Устройство для сигнализации

Устройство для сигнализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflVSJNH (51)5 G 08 В 13/00

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4677679/24 (22) 11.04.89 (46) 23.04.9 1. Бюл. Р 15 (71) МГТУ им.Н.Э.Баумана (72) С.С. Николаев, В.А.Костюхин, Е.Е.Шарамонов и Н.И.Суворов (53) 654.9(088.8) (56) Патент США У 4047166, кл. G 08 В 13/10, 1976.

Патент США Р 3833897, кл. G 08 В 13/33, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматической сигнализации, а именно к устройствам для сигнализации о возникновении пространственной аномалии, и может быть использовано в системах .контроля сейсмической.обстановки на местности и в устройсгИзобретение относится к автоматической сигнализации, а именно к устройствам для сигнализации о возникновении пространственной аномалии, и может быть использовано в системах контроля сейсмической обстановки на местности и в устройствах для обнаружения факта и места негерметичности газовых трубопроводов, находящихся под большим давлением.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет определения места воздействия.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства для сигнализации.

„,Я0„„1644192 А 1 вах для обнаружения факта и места негерметичности газовых трубопроводов, находящихся под большим давлением. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет определения места воздействия. Чувствительный элемент размещают в грунте на глубине 20... 30 см вдоль рубежа охраны или закрепляют вдоль трубопровода. При возникновении деформаций в зоне чувствительного элемента электрические сигналы поступают на входы полосовых усилителей, при этом соотношение сигналов зависит от места деформации чувствительного элемента. Элемент ИЛИ и ключ позволяют определить факт деформации чувствительного элемента в середине, когда уровни сигналов рав.ны. 1 ил.

Устройство для сигнализации содержит чувствительный элемент 1 в виде полиэтиленовой трубки 2 с металлическим экраном 3 снаружи, покрытым изоляцией, и с подвижной жилой 4 внутри в виде цилиндрической пружины, внутри которой находится изолированный- электропроводник 5 с изоляцией из полиэтилена, полосовые усилители 6 и 7, детекторы 8, 9 огибающей, блоки 10 и 11 разности, элемент ИЛИ 12, ключ 13, регулируемый источник 14 питания, преобразователь 15 напряжение-код, цифровой индикатор 16, триггер 17, генератор 18 тревоги, кнопку 19 сброса и резистор 20.

1644192

Электропроводник 5 выполнен с изоляционным покрытием из полиэтилена, размещен внутри цилиндрической пружины 4 чувствительного элемента 1 и имеет внешний диаметр, составляющий

0,6-0,8 диаметра цилиндрической пружины 4.

Чувствительный элемент 1 разме« шают в грунте на глубине 20-30 см вдоль рубежа опасной зоны или закреп« ляют вдоль трубопровода с помощью быстротвердеющего полиуретана.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии вибраций грунта .нли трубопровода в зоне чувствительного. элемента 1 на суммирующем и вы" читающем входах блока 10 разности будут примерно равные сигналы, обусловленные шумом самого чувствительного элемента 1 и блоков 6-8, при этом сигнал на выходе блока 10 разности практически равен нулю.

Сигналы на выходах детекторов

8 и 9 огибающей меньше потенциалов отпирания элемента ИЛИ 12. При этом на выходе элемента ИЛИ 12 отсутствует сигнал и ключ 13 закрыт. На выходе блока ff разности сигнал также близок

30 к нулю. Он, пройдя через преобразователь 15 напряжение-код, отображается в виде цифры на цифровом индикаторе 16, например, малых разрядов, что сигнализирует об исправности цепей устройства, При этом вследствие

35 отсутствия сигнала на выходе элемента ИЛИ 12 отсутствует сигнал на еди-: ничном выходе триггера 17, и генератор 18 тревоги не включается.

При возникновении деформаций в зоне чувствительного элемента 1 возникает электрический сигнал, который поступает на входы обоих полосовых усилителей 6 и 7. При этом соотношение сигналов, поступающих на входы полосовых усилителей 6 и 7, зависит. от места деформации чувствительного элемента 1. Так, при деформации чув50 ствительного элемента 1 у места соединения его с полосовым усилителем 6 (нулевая точка отсчета) сигнал на суммирующем входе блока 10 разности будет максимальным, а на его вычитающем входе - минимальным, поскольку

55 от точки возникновения сигнала в подвижной жиле 4 сигнал проходит всю подвижную жилу, имеющую электрическое сопротивление порядка 1000 Ом, и низкоомный электропроводник 5.

В этом случае на суммирующем входе блока 10 разности будет большой положительный сигнал, а на его вычитающем входе - сравнительно низкий сигнал. Одновременно появляется сигнал на выходе элемента ИЛИ 12 и открывается ключ 13. На выходе блока 10 разности будет большой сигнал, который скомпенсирует сигнал, поступающий на суммирующий вход блока 1 1 сравнения от источника 14 питания. При этом на цифровом индикаторе 16 будет зафиксировано нулевое расстояние до . точки деформации чувствительного элемента.1.

Одновременно сигнал с выхода элемента ИЛИ 12 поступает на единичный вход триггера 17 и переключает его.

Выходным .сигналом с единичного выхода триггера 17 включается генератор 18 тревоги, выключение которого осуществляется включением кнопки 19 сброса, при .этом триггер 17 обнуляется.

