Устройство для сигнализации об опасности обледенения полотна шоссе

Устройство для сигнализации об опасности обледенения полотна шоссе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

«»957775

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 030578 (21) 2613347/18-24 (23) Приоритет — (32) 04 . 05 . 77 (31) 5583/77 (33) Швейцария (51) М. Кл.

G 08 В 19/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 070982. Бюллетень № 33 (53) У,ДК 654.9 (088. 8) Дата опубликования описания 070982

Иностранец

Марсель Бошунг (Швейцария) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Марсель Бошунг" (Швейцария) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАИИЗАЦИИ ОБ ОПАСНОСТИ

ОБЛЕДЕНЕНИЯ ПОЛОТНА ШОССЕ

Изобретение касается устройства для сигнализации об опасности обледенения полотна шоссе.

Известно устройство, реагирующее на погодные влияния, которое заранее извещает об опасности обледенения и индицирует наступившее. обледенение.

Это устройство включает первый датчик с температурным зондом для определения температуры воздуха и чувствительным элементом для определения

BJIB)KHocTH воздуха, второй, установленный в теле дорожного полотна, дат 15 чик с температурным зондом для определения температуры дорожного полотна и образованны из двух электродов измерительным участком для определения того, является ли дорожное полотно сухим или влажным, третий датчик, конструкция которого аналогична второму датчику, но включает дополнительно нагревательный элемент, с помощью KQToporo может нагреваться измерительный участок для определения того, является ли дорожное полотно сухим или влажным, схемную часть для обработки измеренных значений, полученных датчиками. Устройство содержит ряд контуров с опорным напря* жением и компараторов.

Первый компаратор присоединен к температурному зонду второго датчика и к первому контуру с опорным напряжением, который вырабатывает опорное . напряжение, соответствующее температуре дорожного полотна 0 С. Первый компаратор вырабатывает выходной сигнал, если температура дорожного полотна, падает до 0 С. Второй компа-. ратор присоединен к температурному зонду второго датчика и к температурному зонду первого датчика. Второй компаратор вырабатывает сигнал, если температура дорожного полотна приблизительно на 2 ниже, чем температура . воздуха. Третий компаратор присоединен к чувствительному элементу для определения относительной влажности и ко второму контуру с опорным напряжением, который вырабатывает опорное напряжение, соответствующее относительной влажности воздуха приблизительно 90%. Третий компаратор вырабатывает выходной сигнал, если относительная влажность .воздуха превышает

90%. Выходы трех компараторов соединены с вентильной схемой, которая

957775

Цель изобретения повышение на- 40 дежности предлагаемого устройства.

С этой целью в устройство для сигнализации об опасности обледенения полотна шоссе, содержащее датчик темпера- туры воздуха, выход которого подключен к первому компаратору, первый зонд с датчиком температуры и датчиком влажности, второй зонд с датчиком влажности, нагревателем датчиком температуры, выход датчика температуры первого зонда соединен с вторым, -50 и третьим компараторами, а выход датчика температуры второго зонда .соединен с четвертым компаратором, пятый компаратор, подключенный к датчику влажности первого зонда, 55 шестой компаратор, соединенный с датчиком влажности второго зонда, три источника опорных напряжений компараторов, первый сигналиэатор, подключенный к выходам второго и шестого компараторов, второй сигналиэатор, соединенный с выходами второго и пятого компараторов и первого сигнализатора, блок включения нагревательных элементов, сое60. включает предупредительный сигнал,если все три перечисленных компаратора вырабатывают выходной сигнал,т.е,если температура воздуха достигает 0% и ниже, температура дорожного полотна на 2 ниже, чем температура воздуха, 5 и относительная влажность воздуха превышает 90% (1) .

Полученный, как описано выше,предупредительный сигнал является эффективным, если дорожное покрытие 10 было сухим перед наступлением описанных погодных условий. Если же дорожное покрытие с самого начала является влажным, то предупредительный сиг ыл включается с ишк поздно, а f5 именно лишь когда дорожное полотно уже покрыто льдом.

