DE3751212T2

DE3751212T2 - Eichung von kombinierten Sauerstoff- und Brennstoffanalysegeräten.

Info

Publication number: DE3751212T2
Application number: DE3751212T
Authority: DE
Inventors: Scotty Young Jewett; John Walter Robertson Jr; Gordon Davies Woolbert
Original assignee: INT CONTROL AUTOMATION FINANCE
Current assignee: INT CONTROL AUTOMATION FINANCE
Priority date: 1986-04-21
Filing date: 1987-02-12
Publication date: 1995-08-10
Anticipated expiration: 2007-02-13
Also published as: BR8702199A; KR870010402A; JPH0660864B2; IN166321B; ES2070818T3; JPS6324148A; AU596163B2; KR960006369B1; EP0242946B1; AR244433A1; MX169183B; CA1293622C; EP0242946A3; DE3751212D1; US4852384A; AU7106587A; EP0242946A2

Description

Diese Erfindung betrifft die Eichung von kombinierten Sauerstoff- und Brennstoffanalysegeräten.
Viele bekannte Verfahren mit flüchtiger Atmosphäre, wie jene, die in Kesselfeuerräumen und Kohlemahlwerken durchgeführt werden, erfordern eine konstante Überwachung, um potentiell entflammbare oder explosive Bedingungen festzustellen und Personal bezüglich solcher Bedingungen zu alarmieren.
Derzeit werden verschiedene Systeme verwendet, um potentiell gefährliche Kohlemahlwerkatmosphären zu überwachen. Thermoelemente und Infrarotgasanalysegeräte sind zwei Systeme, die zum Überwachen von Mahlwerken verwendet werden. Eine Abschirmung ist erforderlich, um diese Systeme gegenüber den korrodierenden Kohleteilchen in dem Kohlemahlwerk zu schützen. Die Abschirmung reduziert die Wärmeleitung zu dem Thermoelementsystem und vermindert damit die Ansprechzeit. Infrarotgasanalysegeräte müssen das Probengas konditionieren, was auch die Ansprechzeit und Empfindlichkeit vermindert.
Eine für das Überwachen flüchtiger Atmosphären in Kohlemahlwerken verwendete zuverlässigere Methode ist die, Signale vorzusehen, die entweder Sauerstoff, CO oder beides anzeigen. Eine bestimmte Menge jedes dieser Elemente in einer flüchtigen Atmosphäre wird ein Anzeichen für das Vorhandensein einer gefährlichen Bedingung. Eine Kombination von Sauerstoff- /Brennstoffanalysengeräten, wie das von Bailey Controls Company, einer Abteilung von The Babcock & Wilcox Company, gelieferte Modell OL230, werden verwendet, um solche Signale oder Kombinationen derselben zu liefern.
Diese Analysengeräte müssen häufig geeicht werden, um sicherzugehen, daß sie eine genaue Messung der oben erwähnten Elemente in der flüchtigen Atmosphäre liefern. Derzeit sind die Eichverfahren für solche Analysengeräte nicht mit dem gesamten Analysengerätsteuersystem automatisiert.
Das derzeitige Verfahren zur Eichung dieser Analysengeräte ist manuell. Personal führt manuell ein Testgas in das Analysengerät, wobei der Luftdruck gehalten wird, wie wenn das Analysengerät in Betrieb wäre. Während der Testgasdruck gehalten wird, werden Eichpotentiometer manuell eingestellt und Testspannungsabgaben werden durch handbetätigte Voltmeter überwacht, bis erwünschte geeichte Abgaben erhalten werden.
Eine bekannte Methode zur Eichung eines Brennstoffsignales besteht darin, daß man ein Testgas in das Analysengerät einführt und den Probenluftdruck wie bei der manuellen Eichung des Sauerstoffsignales aufrechthält. Die Null- und Spannweitenwerte (maximaler Skalenwert) von dem Testgas werden durch Personal eingestellt. Das ankommende Probensignal wird dann gemäß diesen eingestellten Werten geeicht.
Die bekannten Eichsysteme für kombinierte Sauerstoff-/Brennstoffanalysengeräte sind auch manuell. Dies hindert die Eichung mehrerer Analysengeräte durch einen Arbeiter. Die Sauerstoffeichung erfordert wenigstens 15 Minuten Arbeitszeit. Diese manuelle Arbeit führt die Möglichkeit eines Fehlers des Arbeiters ein und erlaubt nicht eine Wiederholbarkeit der Null- und Spannweitenwerte. Außerdem ist die Eichung der Brennstoff- und Sauerstoffsignale nicht koordiniert und verhindert somit, daß mehrere Analysengeräte gleichzeitig geeicht werden.
