Устройство для дистанционного аэрогазового контроля

Устройство для дистанционного аэрогазового контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

— — чо ге ут

Патентнс те1, кничеснп„ вЂ” «< ""@тена ре1 Б +

Союз Соаетскнк

Социалистических

Респубпкк

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН И

< 1223664

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (6I ) Дополннтельное к ввт. свил-ву (22) Заявлено 13.02.79(2()2733287/18 24 с прнсоедкненне1и заявки N (23) Приоритет

Опубликовано 23.10.80, Бюллетень № 39

Дата опубликования описання 26.10.80 (5t3A4. Кл.

Я 08 В 23/00

Птсудерстееииый комитет (53) УДК 681. . 1 7 (088.8) йо делим изабретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Г. И. Макаров, М. А. Васнев, E Ф. Карпов, И. М. Местер и В. М. Ильин (7l) Заявитель

Восгочньтй научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ )"ИСТАНЦИОННОГО АЭРОГАЗОВОГО

КОНТРОЛЯ

Изобретение относится к контролю параметров рудничной атмосферы и может быть использовано дпя дистанционного контроля концентрации метана и подаваемого в забой копичес лза воздуха в шахтах, опасных по газу.

Известны системы, совмещающие канал питания переменного тока с каналом дистанционного контроля параметров рудничной атмосферы. !

О

Эти системы состоят иэ диспетчерских пунктов, распределительных устройств и рассредоточенных контролируемых пунктов, связанных с датчиками метана.

В данных системах реализован распре15 делитепьный метод избирания контролируемых объектов. Опрос датчиков и передача информации о содержании газа метана в рудничной атмосфере ведется циклически Pl), 20

Однако дпя забоев, опасных по внезапным выбросам газа метана, системы с циклическим контролем газовой ситуации являются неприемлемыми, поскольку опас2 нвя концентрвцття метана в таких забоях может появиться за время меньшее, чем время между очередными опросами датчиков, установленных в данных забоях, в результате чего может возникнуть опасность взрыва газа.

Наиболее близким по технической cymности к предлагаемому изобретению является система, содержащая феррорезонансный стабилизатор напряжения, к выходу которого через пинию связи подключен датчик метана. По этой же цепи от дат чика постоянным током передается дискретный сигнал о предельно допустимой концентрации метана.

Для разделения переменной и постоянной составляющей тока в блоке стабилизатора последовательно с нагрузкой включен конденсатор, параллельно которому подключено промежуточное реле (2).

Однако система обладает следуклпими недостатками: по линии электропитания датчика осуществляется передача только дискретного сигнала о превышении кон3664

3 77 центрации метана допустимых значений; для питания датчика и передачи аналогового сигнала используется четырехпровод ная линия, аналоговый сигнал, передаваемый по отдельной паре проводов, сильно искажается помехами от работающего забойного электрооборудования, и, при вводе его, например в управляющее логичес кое устройство или ЭВМ, требует допопнительной обработки; при наращивании лйнии связи требуется подстройка датчиков. цепь изобретения — повышение помехоустойчивости и упрощение схемы эа счет передачи сигналов контролируемого параметра по линии электропитания датчика.

Эта цель достигается тем, что последовательно с феррорезонансным стабилизатором включен стабилизатор переменного тока, а передающее устройство - на выходе линии электропитания последовательно с датчиком, причем коллекторы транзисторов передающего блока включены в цепь переменного тока, эмиттеры соединены друг с другом через резистор, переходы коллектор-эмиттер по обратному току эашунтированы диодами и переходы база-коллектор» резисторами, при этом выход датчика соединен с базами транзисторов передающего блока, а парал лельно входу линии эпектропитания подключен низкочастотный ИС-фильтр приемного блока.

На чертеже представлена принципиальная схема системы аэрогазового контропя.

Устройство содержит феррорезонансный стабилизатор 1, соединенный с линией 2 электропитания через стабилизатор 3 переменного тока и разделительный эпемент

4. Параллельно входу линии 2 электропитания через резисторы 5 и 6 подключен низкочастотный КС-фильтр 7 приемного блока 8.

В конце пинии 2 в цепь переменного тока включены последовательно датчик 9 метана или воздуха и передающий блок

10 на двух, транзисторах 11 и 12. Эмиттеры транзисторов соединены между собой через резистор . 13, переходы коллекто эмиттер по обратному току зашунтированы диодами 14 и 15, а переходы база.-коллектор - резисторами 16 и 17 соответственно. Выход датчика 9 соединен с базами транзисторов 11 и 12 передающего блока 10.

Система работает следующим образом.

Встречно включенные транзисторы 11 и 12 передающего устройства работают на переменном токе поочередно и при о

10 !

<0

45 сутствии входного сигнала представляют дпя него симметричную нагрузку.