Образование льда на дорожном по лотне зависит, однако, не только от степени влажности дорожного покрытия и температуры дорожного полбтна,но и в значительной степени от рассыпанHblx по полотну средств для оттаивания.

Известное устройство не может различить, является ли определенное сопротивление следствием большого количества воды и небольшого количества средства для оттаивания или небольшо. го количества воды и большого количества средства для оттаивания. Тем самым предупреждение о предстоящей опасности обледенения является ненадежным. Вполне может получиться, что дорога медленно просыхает при температуре ниже 0 С, что регистрируется 35 в подобных установках как повышение сопротивления и может привести к ложной тревоге. диненный с выходами первого, второго и четвертого компараторов, и первого сигнализатора, третий сигнализатор, вход которого соединен с выходами первого, второго и четвертого компараторов, а выход — с нагревателем, выход четвертого компаратора соединен с нагревателем второго зонда и с первым сигнализатором, четвертый сигналиэатор, вход которого соединен с выходами первого и второго сигнализаторов, введены третий зонд с датчиком влажности, датчиком температуры и регулятором температуры, блок управления регулятором температуры, седьмой и восьмой компараторы. и переключатель режима работы регулятора температуры, третья линия измерения влажности, формирователь регулируемого опорного напряжения и элемент И, причем датчик влажности

I третьего зонда соединен с седьмым компаратором, датчик температуры третьего зонда соединен с восьмым компаратором, блок управления регулятором температуры, соединенный с датчиком температуры первого зонда,дат-.

4 чиком температуры третьего зонда и ерез элемент.И с выходом третьего компаратора, вход переключателя режима работы регулятора температуры .соединен с выходами пятого, шестого седьмого и восьмого компараторон, выходы переключателя режима работы и первого сигналиэатора соединены с входами элемента И, выход седьмого компаратора соединен с входами первого, второго и четвертого сигналиэаторов, выход формирователя регулируемого опорного напряжения подключен к выходу датчика температуры первого зонда, а выход — к входам пятого, шестого. и седьмого компараторов, выход блока управления регулятором температуры и выход переключателя режима работы регулятора температуры через управляемый ключ соединены с регулятором температуры третьего зонда, и кроме того, в устройство введен мультивибратор разнополярных импульсов " выходы которого через добавочные резисторы подключены к датчикам влажности, а блок управления регулятором температуры содержит .два операционных усилителя, измерительный усилитель, опорный потенциометр, два транзистора и резис-, торы,. входы первого операционного усилителя через один резистор и измерительный усилитель подключены соответственно к датчику температуры первого зонда и датчику влажноати третьего зонда, один вход втброго операционного усилителя через другой резистор соединен с выходом первого операционного усилителя, другой вход второго операционного усилителя соединен с опорным потенциометром, а выход. — с барзой одного транзистора, 957775 эмиттер которого подключен к базе другого транзистора, выходная цепь которого включена последовательно с регулятором температуры.

На фиг. 1 изображена функциональная схема примера выполнения предлагаемого устройства; на фиг. 2 продольный разрез через зонды устройства; на фиг. 3 — разрез A-A на фиг. 2; на фиг. 4 — электрическая схема измерительного усилителя для 1О выработки выходного сигнала, если температура воздуха, дорожного полотна или одного йз зондов достигает определенного значения; на фиг.5 электрическая схема другого измери- 15 тельного усилителя для выработки сигнала, если дорожное покрытие является влажным или одним из зондов показывает влажность; на фиг. 6 электрическая схема блока управления; 2О на фиг. 7 — электрическая схема узла подогрева одного из зондов, входящего в блок зондов; на фиг. 8 — электрическая схема узла подогрева другого зонда, входящего в блок зондов, на 25 фиг. 9 — электрическая схема узла выработки сигнала, если дорожное полотно влажное;на .фиг. 10 — электрическая схема узла выработки сигнала, если дорожное полотно обледенело, на фиг. 11 — схема переключателя направления тока; на фиг. 12 — электричес- кая схема узла для формирования плав- . но изменяющегося порогового напряже ния; на фиг. 13 — графическое изображение плавно изменяющегося порогового напряжения в функции температуры дорожного полотна.