Die US-Patentschrift US-A-3,924,442 beschreibt ein System zur kontinuierlichen Messung volumetrischer Gaskonzentrationen, welches automatisch selbsteichend ist und volumetrische Messungen auf einen vorbestimmten Bezugswert korrigiert. Das System erzeugt Signale in Reaktion auf Null- und Spannweitengasphasen, und diese Signale werden verwendet, um Motorantriebssignale zum Nachstellen von Potentiometem zu erzeugen, welche die Ausbeute eines Analysengerätes steuern, um deren Abgabe einzustellen.
Da jedoch das Sauerstoffsignal wesentlich von der Eichung abweichen kann, bevor Personal die Notwendigkeit einer Neueichung gewahr wird, wird ein wesentlicher Fehler bezüglich des Sauerstoffsignales durch das Abdriften erzeugt, bevor er entdeckt und korrigiert wird.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung bekommt man ein automatisches, periodisch eichendes System für kontinuierliche Abgabe geeichter Signale von einem kombinierten Sauerstoff- und Brennstoffanalysengerät mit:
einem kombinierten Sauerstoff- und Brennstoffanalysengerät zum Abfühlen eines Sauerstoffgehaltes und eines Brennstoffgehaltes in einer flüchtigen Atmosphäre und zur Erzeugung eines ersten Probensignales, das den Sauerstoffgehalt anzeigt, und eines zweiten Probensignales, das den Brennstoffgehalt anzeigt,
Einrichtungen zur Einführung von Null- und Spannweiteneichungstestgasen in das Analysengerät und
Einrichtungen zur periodischen Eichung des Analysengerätes mit:
(a) einer Datensteuereinrichtung zum automatischen Steuern der Eichung des Analysengerätes, zur Voreinstellung optimaler Null- und Spannweitenwerte für Sauerstoff und Brennstoffe und zur Voreinstellung der Alarmgrenzen für Sauerstoff und Brennstoffe,
(b) einer Zeitgebereinheit, die mit der Datensteuereinheit zur Einstellung einzelner Zeitintervalle verbunden ist, um die Einrichtung zur Einführung der Null- und Spannweiteneichtestgase in das Analysengerät zu aktivieren,
(c) einer mit der Zeitgebereinheit und dem Analysengerät zur Einführung von Null- und Spannweiteneichtestgasen in das Analysengerät verbundenen mechanischen Einheit,
(d) einer Einrichtung zur Berechnung von Null- und Spannweitenwerten für Sauerstoff und Brennstoffe, während die Eichtestgase in das Analysengerät eingeführt werden,
(e) einer Einrichtung zum Vergleichen der berechneten Null- und Spannweitenwerte für Sauerstoff und Brennstoffe mit den voreingestellten Alarmgrenzen für Sauerstoff und Brennstoffe,
(f) einer Einrichtung zur Aktivierung eines Personalalarms, wenn die Null- und Spannweitenwerte die voreingestellten Alarmgrenzen für Sauerstoff und Brennstoffe überschreiten,
(g) einer Einrichtung zur Berechnung von Sauerstoff- und Brennstoffabweicheinstellungen auf der Basis der Null- und Spannweitenwerte für Sauerstoff und Brennstoffe, die man von den Eichtestgasen erhält, und auf der Basis der voreingestellten Null- und Spannweitenwerte für Sauerstoff und Brennstoffe und
(h) einer Speichereinheit, die mit der Datensteuereinheit und den unter (d), (e), (f) und (g) oben angegebenen Einrichtungen verbunden ist, zur Speicherung der voreingestellten optimalen Null- und Spannweitenwerte und der Alarmgrenzen, und
einer Einrichtung zur Anbringung der Sauerstoff- und Brennstoffabweicheinstellungen gleichzeitig mit den ersten und zweiten Probensignalen gemäß einer vorbestimmten mathematischen Beziehung, um die Sauerstoff- und Brennstoffgehalte in der flüchtigen Atmosphäre anzeigende geeichte Ausgangssignale zu erhalten.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung bekommt man auch ein Verfahren zum automatischen und periodischen Eichen von Ausgangssignalen von einem kombinierten Brennstoff- und Sauerstoffanalysengerät mit den Stufen, in denen man:
eine Quelle für vorbestimmte in Zeitsequenz geordnete Steuersignale vorsieht,
das Analysengerät mit atmosphärischer Luft durch das Analysengerät während einer vorbestimmten Zeitdauer in Reaktion auf die Steuersignale spült,
