Газоаналитическая информационно-измерительная система оперативного контроля воздуха в объектах тоннельного типа

• Автор: Назаров, Евгений Станиславович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБНАРУЖЕНИЯ ОТРАВЛЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
Введение
1.1 Обзор существующих газоаналитических систем и методов получения первичной информации
1.2 Методы контроля взрывоопасных веществ и приборные реализации
1.2.1 Метод ионной подвижности
1.2.2 Метод газовой хроматографии
1.2.3 Метод масс-спектроскопии
1.2.4 Метод хемилюминесценции
1.2.5 Метод молекулярных ядер конденсации
1.2.6 Метод цветных химических реакций
1.2.7 Метод термохимический
1.3 Технико-экономический анализ средств и методов измерения
Выводы по главе
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК
ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ
Введение
2.1 Возможные сценарии терактов с применением объёмного взрыва как средства массового поражения
2.2 Вывод уравнения функции С(х, 0, характеризующей распределение концентрации взрывоопасных веществ в контролируемом объекте
2.3 Особенности расчёта концентрации в условиях преобладания классической молекулярной диффузии над конвективной диффузией по Бриггсу
2.4 Сценарий «мгновенный точечный источник»
2.4.1 Расчёт концентрации паров бензина в тоннеле по методике Бриггса
2.4.2 Приближённая оценка степени насыщения паров при прохождении потока воздуха над пятном бензина в тоннеле
2.5 Сценарий «источник длительного действия»
2.5.1 Вывод уравнения функции С(х, I) для источника длительного действия
2.5.2 Расчёт параметров переноса взрывоопасных веществ в тоннеле с учётом движения поездов
2.5.3 Оценка скорости истечения метана при разгерметизации трубопроводов
2.5.4 Оценка времени установления концентрации
2.5.5 Расчёт времени достижения взрывоопасной концентрации

Выводы по главе
3 СИНТЕЗ АРХИТЕКТУРЫ И АЛГОРИТМА ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Введение
3.1 Недетерминированные газоаналитические задачи и системно-алгоритмические методы их решения путем преобразования в организованную совокупность детерминированных задач
3.2 Архитектура системы и описание алгоритма предупреждения и контроля

Выводы по главе
4 НАДЁЖНОСТЬ ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ВОЗДУХА В ОБЪЕКТАХ ТОННЕЛЬНОГО ТИПА
Введение
4.1 Надежность больших информационно-измерительных систем
с дистанционной самодиагностикой составных частей при наличии временного резерва на восстановление отказавших элементов
4.2 Влияние резерва времени на надёжность системы при неэкспоненциальных распределениях времени восстановления
4.3 Результаты расчётов вероятности безотказной работы
при наличии резерва времени
4.4 Расчёт влияния усреднения по количеству датчиков на точность измерения концентрации, вероятности ложной тревоги и пропуска сигнала
«Тревога»
Выводы по главе
5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ТЕРМОХИМИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
5.1 Состав системы. Обоснование выбора технических средств
5.1.1 Обоснование выбора датчиковой базы
5.1.2 Оптимизация метрологических характеристик датчиков систем взрывобезопасности
5.1.3 Обоснование выбора аппаратно-программных комплексов станционного и верхнего уровней
5.2 Экспериментальные исследования коэффициента передачи
системы взрывобезопасности
5.2.1 Исследование метрологических характеристик
оператора преобразования
5.2.2 Исследование погрешности статической характеристики измерительного преобразования
5.3 Исследование динамических характеристик
измерительного преобразования

5.4 Оценка чувствительности термохимического датчика
при наличии конвекционных потоков
5.5 Экспериментальные исследования двухзвенной разомкнутой системы управления: объект контроля - система измерительного преобразования ..155 Выводы по главе
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ное излучение, регистрируемое фотоумножителем. Весь процесс анализа от ввода пробы до получения конечного результата занимает не более 30 секунд. Прибор хорошо зарекомендовал себя в условиях массового контроля на взрывоопасность. Например, испытания двух приборов, проведенные в Германии службами безопасности, показали, что на 400000 анализов уровень ложных тревог составил около 0,03 %. Этими приборами оснащены все крупнейшие аэропорты Европы.
1.2.5 Метод молекулярных ядер конденсации
Высокой чувствительностью обладает метод молекулярных [29] ядер конденсации (МОЯК), примененный в приборе «Эдельвейс-4». В данном случае ионизованные молекулы ВВ способствуют образованию в реакционной камере аэрозольных частиц, наличие которых регистрируется по изменению светопро-пускания. Прибор снабжен выносным ручным вихревым пробоотборником с концентратором и лучевым подогревом обследуемой поверхности. Время цикла анализа после ввода пробы в прибор составляет 120 секунд.
1.2.6 Метод цветных химических реакций
Наиболее простым и доступным способом обнаружения следовых количеств ВВ является метод цветных химических реакций [29]. Суть его заключается в образовании окрашенных продуктов при взаимодействии некоторых реактивов с пробой, взятой методом мазка с поверхности подозреваемого на взрывоопасность предмета. Отечественный химкомплект состоит из набора трех реактивов, бумажных фильтров и упаковки, которая легко умещается в кармане. Бумажным фильтром (можно марлей, ватой и т.п.) обтирается поверхность контролируемого объекта. Затем на фильтр в месте загрязнения в определенной последовательности капается растворами из флаконов и по появлению красно-фиолетовой, оранжевой или розовой окраски определяется наличие в пробе ВВ.