Блок-схема устройства для сигнализации об опасности обледенения полотна шоссе (фиг. 1) включает дат- 40 чик 1 влажности воздуха, датчик

2 температуры воздуха и блок зондов, включающий три зонда 3, 4 и 5. Каждый комбинированный зонд имеет датчики 6, 7 и 8 температуры и датчики 45

9, 10 и 11 влажности для определения того, является дорожное полотно влажным или сухим. Датчик 1 влажнос-. ти воздуха и датчики 2, 6, 7 .и 8 температуры присоединены каждый к измерительному усилителю первой группы измерительных усилителей 12-16.

Эти измерительные усилители имеют предпочтительно одинаковую конструкцию. Датчики 9, 10 и 11 влажности соединены каждый с измерительным усилителем второй группы измерительных усилителей 17, 18 и 19.

Измерительный усилитель 12 вырабатывает зависящее от влажности возду40 ха выходное напряжение, которое подается по линии 20 через оконечный кас.кад 21 на индикаторный прибор 22.

Влажность воздуха не влияет на выработку предупредительного сигнала. $$

Измерительные усилители 13-16 вырабатывают каждый выходное напряжение, зависящее от температуры, определенной посредством датчиков 2,6, 7 и 8 температуры. Выходное напряжение измерительного усилителя 13 подается по линии 23 через оконечный каскад 24 на индикаторный прибор 25, показывающий температуру воздуха, а выходное напряжение измерительного усйлителя 14 подается по линии 26 через оконечный каскад 27 на индика» торный прибор 28, показывающий температуру дорожного покрытия. Измерительные усилители 17-19, соединенные с датчиками 9-11 влажности, вырабатывают выходное напряжение малой величины, если датчики влажности являются влажными или мокрыми, и выходное напряжение большой величины, если измерительные участки являются сухи

Для определения превышения выходными напряжениями измерительных усилителей 13-19 определенного порогового значения предусмотрены восемь компараторов 29-36 с двумя входами и одним выходом каждый. Один вход каждого компаратора соединен с соответствующим выходом одного иэ измерительных усилителей, а другой вход каждого компаратора — с источником опорного напряжения. устройство содержит также первый сигнализатор 37, второй сигнализа тор 38, элемент И 39, третий сигнализатор 40, четвертый сигнализатор

41, переключатель 42 режима работы регулятора температуры.

Четвертый сигнализатор 41, представленный как элемент И с тремя входами, вырабатывает предупреди-. тельный сигнал, если на все три входа поступает превышающий некоторое предельное значение сигнал. Предупредительный сигнал может быть подан, например, оптически с помощью лампы

)43. Вместо лампы 43 или в дополнение к ней может быть предусмотрен акустический сигнализатор (не показан)

Прежде чем перейти к подробному рассмотрению принципа действия устройства согласно фиг. 1,ниже рассматривается более детальйо со ссылкой на фиг. 2 и 3 устройство блока зон дов. Он включает три зонда 3, 4 и 5, каждый из которых состоит из довольно толстого металлического диска 44, нижняя часть которого покрыта пластмассовой оболочкой 45. В диске предусмотрены два смещенных сверления

46, в которых закреплено по одному электроду 47, заключенному в оболочку из пластмассы 48 и изолированному в электрическом отношении от диска

44. Оба электрода 47, верхние торцовые поверхности котовых находятся .на одном уровне с наружной поверх"

957775

7 ностью диска 44, видны только на фиг. 3. Оба электрода 47 образуют упомянутые выше измерительные участ" ки 9-11 зондов 3-5. В центре диска

44 снизу находится глухое отверстие

49, которое служит в зонде 3 для размещения температурного датчика 6, в зонде 4 для размещения температурного датчика 7 и в зонде 5 для размещения температурного датчика 8. Температурные датчики представляют собой. резисторы, которые изменяют свое электрическое сопротивление в. зависимости от температуры. Соединительные провода электродов 47 и.температурных датчиков 6, 7 и 8 выводятся наружу через отверстие 50 в покрытии 45. Остальное пространство под покрытием

45 заполнено заливочной массой 51.

