Iv-bob. Ishlab chiqarish korxonalari xududlarida zaharli gazlar konsentratsiyasini aniqlovchi elektron qurilmani tadqiq qilish

IV-bob. ISHLAB CHIQARISH KORXONALARI XUDUDLARIDA ZAHARLI GAZLAR KONSENTRATSIYASINI ANIQLOVCHI ELEKTRON QURILMANI TADQIQ QILISH.
4.1 Ishlab chiqarish korxonalari xududlarida zaharli gazlar konsentratsiyasini aniqlovchi elektron qurilma blok sxemasini ishlab chiqish.
Ishlab chiqarish korxonalari xududlarida zaharli gazlar konsentratsiyasini aniqlovchi elektron qurilma ishlash prinsipi quyidagilardan iborat.
Nazorat qilinayotgan ob’ektni, nazorat qilinayotgan qo‘shimcha nur yutish chizig‘i maksimumida yotuvchi (o‘lchovchi) va nur yutish maksimumida yotmaydigan (tayanch) to‘lqin uzunlikli ikki qarama-qarshi fazali, to‘g‘ri burchak ketma-ketligidagi impulslar bilan nurlantiriladi. Funksional kengaytirishli optoelektron qurilmalarda nur oqimlaridan biri (misol uchun, o‘lchovchi) ning amplitudasini doimo bir me’yorda saqlab turiladi, boshqa oqim amplitudasi esa vaqt davomida eksponensiya qonuniga asosan o‘zgarib turadi [8].
Nur oqimlari oboektdan o‘tib, fotoqabul qilgich FQQ ning yorug‘likka sezgir sirtiga tushadi, u yerda nur oqimlari solishtiriladi. O‘lchanayotgan nazorat komponenti xaqida xar ikki oqim, eksponensial o‘zgartirilgan oqim boshlanishidan fotoelektrik signal fazasi o‘zgarishi vaqtigacha o‘tgan impulslar soniga qarab xulosa chiqariladi.
Ob’ektdan o‘tgan nur oqimlari F_1, va F_2 quyidagicha ifodalanadi:
(4.1)
Bu yerda: N₁ – gaz aralashmasi konsentratsiyasi,
N₂ – aniqlanayotgan gaz konsentratsiyasi,
L – optik yo‘l uzunligi,
K₁ va K₂ – ₁ va ₂ to‘lqin uzunliklardagi nur yutilish
koeffitsienti.
Tayanch to‘lqin uzunlikdagi oqim eksponensial qonun bo‘yicha o‘zgaradi:
(4.2)
Bundan kelib chiqib:
(4.3)


larni tenglab, quyidagilarni olamiz:
(4.4)
Tayanch nur oqimi darajasi doimiy bir xilda ushlanganligi sababli, solishtirish vaqtida quyidagicha ko‘rinishda bo‘ladi:
(4.5)
agar boshlang‘ich oqimni F_01=A bo‘lishini takidlansa, u xolda,
(4.6)
yoki