ein das Ende des Spülens anzeigendes Signal erzeugt,
ein Nulleichtestgas in das Analysengerät in Reaktion auf das das Ende des Spülens anzeigende Signal einführt und ein das Ende der Einführung von Nulleichtestgas anzeigendes Signal bekommt,
ein Skalenmaximalwert-Eichtestgas in das Analysengerät in Reaktion auf das das Ende der Einführung des Nulleichtestgases anzeigenden Signals einführt und ein das Ende der Einführung des Skalenmaximalwert-Eichtestgases anzeigendes Signal bekommt und
eine Abgabe des Analysengerätes einstellt, um an dem Signal, das das Ende der Spannweitengaseinführung anzeigt, die Null- und Maximalskala abzulesen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die nachfolgend hier beschrieben ist, überwindet oder erleichtert wenigstens die Probleme, die mit den nicht automatisierten Steuersystemen für Sauerstoff-/Brennstoffsensoren verbunden sind, indem man ein verbessertes Sicherheitsüberwachungssystem für Sauerstoff- und Brennstoffanalysengeräte unter Verwendung automatischer Eichung vorsieht Das bevorzugte System koordiniert ein automatisches periodisches Eichsystem mit einem Signalabfühl- und Sicherheitsalarmsystem, um ein gesamtes Überwachungs-/Alarm-/Eichsystem für Sauerstoff- und Brennstoffanalysengeräte zu bekommen. Das System eicht sowohl die Sauerstoff- als auch Brennstoffsignale in voll automatisierter Weise. Ein Eichverfahren wird automatisch in einem vorbestimmten Intervall, wie alle 24 Stunden, eingeleitet. Die Eichung wird gleichzeitig mit dem Sauerstoffsignal und dem Brennstoffsignal durchgeführt. Weiterhin wird eine Alarmfunktion in Betrieb genommen, wann immer geeichte Null- und Spannweitenwerte über eine voreingestellte Grenze hinausgehen. Das bevorzugte System gewährleistet dann, daß eine genaue nicht manuelle Eichung periodisch durchgeführt wird. Das bevorzugte System ist ein genaues und zuverlässiges automatisches Eichsystem, das periodisch das Sauerstoffsignal des Sauerstoff-/Brennstoffanalysengerätes eicht und es mit einem Gesamtsteuersystem für Überwachungs-/Alarm-/Eichung einer gesamten Sicherheitsüberwachungsanlage koordiniert. Weiterhin stellt das bevorzugte System automatisch die Spannweiten- und Nullwerte der Sauerstoff- und Brennstoffsignale ein, um den Effekt eines Abweichens an dem laufenden Analysengerätsignal zu minimieren.
Die Erfindung wird nun weiter mit Hilfe eines erläuternden und nicht beschränkenden Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, worin:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines automatisierten Eichsteuersystems für Sauerstoff- und Brennstoffanalysengeräte nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Steuerlogik für eine Datensteuereinheit und eine mechanische Einheit, die in Figur 1 gezeigt ist, ist,
Figur 3 ein Logikdiagramm für eine in Figur 1 gezeigte Logikeinheit ist,
Figur 4 ein Logikdiagramm für eine in Figur 1 gezeigte Sauerstoffsignaleinheit ist,
Figur 5 eine Sauerstoffeichkurve ist, die durch die Sauerstoffsignaleinheit von Figur 4 verwendet wird,
Figur 6 ein Logikdiagramm für eine Brennstoff-(COe)-Signaleinheit, die in Figur 1 gezeigt ist, ist und
Figur 7 eine Brennstoffeichkurve ist, die von der Brennstoffsignaleinheit von Figur 6 verwendet wird.
Bezieht man sich nun allgemein auf die Zeichnungen unter spezieller Bezugnahme auf Figur 1, so enthält dort ein automatisches Eichsystem oder Eichsteuersystem 10 einen bekannten Verfahrenssteuerungscomputer 12, wie ein Bailey Controls Company-Modell Network 90 und ein bekanntes Sauerstoff-/Brennstoffanalysengerät 14, wie ein Bailey Controls Company-Modell OL230-Gasanalysengerät. Alle Tätigkeiten und Berechnungen, die von dem Computer 12 durchgeführt werden, verwenden bekannte Hardware-/Firmware-Algorithmen. Diese Algorithmen werden als Funktionsblockeinheiten oder Funktionsblöcke bezeichnet, da jeder Algorithmus eine spezielle Funktion leistet Die von den Funktionsblöcken verwendete Hardware/Firmware enthält Kombinationen von Mikroprozessoren mit internen, unveränderbaren Betriebsbefehlen, um die erwünschte Funktion durchzuführen, und wird als Einheiten bezeichnet.