Зонд 3 включает только измерительный участок, образованный обоими электродами 47, и температурный датчик 6. Зонд 5 снабжен дополнительно нагревателем 52, который расположен в выемке 53 диска 44 зонда 5.,Нагреватель 52 служит для нагрева диска

44 зонда 5 или для, нагрева измерительного участка 11 с тем, чтобы обеспечить таяние снега или льда,лежащего на датчике 11 влажности, или при соответствующих погодных условиях обеспечить просыхание измерительного участка 11 раньше необогреваемого участка 9. Комбинированный зонд

4 включает, вместо нагревателя пластинчатый регулятор 54 температуры, который может, быть выполнен, например в виде так называемого элемента

Пельтье. В зависимости от направления тока, подводимого к регулятору. 54 температуры по соединительным проводам 55, происходит охлаждение верхней .стороны 56 регулятора 54 температуры и нагрев нижней стороны 57 регулятора температуры или наоборот.Нижняя часть 57 регулятора 54 температуры прилегает к металлическому блоку

58,, К верхней стороне 56. регулятора

54 температуры прижат с помощью винта 59 и термоизоляционной пластины 60 металлический проводник 61 тепла.

Часть проводника 61 тепла выступает за пределы регулятора 54 и проникает через вырез 62 в покрытии 45 в нахо-,. дящееся под ним пространство. Указанная часть проводника 61 тепла закреплена с помощью винтов 63 на диске 44 комбинированного зонда 4. Соединительные провода 55 охлаждающего зле;мента 54 пропущены сквозь вырез 62 и

" отверстие 50 в покрытии 45 . К нижней части металлического блока 58 привинчена теплоотводящая пластина 64,кото.рая проходит по всей длине блока зондов. Три зонда 3у 4 и 5, включая регулятор 54 температуры и металличес- кий блок 58, залиты литьевой смолой в виде прямоугольного блока 65, причем нижняя сторона блока 65 покрыта тейлоотводящей пластиной 64. Верхняя торцовая сторона дисков 44 и внешние поверхности электродов 47 расположе" ны эаподлицо с верхней стороной 66 бло5 ка.Комплектный блок зондов встраивается в покрытие полотна шоссе (не показано), причем верхняя сторона 66 находится в однбй плоскости с покрытием. Все лишь частично показанные

10 соединительные провода датчиков 6-8 температуры, электродов 47, нагревательного элемента 52 и охлаждающего элемента 54 залиты в блоке 65 и выводятся из него в виде частично пред15 ставленного только на фиг. 3 кабеля

67 для присоединения к соответствующим входам измерительных усилителей

12-19, как это показано на фиг. 1.

На фиг. 4 представлена в качест2О ве неограничивающего примера действительная,для всех измерительных усилителей 12-16 электрическая схема измерительного усилителя 13, входные зажимы 68 которого соединены с темд5 пературным датчиком 2, который представляет собой термосопротивление.

От стабилизированного источника напряжения, обозначенного -/+, к температурному датчику 2 подается через

3Q два резистора 69 напряжение.. Зависящее от температуры напряжение подается с датчика 2 температуры через первый добавочный резистор 70 на инвертирующий вход операционного усилите-

35 ля 71 и через второй добавочный резистор 72 на неинвертирующий вход операционного усилителя 71. Значения резисторов 69 примерно в десять раз меньше, чем значения добавочных 70 и 72 ° Описанная аиае входная цепь

4О операционного усилителя 71 исключает влияние длины проводов между датчиком 2 температуры-и входными зажимами 68 на возникающее в датчике 2 температуры зависящее от температуры

45 напряжение. Сигнал,,возникающий на выходе операционного усилителя 71, поступает через резистор 73 на неинвертирующий вход операционного усилителя 74. Инвертирующий вход опера5О ционного усилителя 74 соединен через резистор 75 обратной связи с выходом операционного усилителя 74 и через резистор 76 с отводом потенциометра

77. Сигнал с выхода операционного

55 усилителя 74 поступает непосредственно на неинвертирующий вход следующего операционного усилителя 78. Инвертирукищий вход операционного усилителя

78 соединен через переменный резис® тор 79 с выходом операционного усилителя 78, через сопротивление 80 - с корпусом и через включенные последовательно сопротивление 82 и терморезистор 82 — с корпусом. Выход операционного усилителя 78 присоединен к выходному зажиму 83 измерительного

957775

10 усилителя. Если изобразить графически зависимость между напряжением на выходном зажиме 83, которое откладывается по оси абсцисс, и напряжением на входных зажимах 68, которое откладывается по оси ординат, то получится прямая линия. С помощью потенциометра 77 эта прямая может перемещаться параллельно оси абсцисс. Наклон этих прямых может устанавливаться с помощью переменного резистора 79.