При снятии деформации чувствительного элемента f исчезает сигнал на выходе блока 10 разности, поскольку оказываются приблизительно равными сигналы на его суммирующем и вычитающем входах. При этом на цифровом индикаторе 16 появляется исходный сигнал, характеризующий исправность це-. пей устройства.

При деформации чувствительного элемента 1 с противоположного конца сигнал, возникающий в цилиндрической пружине 4 (при соприкосновении ее с трубкой 2), передается через низкоомный электропроводник 5 на вычитающий вход блока 10 разности и через высокоомную цилиндрическую пружину 4на суммирующий вход блока 10 разности. В этом случае сигнал на вычитающем входе блока 10 разности значительно превышает сигнал на его суммирующем входе. При этом в блоке 11 разности осуществляется суммирование выходного сигнала с выхода блока 10 разности с напряжением источ» ника 14 питания, так как выход блока

10 разности подключен к инвертирующему входу блока 11 разности. Цифровой индикатор 16 показывает место деформации чувствительного элемента 1 на выводе, противоположном подключению к полосовому усилителю 6.

1644192

При деформации чувствительного элемента 1 в середине срабатывает элемент ИЛИ 12,, включаются ключ 13 и генератор 18 тревоги, а цифровой индикатор 1 6 показывает напряжение источника 14 питания, соответствующее деформации чувствительного элемента в средней части.

Калибровка напряжения на выходе чувствительного элемента 1 осуществляется таким подбором напряжения источника 14 питания и коэффици5О

Одновременно появляется сигнал на выходе элемента ИЛИ 12, выходным сигналом которого переключается триггер 17 в единичное состояние и вклю- чается генератор 18 тревоги.

При деформации чувствительного элемента 1 в промежуточных точках выходной сигнал блока 10 разности будет вычитаться (если деформация чувствительного элемента 1 происходит близко к точке подключения к полосовому усилителю 6) или суммироваться с выходным напряжением источника 14 питания. В этом случае на входе преобразователя 15 напряжениекод будет напряжение, пропорциональное расстоянию до места деформации чувствительного элемента

Размещение электропроводника 5 20 внутри цилиндрической пружины 4 обеспечивает контакт цилиндрической пружины 4 с внешним и внутренним (размещенным снаружи электропроводника 5) диэлектриками, а также демпфирова- 25 ние цилиндрической пружины 4 электропроводником 5, что обеспечивает более быстрое гашение колебаний цилиндрической пружины 4 при пропадании вибраций грунта. ЗО

Поскольку нулевое значение сигнала на выходе блока 10 разности будет и при отсутствии деформации чувствительного элемента 1, и при деформации его в средней части, то введение элемента ИЛИ 12 и ключа 13 поз35 воляет отделить факт отсутствия деформации чувствительного элемента 1 от факта .деформации чувствительного .элемента 1 в середине. При отсутст- „> ствии деформационных нагрузок на чувствительный элемент 1 отсутствует сигнал на выходе элемента ИЛИ

12 и ключ 13 заперт» При этом не включается генератор 18 тревоги, и индикатор 16 показывает минимальное значение. ентов усиления усилителей 6 и 7, чтобы при деформации чувствительного элемента 1 в нулевой точке (в точке подключения его к полосовому усилителю 6) сигнал с выхода блока

10 разности полностью компенсировал бы напряжение источника 14 питания, при деформации в другой крайней точке напряжение на выходе блока 10 разности равнялось бы сумме напряжения на выходе полосового усилителя 7 и напряжения источника 14 питания, а при деформации в средней точке напряжение на выходе блока 10 разности равнялось бы напряжению источника 14 питания.

Формула изобретения

Устройство для сигнализации, со держащее чувствительный элемент в виде трибоэлектрического кабеля, состоящего из разделенных полиэтиленовой трубкой внутренней металлической жилы и экрана, источник питания, генератор тревоги, фазосдвигающий резистор и первый полосовой усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения функциональных возможностей устройства за счет опреде- ления места воздействия, в него вве« дены два детектора огибающей, элемент ИЛИ, ключ, два блока разности, ! преобразователь напряжение-код, цифровой индикатор, триггер, кнопка сброса и второй полосовой усилитель, а в чувствительный элемент введен проводник, покрытый полимером, внутренняя жила выполнена в виде цилиндрической пружины диамегром 0,6-0,8 диаметра полиэтиленовой трубки, внеш- ний диаметр полимера составляет 0,60,8 внутреннего диаметра цилиндрической пружины, один вывод которой соединен через фазосдвигающий резистор с входом первого полосового усилителя, другой вывод пружины подключен к входу второго полосового усилителя через проводник, выход первого полосового усилителя подключен через первый детектор огибающей к одному входу элемента ИЛИ и к суммирующему входу первого блока разности, выход второго полосового усилителя подключен через второй детектор огибающей к другому входу элемента ИЛИ и к вычитающему входу первого блока разности, выход которого соединен с

1644192

Составитель Л.Линецкий

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

Редактор Т.Иванова

Заказ 1463 Тираж 330 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 вычитающим входом второго блока разности, выход элемента ИЛИ соединен с единичным входом триггера и с управляющим входом ключа, информационный вход ключа подключен к выходу источ5 ника питания, выход ключа — к суммирующему входу второго блока разности, выход которого через преобразователь напряжение-код подключен к входу цифрового индикатора, выход источника питания соединен через кнопку сброса с обнуляющим входом триггера, единичный выход которого подключен к управляющему входу генератора тревоги.