Spezieller enthält das System 10 eine Datensteuereinheit 16, die eine mechanische Einheit 18 mit Hilfe einer Zeitgebereinheit 20 erregt und eine manuelle Eingabe von Daten in die Mikroprozessor-Speichereinheit 22 gestattet. Die mechanische Einheit 18 erlaubt, daß Eichgase in das Analysengerät 14 eingeführt werden. Die Speichereinheit 22 ergibt eine Speicherung von und einen Zugang zu allen erforderlichen Werten, die von dem gesamten System 10 verwendet werden. Die Zeitgebereinheit 20 ist ein interner digitaler Taktstromkreis, der alle Zeitgeberfunktionen steuert, die für das System 10 erforderlich sind. Eine Logikeinheit 24 empfängt Eingaben von der Speichereinheit 22 und alarmiert Personal, wenn die Eingaben über voreingestellte Grenzen für die Null- und Maximumskala (nachfolgend als Spannweite bezeichnet) gehen, und leistet die erforderlichen Berechnungen durch eine Brennstoff- (nachfolgend als COe bezeichnet) Signaleinheit 26 und eine Sauerstoff- (nachfolgend als O&sub2; bezeichnet) Signaleinheit 28. Die Signaleinheiten 26 bzw. 28 leisten die tatsächliche Eichung an einem COe-anzeigenden Signal 30 und einem O&sub2;-anzeigenden Signal 32, die von dem Sauerstoff-/Brennstoffanalysengerät 14 stammen.
Bezieht man sich nun auf Figur 2, so hat die Datensteuereinheit 16 eine manuelle Dateneingabestation 34. Die manuelle Dateneingabestation 34 kann eine bekannte Computerdateneingabetastatur oder irgendeine andere bekannte manuelle Dateneingabeapparatur sein. Die manuelle Dateneingabestation 34 gestattet es einem Personal, selektiv die Steuereinheit 16 in automatischer Weise 36 einzustellen oder manuell eine Eichsequenz durch einen manuellen Startknopf 38 einzuleiten, um optimale Null- und Spannweitenwerte für COe (40, 44) bzw. O&sub2; (42, 48) voreinzustellen und Alarmgrenzen 50 für die oben erwähnten optimalen Null- und Spannweitenwerte voreinzustellen. Die voreingestellten Werte 40, 42, 44, 48, 50 können von dem Personal jederzeit durch die manuelle Dateneingabestation 34 abgestimmt oder eingestellt werden.
Gewöhnlich wird die Steuereinheit 16 auf automatische Weise 36 eingestellt. Bei automatischer Weise 36 wird das Analysengerät 14 in einem 24-Stunden-Intervall 52 geeicht. Das Intervall wird durch die Zeitgebereinheit 20 aufrechterhalten. Die Zeitgebereinheit 20 sorgt dafür, daß eine Eichsequenz jeden Tag an dem Analysengerät 14 durchgeführt wird, um die Genauigkeit der Sauerstoff- und Brennstoffsignale 30, 32 zu gewährleisten, die von dem Analysengerät 14 stammen. Der manuelle Startknopf 38 kann auch eine Eichsequenz einleiten und wird die Zeitgebereinheit 20 überlagern, um die Durchführung einer Eichsequenz zu jedem erwünschten Zeitpunkt durch das Personal zu ermöglichen.
Wenn eine Eichsequenz entweder durch Betätigung des manuellen Startknopfes 38 oder durch die Zeitgebereinheit 20 eingeleitet ist, wird ein Erregersignal 54 zu der mechanischen Einheit 18 entlang einer Leitung 56 von dem Verfahrenssteuercomputer 12 aus geschickt Die mechanische Einheit 18 ist physikalisch mit irgendeinem bekannten Verfahren an das Analysengerät 14 gebunden.
Die mechanische Einheit 18 beginnt die Eichsequenz mit Durchführung einer Reinigungsarbeit 58 an dem Analysengerät 14. Die Reinigungsarbeit 58 wird als "Rückblasen" bezeichnet In diesem Betrieb zwingt die mechanische Einheit 18 Luft zurück durch das Analysengerät 14, um das Analysengerät 14 zu reinigen. Die Reinigungsarbeit 58 wird durch die Zeitgebereinheit 20 gesteuert, um während einer Zeitdauer von 10 Sekunden anzuhalten.