Это обеспечивает возможность оптимальной установки рабочей точки измерительного усилителя.

На фиг. 5 изображена электрическая схема одного из измерительных усилителей 17-19, которые определяют, являются ли датчики 9 11 влажности сухими или влажными. Датчик 9 влажности

7 например, входящий в состав зонда 3 и образованный из электродов 47, .соединен с одной стороны с корпусом, а с другой стороны с входным зажимом

84, который в свою очередь непосредственно соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 85. От мультивибратора 86, вырабатывающего на выходе попеременно положительное и отрицательное по отношению к корпусу напряжение, подаются на датчик

9 влажности через второй входной зажим 87 и высокоомный резистор 88 прямоугольные импульсы с переменным знаком. Во влажном состоянии датчик

9 влажности имеет относительно небольшое сопротивление и поступающее 35 на неинвертирующий вход операционного усилителя 85 напряжение мало. В сухом состоянии датчик 9 влажности лмеет высокое сопротивление и поступающее на неинвертирующий вход опера- 40 ционного усилителя 85 энакопеременное напряжение велико. Для ограничения этого входного напряжения предусмотрен узел иэ двух включенных навстречу друг другу диодов 89 Зенера.Ин- 45 вертирующий вход операционного усилителя 85 соединен с его выходом, благодаря чему операционный усилитель

85 работает как обычная усилительная ступень. На выходе операционного усилителя 85 получается в соответствии со знакопеременным входным напряжением энакопеременное выходное напряжение, величина которого зависит от то".о, находится датчик 9 влажности в ." сухом или влажном состоянии. Возникающие на выходе операционного усилителя 85 положительные прямоугольные импульсы поступают через диод 90 и резистор 91 на неинвертирующий вход следующего операционного усилителя

92. Возникающее на выходе операционного усилителя 92 положительное напряжение заряжает конденсатор 93.

Возникающие на выходе операционного усилителя 85 отрицательные прямо- 65 угсльные импульсы поступают через диод 94 и резистор 95 на инвертирующий вход операционного усилителя 92, на выходе которого вырабатывается также положительное напряжение, заряжающее конденсатор 93. Операционный усилитель 93 и диоды 90 и 94 .действуют в качестве двухполупериодных выпрямителей по отношению к возникающим на выходе операционного усилителя 85 прямоугольным импульсам, благодаря чему присоединенный к выходу операционного усилителя 92 конденса,тор 93 .заряжается до высокого напряЖения, когда датчик 9 влажности находится в сухом состоянии, и до небольшого напряжения, когда датчик 9 влажности находится во влажном состоянии. Через фильтрующее звено,состоящее иэ резистора 96 и конденсатора 97, постоянное напряжение, зави-сящее от состояния датчика 9 влажности, поступает через резистор 98 на неинвертирующий вход включенного как усилитель постоянного тока, операционного усилителя 99, выход которого соединен с выходным зажимом 100 представленного на фиг. 5 измерительного усилителя

Мультивибратор 86 служит для питания контуров датчиков 9-11 влажности всех трех измерительных усилителей

17-19. Попеременное питание датчиков 9-11 влажности положительными или отрицательными прямоугольными импульсами препятствует образованию корки на измерительном участке,так как исключает воэможность появления электролиза.

Выполнение восьми компараторов

29-36 не рассматривается подробно,так как подобные узлы известны. Например, они могут представить собой oneрационный усилитель, на неинвертирующий вход которого поступает опорное напряжение и к неинвертирующему входу прикладывается напряжение срав-. нения. На выходе операционного усилителя возникает сигнал превышения предельного значения, если напряжение сравнения превышает опорное напряжение. Опорное напряжение для компараторов 29, 31 и 32 может быть установлено с помощью потенциометра 101.