Tenglikdan kelib chiqib,
(4.7)
Bu yerda:
t_o‘r­ – F_1 va F_2 oqimlarning solishtirish vaqtiga to‘g‘ri keladigan vaqt;
 - eksponenta vaqt doimiysi; A – eksponenta amplitudasi.
4.1-rasmda yaratilgan qurilma blok-sxemasi keltirilgan.
4.2-rasmda qurilma ishini tushuntiruvchi vaqt diagrammalari keltirilgan.
Xavodagi metan konsentratsiyasini nazorat qiluvchi qurilma tarkibi quyidagicha: Radiouzatgich 1, ikki qarama-qarshi chiqishli to‘g‘ri burchakli impulslar generatori 2, ularning biriga chastota bo‘luvchisi 3 ulangan, chastota bo‘luvchisi chiqishi odnovibrator 4 orqali eksponenta modulyatori 5 boshqaruvchi kirishga ulangan, emitter qaytargich 6, ikki elektron kalit 7 va 8, ishchi 9 va tayanch 10 nur diodlari, gaz kamerasi 11, foto qabul qilgich 12, FQQ birinchi differensiallovchi qurilma 13 bilan ulangan, birinchi differensiallovchi qurilma chiqishidagi kirish qurilmasi 14 solishtirish sxemasi 15 ning birinchi kirishi ikkinchi differensiallovchi qurilma 16 chiqishiga ulangan.
Gaz kamerasi 11 ni tegishli ravishda tayanch ₁ va ishchi ₂ to‘lqin uzunlikdagi ikki F_01 va F_02 nur oqimlari bilan nurlantiriladi. Gaz kamerasidan o‘tgan nur oqimlari quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi:
(4.8)
Bu yerda: F_01 va F_02 - ₁ va ₂ to‘lqin uzunligida, gaz kamerasiga tushayotgan nur oqimlari;
F_1 va F_2 – gaz kamerasidan o‘tgan ₁ va ₂ to‘lqin uzunliklaridagi nur oqimlari;
N₁ – gazsimon moddalar aralashmasi konsentratsiyasi;
L – optik yo‘l, yaoni gaz kamerasi uzunligi;
N₂ – metan konsentratsiyasi;
K₁ – gazsimon moddalar aralashmasi sochish koeffitsienti;
K₂ – metanning nur yutish koeffitsienti.
F_01 oqim vaqt bo‘yicha eksponensial qonun asosida o‘zgaradi:
(4.9)
Bu yerda: A – eksponensial impulps amplitudasining boshlang‘ich ko‘rsatkichiga to‘g‘ri keluvchi doimiy koeffitsient.
F_1 va F_2 oqimlar tengligida:
(4.10)
Bu ifodadan kelib chiqib:
(4.11)
Bu yerda: t_s – solishtirish (taqqoslash) momentidagi vaqt;
 - eksponenta vaqt doimiysi.
To‘g‘ri burchakli impulslar generatori 2 qaytalanadigan kerakli chastotadagi impulslar ishlab chiqaradi. Bu impulslar qarama-qarshi faza chiqishlardan chastota bo‘luvchisi 3 kirishiga va 7,8 boshqaruvchi kalitlar kirishiga tushadi. Chastota bo‘luvchisi 3 chiqishidan to‘g‘ri burchakli impulslar odnovibrator 4 kirishiga tushadi (4.2 a-rasm).
Odnovibrator 4 chiqishidan kerakli davomiylikda to‘g‘ri burchakli impulslar eksponenta modulyatori 5 kirishiga tushadi, uning chiqshidan emitter qaytargshich kirishiga tushadi va u yerda tokning diskret eksponensial impulsi xosil bo‘ladi va elektron kalit 8 orqali nur diodi 9 ga tushadi. Unda eksponensial qonun asosida nur oqimi xosil bo‘ladi va gaz kamerasi 11 dan o‘tkaziladi. Eksponentani qarama-qarshi to‘ldiruvchi impuls elektron kalit 7 ni ulaydi va nur diodi 10 dan oqib o‘tayotgan tok impulsi nur oqimini xosil qiladi, bu oqim amplitudasi doimiydir. Gaz kamerasidan o‘tgan oqimlar FQQ 12 da qabul qilinadi.
4.2. v-rasmda foto qabul qilgich 12 chiqishidagi yig‘ilgan fotoelektrik signal vaqt diagrammasi keltirilgan. Bu signal differensiallovchi qurilmada differensiallanib, kirish qurilmasi 4 kirishiga tushadi (4.2 g-rasm).
Kirish qurilmasi 4 chiqishidagi signal (4.2 g-rasm) solishtirish sxemasi kirishlarining biriga uzatiladi. Solishtirish sxemasi ikkinchi kirishiga ikkinchi differensiallovchi qurilma 16 dan uzatilgan signal tushadi (4.2.e-rasm). Solishtirish momenti t_c dan boshlab solishtirish sxemasi chiqishida radiouzatgich 1 ning kirishiga tushuvchi impulslar xosil bo‘ladi (4.2 j-rasm). Radiouzatgich chiqishida metan konsentratsiyasiga proporsional bo‘lan va chastota bo‘yicha modulyatsiyalangan yuqori chastotali elektr signali xosil bo‘ladi. Bu signallar uzatuvchi antena UA yordamida elektromagnit to‘lqiniga aylantiriladi va efirga tarqatiladi. Efirga tarqatilgan signal ma’lum masofada (50 metr) joylashgan qabul qiluvchi antena QA bilan qabul qilinadi va radioqabul qilgich 17 ning kirishiga beriladi. Radioqabul qilgichning chiqish signali xisoblagich 18 ga beriladi va unda yozilgan signallar indikator 19 da ko‘rsatiladi.

4.1-rasm.Ishlab chiqarish korxonalari xududlarida zaharli gazlar konsentratsiyasini aniqlovchi elektron qurilma blok sxemasi.
nazorat qiluvchi qurilma blok-sxemasi: a)-uzatuvchi qismi; b)-qabulqiluvchi qismi.



4.2-rasm. Ishlab chiqarish korxonalari xududlarida zaharli gazlar konsentratsiyasini aniqlovchi elektron qurilma ish prinsipini tushuntiruvchi vaqt diagrammasi.

Keyingi eksponenta boshlanishida xisoblagich 19 ning «nolni o‘rnatish» kirishiga odnovibrator 4 dan to‘g‘ri burchakli impulslar tushadi va xisoblagich 19 «tayyorlana» boshlaydi. Xisoblagich ko‘rsatkichlariga asoslanib metanni onsentratsiyasi aniqlanadi.