Wenn die Reinigungsarbeit 58 abgeschlossen ist, werden bekannte Solenoidventile 60 und 62 durch ein Steuersignal 40 zur Öffnung angeregt, was gestattet, daß ein Nulleichgas 66 durch ein Strömungsmeßgerät 68 in das Analysengerät 14 fließt. Das Gas 66 fließt durch das Analysengerät 14 während eines siebenminütigen Intervalles 70, weiches durch die Zeitgebereinheit 20 gesteuert wird. Die Zeitgebereinheit 20 schickt ein Steuersignal 67, um das Ventil 60 zu entregen, wenn das siebenminütige Intervall 70 vorüber ist. Das Gas 66, das für Nulleichung verwendet wird, besteht gewöhnlich aus 1,0 % O&sub2; und 0 ppm COe.
Während des siebenminütigen Intervalles 70 werden Nullwertsignale für COe und O&sub2;, die von dem Analysengerät 14 abgefühlt werden, entlang einer Leitung 72 zu dem Computer 12 geschickt. Wenn das siebenminütige Intervall 70 vorüber ist, werden Signale 74, 76 (Figur 3), die ein einminütiges Bewegungsmittel von Nullwerten sowohl für COe (74) als auch für O&sub2; (76) angeben durch eine interne Mittelungsfunktionsblockeinheit 78 des Computers 12 berechnet Die Signale 74 und 76 werden dann zu der Speichereinheit 22 entlang der Leitung 80 geschickt.
Am Ende des siebenminütigen Intervalles 70 wird ein drittes Solenoidventil 82 durch ein Steuersignal 84 erregt, das von der Zeitgebereinheit 20 stammt, was erlaubt, daß ein Spannweitengas 86 durch das Strömungsmeßgerät 68 zu dem Analysengerät 14 fließt Das Spannweitengas 86 enthält gewöhnlich 20,9 % O&sub2; und 250 ppm COe. Das Spannweitengas 86 fließt durch das Analysengerät 14 während eines fünfminütigen Intervalls 88. Am Ende des fünfminütigen Intervalls 88 schickt die Zeitgebereinheit 20 ein Steuersignal 90, um die Ventile 68 und 82 zu entregen.
Während des fünfminütigen Intervalles 88 werden Spannweitenwerte für COe und O&sub2;, die durch das Analysengerät 14 abgefühlt werden, entlang der Leitung 72 zu dem Computer 12 geschickt. Wenn das fünfminütige Intervall 88 abgelaufen ist, werden einminütige Bewegungsmittel von Spannweitenwerten 92, 94 (Figur 3) für COe (92) und O&sub2; (94), wie von dem Analysengerät 14 abgefühlt, durch die Mittelungsfunktionsblockeinheit 78 des Computers 12 berechnet Die Mittelwerte 92 und 94 werden dann zu der Speichereinheit 22 des Computers 12 entlang der Leitung 80 geschickt Das Analysengerät 14 nimmt dann das Analysieren eines Probengases 96 aus einem Kohlemahlwerk 98 wieder auf und schickt die den COe- und O&sub2;-Gehalt anzeigenden Signale 30 bzw. 32 zu der COe-Signaleinheit 26 bzw. der O&sub2;-Signaleinheit 28.
Wenn nun in Figur 3 die Datensteuereinheit 16 die mechanische Einheit 18 erregt, erregt sie auch die Speichereinheit 22. Dies erlaubt, daß die COe- und O&sub2;-Nullwerte 74 bzw. 76 und die COe- und O&sub2;-Spannweitenwerte 92 bzw. 94 in der Speichereinheit 22 gespeichert werden.
Wenn die Speichereinheit 22 die Nullwerte 74, 76 und die Spannweitenwerte 92, 94 empfängt, hat die Logikeinheit 24 Zugang zu ihnen. Die Logikeinheit 24 vergleicht zunächst die Werte 74, 76, 92, 94 mit den voreingestellten Alarmgrenzen 50 in einer Vergleichsfunktionsblockeinheit 100. Wenn irgendeiner der Null- oder Spannweitenwerte 74, 76, 92, 94 für COe und O&sub2; über ihren betreffenden Alarmgrenzen 50 liegen, alarmiert ein Alarm 102 das Personal bezüglich einer schlechteren Eichbedingung, und das Personal wird dann die erforderlichen Schritte unternehmen, um sie zu korrigieren einschließlich aber nicht nur mit einer manuellen Einstellung des Analysengerätes. Diese Fälle sind selten infolge der täglichen Eichung und der täglichen Reinigungsarbeit 58.
Die Logikeinheit 24 leistet dann eine Berechnung unter Verwendung der Werte 74, 76, 92, 94, der voreingestellten optimalen Nullwerte für COe und O&sub2; 40 bzw. 42 und der voreingestellten Spannweitenwerte für COe und O&sub2; 44 bzw. 48. Die Speichereinheit 22 hat Zugang zu den voreingestellten Werten 40, 42, 44, 48. Die Berechnungen werden in Differenzfunktionsblockeinheiten 104 und 106 und einer Teilungsfunktionsblockeinheit 108 durchgeführt Die gleiche Berechnung wird mit den COe- Werten 74, 92, 40, 44 und den O&sub2;-Werten 76, 94, 42, 48 nach der folgenden Gleichung durchgeführt:
DA= Ps-Pz/As-Az
worin: Da = Abweichungseinstellung
Ps = voreingestellter Spannweitenwert (COe-44 O&sub2;-48)
Pz = voreingestellter Nullwert (COe-40 O&sub2;-42)
As = tatsächlicher Spannweitenwert (COe-92 0&sub2;-94) und
Az = tatsächlicher Nullwert (COe-74 O&sub2;-76).
Die Logikeinheit 24 schickt berechnete Abweichungseinstellungen DaCOe 110 und DaO&sub2; 112 zu der COe-Signaleinheit 26 bzw. der O&sub2;-Signaleinheit 28. Die Abweichungseinstellungen DaCOe 110 und DaO&sub2; 112 sind Abweichungseinstellungen, die an den COe- und O&sub2;-Probensignalen 30 bzw. 32 vorgenommen werden müssen. Die Abweichungseinstellungen 110 und 112
minimieren die Abweichung der Nullwerte 74, 76 und der Spannweitenwerte 92, 94 von ihren voreingestellten Werten 40, 42 bzw. 44, 48.
Die O&sub2;-Signaleinheit 28, die wie in Figur 4 gezeigt ausgebildet sein kann, nimmt die DaO&sub2;- Berechnung 112 von der Logikeinheit 24, den O&sub2;Pz-Wert 42 und den O&sub2;Az-Wert 76 von der Speichereinheit 22 und das ungeeichte O&sub2;-Signal 32 von dem Analysengerät 14 auf und leistet mit Ihnen die folgende Berechnung:
O&sub2;Cal = Da(O&sub2;s) + Pz - Da(Az)
worin: O&sub2;Cal = geeichte O&sub2;-Abgabe 114
Da = Abweichungseinstellung 112
O&sub2;S = O&sub2;-Probensignal 32
Pz = voreingestellter O&sub2;-Nullwert 42 und
Az = tatsächlicher 0&sub2;-Nullwert 76.
Die Berechnung, um bei der geeichten O&sub2;-Abgabe 114 anzukommen, wird durch Proportionalfunktionsblockeinheiten 116 und 118, eine Summierungsfunktionsblockeinheit 120 und eine Differenzfunktionsblockeinheit 122 erreicht.
Die Abgabe 114 wird kontinuierlich in einer Vergleichsfunktionsblockeinheit 124 überwacht, um zu gewährleisten, daß das Kohlemahlwerk 98, das überwacht wird, nicht in eine möglicherweise gefährliche Situation geht. Wenn die Abgabe 114 über ihren voreingestellten Alarmwert 50 geht, wird das Betriebspersonal bezüglich der gefährlichen Situation durch einen Alarm 126 alarmiert und kann die erforderlichen Schritte einleiten, um das Kohlemahlwerk 98 zu stabilisieren.
Die Abgabe 114 wird zu einem bekannten Kartenaufzeichnungsgerat 128 geschickt und kann auch auf einem bekannten Kathodenstrahlenrohrmonitor 130 abgebildet werden.
Die O&sub2;-Signaleinheit 28 erzeugt eine Eichlinienkurve 132, die in Figur 5 abgebildet ist, durch ihre Berechnung. Der DaO&sub2;-Wert 112 ist tatsächlich eine Fehlerquote zwischen dem voreingestellten optimalen Maßstab und dem Maßstab des Analysengerätes 14. Der DaO&sub2;-Wert 112 wird dann mit der Analysengerät-0&sub2;-Abgabe 32 multipliziert, um bei der geeichten 0&sub2;-Abgabe 114 mit einem zusätzlichen Ausgleich für den voreingestellten Nullwert 42 anzukommen. Die Eichkurve 132 zeigt die geeichte Abgabe 114, gleich 17,625 % O&sub2;-Gehalt für die gegebene ungeeichte Analysengerätabgabe 32, gleich 19 % O&sub2;. Diese Berechnung wird kontinuierlich mit der ungeeichten Abgabe 32 durchgeführt, um das kontinuierliche geeichte O&sub2;-Signal 114 zu ergeben.
Die COe-Signaleinheit 26, die wie in Figur 6 gezeigt ausgebildet sein kann, arbeitet auf die gleiche Weise wie die O&sub2;-Signaleinheit 28. Die COe-Signaleinheit 26 verwendet die gleiche Berechnung, die in der O&sub2;-Signaleinheit 28 verwendet wird, leistet diese Berechnung aber unter Verwendung der COe-Werte 30, 74 und 110. Die Berechnung hat jedoch keinen zusätzlichen Nullausgleich, da der voreingestellte Nullwert 28 immer Null ist Diese Berechnung wird in einer Differenzfunktionsblockeinheit 134 und einer Proportionalfunktionsblockeinheit 136 durchgeführt. Die COe-Signaleinheitverwendetauch eine Vergleichsfunktionsblockeinheit 138, um ein geeichtes COe-Signal 140 zu überwachen und das Personal bezüglich einer gefährlichen Bedingung durch einen Alarm 142 zu alarmieren. Das geeichte COe-Signal 140 kann auch auf dem Kathodenstrahlenrohrmonitor 130 oder dem Rekorder 128 gezeigt werden.
Eine COe-Eichkurve 144 ist in Figur 7 gezeigt.