При появлении газа метана в м те установки датчика 9 на его выходе возникает сигнал постоянного тока, который воздействует на вход передающего устройства. При этом один иэ транзисторов, например 11 открывается больше на соо1 ветствующем полупериоде тока, а транзистор 12 на другом полупериоде - меньше, чем при отсутствии сигнала на выходе передающего устройства.

В результате передающее устройство для переменного тока иэ симметричной нагрузки. превращается в несимметричную.

Но, так как стабилизатор 3 переменного тока при любых колебаниях сопротивления нагрузки поддерживает в ней ток неизменным по амплитуде и по форме, то при асимметрии нагрузки асимметричным становится напряжение в линии 2 электропитания, т.е. амплитуда попупериодов одного знака становится больше амплитуды полупериодов другого знака.Разность пиковых от клонений переменного напряжения при этом пропорциональна контролируемому датчикам аэрогаэовому параметру. Эта разность выдепяется низкочастотным КС-фильтром 7 приемного устройства в виде сигнала постоянного тока, пригодного как для непосредственного измерения, так и для использования его в цепях управления средств автоматики.

При этом для питания приемного устройства представпяется возможным испольэовать источник нелимитируемой искробезопасными параметрами мощностй, так как наличие высокоомных токоограничительных резисторов 5 и 6 на входе КС-фильтра 7 препятствует влиянию этого источника на искробезопасность линии 2 электропитания.

Это дает возможность преобразовывать принимаемый сигнал в любой удобный вид ипи испольэовать для совершенствования выполняемых системой функций, например размножение с гальванической развязкой аналоговых сигналов дпя ввода их в различные информационные и управляющие системы, сосредоточение в одной системе нескольких уставок срабатывания с независимой их настройкой для дифференцированного отключения электрооборудов ания при нарушении нормального аэрогазового режима и т. д.

Помехоустойчивость системы обеспечивается за счет передачи контролируемого параметра по линии электропитания на основной частоте, что дает возможность

7736

Применение изобретения позволит сок35 рачять число жил кабеля связи до двух, повысить помехоустойчивость системы и сократить время при переносе датчика на новое место за счет исключения операпии по подстройке датчика.

5 осуществлять обработку принимаемых из линии сигналов низкочастотным КС-фильтром, частота среза которого много мень ше частоты питающего тока.

Помехи, наводимые в линии электропитания от работающего забойного электрооборудования, не велики по амплитуде, а по частоте близки к оснавной частоте.

При этом КС-фильтр отсеивает переменную составляющую основной частоты, в 10 том чиле и помеху, в результате чего на выходе фильтра выделяется сигнал постоянного тока, практически не подверженный влиянию помех.

При переносе датчика на новое место 15 длина линии связи изменяется и, следовательно, изменяется суммарная нагрузка.

Однако за счет применения в системе ста.билизатора переменного тока нотребляемый датчиком ток автоматически поддерживается на заданном уровне, что исключает его ручную подстройку. Кроме того, изменение длины линии связи не оказывает влияния на величину выходного сигнала приемного устройства, так как для стаби- g5 лизатора переменного тока линия связи является нагрузкой симметричной.

Включенный последовательно со стабилизаторами разделительный элемент 4 предназначен для исключения влияния раз- >о броса параметров элементов стабилизатора переменного тока не симметрию напряжения на входе линии 2 эпектропитания.

64 6

Формула изобретения

Устройство для дистанпионного аэрогазового контроля, содержащее датчик, передающий блок, пинию электропередачи, разделительный элемент, феррорезонансный стабилизатор и приемный блок, о т— л и ч а ю m е е с я тем, что, с пелью повышения помехоустойчивости и упрощения устройства, в него введен стабилиз тор переменного тока, а передающий бпок содержит два транзистора, эмиттеры которых соединены через резистор, параллельно эмиттерно-колл екторным переходом транзисторов включены диоды, параллельно переходу база-коллектор транзисторов включены резистор точки соединения резисторов и базы каждого из транзисторов через переменный резистор подключены к датчику, выход которого и общая точка коллектора одного из транзисторов резистора и диода подключены соответственно к проводам линии электропитания, которые через стабилизатор переменного тока и разделительный элемент подключены к феррорезонанс ному стабилизатору, который соединен с приемным блоком, низкочастот ный КС-фильтр которого подключен паралпельно линии электропитания.

Источники информаиии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 253443, кл. 5 08 С 19/28, 1968.

2. Биренберг И. Э. lIHHH экономики и научно-технической информации угольной промышленности. Системн автоматической газовой защиты и телеавтоматичеокого иентрализованного контроля содержания метана в рудничной атмосфере АМТ-3, М., 1972.

77 3664

77

Составитель Г. Антсжова

Редактор Г. Волкова Техред И.Асталош Корректор H. Григорук

Заказ 75 11 /65 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIllI "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4