Оптико-электронный прибор обнаружения начальной стадии развития взрыва в газодисперсных системах

• Автор: Сыпин, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Введение б

1 Аналитический обзор

1.1 Взрывы в газодисперсных системах на потенциально опасных техногенных объектах

1.1.1 Особенности протекания взрывов угольной пыли в угольных шахтах

1.1.2 Моделирование процесса горения газодисперсных систем

1.1.2.1 Математическая модель

1.1.2.2 Численное решение

1.2 Методы и средства контроля и борьбы со взрывами в газодисперсных системах

1.2.1 Профилактические меры борьбы со взрывами в газодисперсных системах на примере угольных шахт

1.2.2 Способы локализации взрывов в газодисперсных системах

на примере угольных шахт

1.2.2.1 Особенности конструкции сланцевых заслонов
1.2.2.2 Особенности конструкции водяных заслонов
1.2.3 Подавление взрывов в газодисперсных системах на примере угольных шахт
1.2.3.1 Автоматические системы ППЗ и ВП для газодисперсных систем
1.2.3.1.1 Особенности построения ОЭП контроля воспламенения газодисперсных систем
1.3 Влияние промежуточной среды и оптических помех на работу

1.3.1 Влияние поглощения промежуточной среды
1.3.2 Влияние излучения частиц, находящихся в промежуточной
среде
1.3.3 Влияние оптических помех

1.3.4 Влияние промежуточной среды и оптических помех на
работу ОЭПКВ
1.4 Цель и задачи диссертационного исследования
2 Описание экспериментальных установок
2.1 Экспериментальная установка для моделирования
дефлаграционных взрывов газодисперсных систем
2.1.1 Требования к лабораторным установкам для исследования взрывчатости угольной пыли
2.1.2 Экспериментальные установки для изучения шахтных
взрывов и взрывозащитных мероприятий
. 2.1.3 Описание разработанной экспериментальной установки
2.1.3.1 Датчик температуры экспериментальной установки
2.1.4 Экспериментальное исследование горения газодисперсных
систем в установке
2.1.4.1 Измерение нарастания температуры
2.1.4.2 Обработка результатов эксперимента
2.1.5 Сравнение результатов моделирования с результатами экспериментов
2.1.6 Выводы по экспериментальной установке для моделирования дефлаграционных взрывов газодисперсных
систем
2.2 Установка для исследования помехоустойчивости от оптических
помех
3 Принципы построения оптико-электронных приборов
3.1 Оптико-электронные методы измерения температуры
3.1.1 Классификация оптико-электронных методов измерения температуры
3.1.1.1 Использование в качестве информационного параметра абсолютного значения потока излучения
3.1.1.2 Использование в качестве информационного параметра
спектрального распределения потока излучения
3.2 Оптические системы ОЭП
3.2.1 Объективы
3.2.2 Конденсоры
3.2.3 Оптические фильтры
3.2.4 Фотоприемники
3.2.4.1 Параметры и характеристики приемников излучения
3.2.5 Особенности оптических систем ОЭП контроля
3.2.6 Энергетический расчет оптической системы ОЭП
3.2.6.1 Расчёт оптического сигнала на входе оптикоэлектронного прибора
3.2.6.2 Расчёт оптического сигнала на выходе оптической системы оптико-электронного прибора
3.2.6.3 Расчёт вероятности правильного обнаружения сигнала на фоне помех
3.2.6.4 Расчёт отношения сигнал/шум на выходе системы первичной обработки информации оптико-электронного прибора
3.2.6.5 Расчёт пороговой чувствительности оптикоэлектронного прибора
3.2.6.6 Расчёт дальности действия оптико-электронного прибора
4 Оптико-электронный прибор обнаружения начальной стадии развития взрыва в газодисперсных системах
4.1 Структурная схема прибора спектрального отношения
4.2 Оптическая часть прибора
4.2.1 Объектив
4.2.1.1 Выбор расположения фотоприёмника
4.2.1.2 Габаритный расчёт линзы (выбор диаметра и фокусного расстояния линзы)

синхронизацией времени заполнения всего свободного объема с моментом поджигания смеси.
Необходимо отметить, что вышеперечисленными факторы являются самыми существенными, но не единственными, которые могут приводить к ошибкам в определении тех или иных параметров при взрыве пыли.
Проанализировав все возможные источники ошибок, можно сформулировать следующие требования, которые надо учитывать при проектировании исследовательских лабораторных установок [45]:
а) объем реакционной камеры должен быть достаточен для надежного распознавания вынужденного горения вблизи поджигающего источника и самоподдержи-ваемого процесса, а также для сведения к минимуму влияния теплоотвода стенками камеры. Для реализации таких возможностей диаметр реакционной камеры должен быть не менее 20 см, а ее высота не менее 40 см;
б) установка должна иметь вертикальное исполнение с впуском навески угольной пыли из нижней части камеры;
в) источник воспламенения должен обладать достаточной мощностью, оптимальным быстродействием, стабильностью своих основных характеристик;
г) поджигание создаваемой аэровзвеси должно осуществляться в нижней части реакционной камеры с распространением фронта горения снизу вверх;
д) конструкция распылительного устройства для впуска угольной пыли должна обеспечивать заполнение всего реакционного объема однородной аэровзвесью и дезагрегацию частиц мелких фракций;
е) моменты образования в реакционной камере однородной смеси и начала действия поджигающего источника должны быть синхронизированы;
ж) поджигание подготовленной аэровзвеси должно осуществляться при выравнивании давления в реакционной камере до атмосферного;
з) в установке должны быть предусмотрены автоматические средства контроля за распространением пламени.
Данные требования не являются окончательными и могут существенно изменяться в зависимости от конкретных целей исследования.