Claims

e

1. Automatisches, periodisch eichendes System für kontinuierliche Abgabe geeichter Signale von einem kombinierten Sauerstoff- und Brennstoffanalysengerät mit:

einem kombinierten Sauerstoff- und Brennstoffanalysengerät (14) zum Abfühlen eines Sauerstoffgehaltes und eines Brennstoffgehaltes in einer flüchtigen Atmosphäre und zur Erzeugung eines den Sauerstoffgehalt anzeigenden ersten Probensignals und eines den Brennstoffgehalt anzeigenden zweiten Probensignals,

einer Einrichtung (18) zur Einführung von Null- und Spannweiten-Eichtestgasen in das Analysengerät,

Einrichtungen zum periodischen Eichen des Analysengerätes mit:

(a) einer Datensteuereinheit (16) zum automatischen Steuern der Eichung des Analysengerätes, zur Voreinstellung optimaler Null- und Spannweitenwerte für Sauerstoff und Brennstoffe und zur Voreinstellung von Alarmgrenzen für Sauerstoff und Brennstoffe,

(b) einer Zeitgebereinheit (20), die mit der Datensteuereinheit verbunden ist, um einzelne Zeitintervalle einzustellen und so die Einrichtung zur Einführung der Null- und Spannweiten- Eichtestgase in das Analysengerät zu aktivieren,

(c) einer mechanischen Einheit (18), die mit der Zeitgebereinheit und dem Analysengerät verbunden ist, um Null- und Spannweiten-Eichtestgase in das Analysengerät einzuführen,

(d) einer Einrichtung (24, 26, 28) zur Berechnung von Null- und Spannweitenwerten für Sauerstoff und Brennstoffe, während die Eichtestgase in das Analysengerät eingeführt werden,

(e) einer Einrichtung (24) zum Vergleichen dieser berechneten Null- und Spannweitenwerte für Sauerstoff und Brennstoffe mit den voreingestellten Alarmgrenzen für Sauerstoff und Brennstoffe,

(f) einer Einrichtung (24) zum Aktivieren eines Personalalarms, wenn die Null- und Spannweitenwerte die voreingestellten Alarmgrenzen für Sauerstoff und Brennstoffe überschreibt,

(g) einer Einrichtung (24) zur Berechnung von Sauerstoff- und Brennstoffabweicheinstellungen auf der Basis der Null- und Spannweitenwerte für Sauerstoff und Brennstoffe, die man von den Eichtestgasen erhält, und auf der Basis der voreingestellten Null- und Spannweitenwerte für Sauerstoff und Brennstoffe und

(h) einer Speichereinheit (22), die mit der Datensteuereinheit und mit den in (d), (e), (f) und (g) oben angegebenen Einrichtungen verbunden ist, um die voreingestellten optimalen Null- und Spannweitenwerte und die Alarmgrenzen zu speichern, und

einer Einrichtung (24, 26, 28) zur Anbringung der Sauerstoff- und Brennstoffabweicheinstellungen gleichzeitig an den ersten und zweiten Probesignalen gemäß einer vorbestimmten mathematischen Beziehung, um die Sauerstoff- und Brennstoffgehalte in der flüchtigen Atmosphäre anzeigende geeichte Ausgangssignale zu erhalten.

2. System nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zur Berechnung von Null- und Spannweitenwerten für Sauerstoff und Brennstoffe, während die Eichtestgase in die Analyseneinrichtung eingeführt werden, eine Sauerstoffsignaleinheit (28) zur Berechnung eines den Sauerstoffgehalt in den Eichtestgasen anzeigenden geeichten Ausgangssignals und zur Abgabe desselben, eine Brennstoffsignaleinheit (26) zur Berechnung eines die Brennstoffkonzentration in den Eichtestgasen anzeigenden geeichten Ausgangssignals und zur Abgabe desselben sowie eine Logikeinheit (24), die mit der Sauerstoffsignaleinheit und der Brennstoffsignaleinheit verbunden ist, umfaßt

3. System nach Anspruch 2, bei dem die Sauerstoffsignaleinheit (28) und die Brennstoffsignaleinheit (26) jeweils weiterhin eine Vergleichseinheit (124, 138) zum Vergleichen der die Sauerstoff- und Brennstoffgehalte anzeigenden geeichten Ausgangssignale mit den voreingestellten Alarmgrenzen für Sauerstoff bzw. Brennstoffe sowie eine Alarmeinrichtung zum Alarmieren von Personal, wann immer eine der Vergleichseinheiten anzeigt, daß die die Sauerstoff- und Brennstoffgehalte anzeigenden geeichten Ausgangssignale oberhalb der voreingestellten Grenzen liegen, umfassen.

