 14, z których wiazka 7 o jednej z wymienionych dlugosci fal trafia do detektora 11, a wiazka 8 o drugiej dlugosci do detektora 12.

Wiazki sondujace 9, 10 sa przepuszczone przez zwierciadlo 4, przebywaja wyrobisko 2 i po odbiciu sie od elementu 3 trafiaja ponownie na to zwierciadlo 4, które kieruje je na selektywne zwierciadla 15, 16. Zwierciadla , 16 rozdzielaja wiazki 9, 10 na wiazke 9 o jednej z powyzszych dlugosci fal i wiazke 10 o drugiej dlugosci, padajace osobno na detektory 17, 18 poprzez soczewki 19, 20 zapewniajace dokladne padanie promieniowania na element czynny tych detektorów w przypadku równoleglego wzajemnego przemieszczania sie wiazek 5, 6 i 9, * Sygnaly elektryczne z czterech detektorów 11, 12, 17, 18 sa przetwarzane i wzmacniane w elektronicznym bloku 21. Odpowiednia wspólzaleznosc tych sygnalów swiadczy o obecnosci metanu w obszarze pomiedzy pólprzepuszczalnym zwierciadlem 4 i elementem 3 wstecznego odbicia.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Urzadzenie do wykrywania obecnosci metanu, zwlaszcza w wyrobiskach górniczych, wyposazone w zabudowany z jednej strony wyrobiska laser emitujacy jednoczesnie dwie wiazki o róznych dlugosciach fal oraz w detektory promieniowania i elektroniczny blok porównania amplitudy sygnalów, znamienne tym, ze ma zabudowany z drugiej strony wyrobiska (2) element (3) wstecznego odbicia oraz umieszczone pomiedzy laserem (1) i tym elementem (3) czesciowo przepuszczalne zwierciadlo (4) dzielace laserowe wiazki (5, 6) na referencyjne (7, 8) i sondujace (9, 10) przy czym na drodze rozdzielonych wiazek (7, 8, 9, 10) do czterech detektorów (11,12,17,18) promieniowania znajduja sie selektywne zwierciadla (13, 14,15,16).

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1,znamienne tym, ze pomiedzy detektorami (17,18) i selektywnymi zwierciadlami (15,16) wiazek sondujacych (9, 10) sa umieszczone soczewki (19, 20).104 687 | H 42 8 44