4. System nach Anspruch 1, bei dem die Datensteuereinheit eine manuelle Eingabeeinheit zum Eingeben der optimalen voreingestellten Null- und Spannweitenwerte von Sauerstoff und Brennstoffen und eine manuelle Überlagerungsfähigkeit hat, um es einem Betätlger zu erlauben, eine Eichsequenz zu beginnen.

5. System nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zur Berechnung der Abweichungseinstellungen der Sauerstoff- und Brennstoffsignale die folgenden mathematischen Beziehungen anwendet:

DaCOe= PsCOe-PzCOe/AsCOe-AzCOe; DaO&sub2;= PsO&sub2;-PzO&sub2;/AsO&sub2;-AzO&sub2;

worin: DaCOe = Abweichungseinstellung für Brennstoffe (COe)

DaO&sub2; = Abweichungseinstellung für Sauerstoff (O&sub2;)

PsCOe = voreingestellter Spannweitenwert (für COe)

PsO2 = voreingestellter Spannweitenwert (für 0&sub2;)

PzCOe = voreingestellter Nullwert (für COe)

PzO&sub2; = voreingestellter Nullwert (für O&sub2;)

AsCOe = tatsächlicher Spannweitenwert (für COe)

AsO&sub2; = tatsächlicher Spannweitenwert (für O&sub2;)

AzCOe = tatsächlicher Nullwert (für COe)

AzO&sub2; = tatsächlicher Nullwert (für O&sub2;).

6. System nach Anspruch 5, bei dem die Abweichungseinstellungen für Sauerstoff und Brennstoff auf die ersten und zweiten Probensignale gemäß den folgenden mathematischen Beziehungen angewendet werden:

O&sub2; Cal = DaO&sub2; x (O&sub2;s) + PzO&sub2; - DaO&sub2; x (AzO&sub2;)

COe Cal = DaCOe(COes) - DaCOe x (AzCOe)

worin: O&sub2;Cal = geeichter O&sub2;-Ausgang

COeCal = geeichter COe-Ausgang

DaCOe = Abweichungseinstellung für COe

DaO&sub2; = Abweichungseinstellung für O&sub2;

COes = COe-Probensignal

O&sub2;S = O&sub2;-Probensignal

PzO&sub2; = voreingestellter O&sub2;-Nullwert

AzCOe = tatsächlicher COe-Nullwert

AzO&sub2; = tatsächlicher O&sub2;-Nullwert.

7. System nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung für periodische Eichung des Analysengerätes weiterhin eine Rückblasreinigungseinheit zur Durchführung einer Reinigungsarbeit in dem Analysengerät für eine genügend lange Dauer umfaßt, um das Analysengerät vor der Einführung der Null- und Spannweiteneichtestgase in das Analysengerät zu spülen.

8. Verfahren zur automatischen und periodischen Eichung von Ausgangssignalen von einem kombinierten Brennstoff- und Sauerstoffanalysengerät mit den Stufen, in denen man:

eine Quelle für vorbestimmte in Zeitsequenz geordnete Steuersignale vorsieht,

das Analysengerät durch Spülen mit atmosphärischer Luft durch das Analysengerät während einer vorbestimmten Zeitdauer in Reaktion auf die Steuersignale spült,

ein das Ende der Spülung anzeigendes Signal erzeugt,

ein Nulleichtestgas in das Analysengerät in Reaktion auf das das Ende der Spülung anzeigende Signal einführt und ein das Ende der Nulleichtestgaseinführung anzeigendes Signal liefert,

ein Skalenmaximumwerteichtestgas in das Analysengerät in Reakion auf das das Ende der Nulleichtestgaseinführung anzeigende Signal einführt und ein das Ende der Skalenmaximalwerteichtestgaseinführung anzeigendes Signal liefert und

einen Ausgang des Analysengerätes einstellt, um die Null- und Maximumskala an dem das Ende der Spannweitengaseinführung anzeigenden Signal abzulesen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Nulleichtestgas gleichzeitig einen Gasgehalt von 0 ppm Brennstoff und 1,0 % Sauerstoff bekommt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Skalenmaximumwerteichtestgas gleichzeitig einen Gasgehalt von 250 ppm Brennstoff und 20,9 % Sauerstoff bekommt

11. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem ein den Sauerstoffgehalt in einer flüchtigen Atmosphäre anzeigendes erstes Probensignal und ein einen Brennstoffgehalt in einer flüchtigen Atmosphäre anzeigendes zweites Probensignal gleichzeitig eingestellt werden.