Опорные напряжения для компараторав

30 и 33 снимаются с потенциометров

102 или 103. Опорное напряжение для компараторов 34-36 вырабатывается в формирователе 104 в зависимости от температуры дорожного полотна,определяемой датчиком 6 температуры в составе зонда 3 (фиг. 1). Тем самым пороговое значение, определяющее срабатывание компараторов 34-36, является плавно изменяющимся.

На фиг. 12 представлена электрическая схема формирователя 104. На фиг. 13 показана зависимость вырабо-.

957775

12 танного опорного напряжения U> от температуры T дорожного полотна (опорное напряжение, возникающее на выходном зажиме 105 формирователя

104). Через входной зажим 106 подводится снимаемый с выхода измерительного усилителя 14 сигнал, зависящий от температуры дорожного полотна. Он поступает через резистор 107 на инвертирующий вход операционного усилителя 108, неинвертирующий вход которого присоединен к корпусу. Выход операционного усилителя 108 соединен через резистор 109 с инвертирующим входом следующего операцйонного усилителя 110, который соединен через резистор 111 обратной связи с выхо. дом операционного усилителя 110, неинвертирующий вход которого присоединен к корпусу. Через регулируемый резистор 112 и включенные последовательно диод 113 и резистор 114 установлена обратная связь между

1 выходом операционного усилителя 108 и его инвертирующим входом. Через резистор 115 на диод 113 подается напряжение смещения, устанавливаемое с помощью регулируемого резистора

116. Смещение диода 113 . установленО таким образом, что диод начинает действовать при входном напряжении на входном зажиме 106, которое соответствует температуре дорожного покрытия приблизительно 3 С. Этому состоянию соответствует, точка 117 кривой 118 на фиг. 13. В точке, соответствующей температуре дорожного покрытия 0 С, 0 диод 113 обладает полнОй проводимостью и выходное напряжение, т.е. .опорное напряжение для компараторов

34-36, продолжает падать по прямой линии по мере понижения температуры.

Из фиг. 1 следует, что второй компаратор 29 соединен с выходом измерительного усилителя 14. Второй компаратор 29 вырабатывае сигнал . превьпаения.предельного значения, если температура дорожного покрытия, определенная датчиком 6 температуры, менее или равна O C. Третий компаратор 30 также присоединен к измерительному усилителю 14 и вырабатывает сигнал превышения предельного значения при понижении температуры дорожного покрытия ниже 4 С. Первый .компаратор 31 присоединен к измерительному усилителю 13 и вырабатывает сигнал превышения предельного значения, если температура воздуха, определяемая датчиком 2 температуры, составляет менее 0 C. Восьмой компаратор

32 соединен с выходом измерительного усилителя 15 и вырабатывает сигнал превышения предельного значения, если определяемая датчиком 7 температуры температура зонда 4 составляет менее 0 С. Существенно, что восьмой компаратор 32 обладает гистерезисным свойством. Например, он вырабатывает сигнал превышения предельного значения, если температура зонда 4 понижается до -1 С..Сигнал превыше6 ния предельного значения исчезает лишь при повышении температуры зонда

4 до +1 С. Четвертый компаратор 33 соединен с измерительным усилителем

16 и вырабатывает сигнал превышения

10 предельного значения, если температура зонда 5, определяемая датчиком

8 температуры, составляет менее O C.

Каждый из компараторов 34-36 вырабатывает сигнал превышения предельно15 го значения, если датчики 9-11 влажности находятся в сухом состоянии.

На выходе компараторов 34-36 появляется сигнал ухода ниже предельного значения, если поступающие от изме2 рительных усилителей 17-19 значения напряжения меньше плавно изменяющего порогового значения, -рассмотренного вьые со ссылкой на .фиг. 13.

В блоке 119 управления регулятором температуры вводятся выходные сигналы измерительных усилителей 14 и 15 для определения разности между температурой дорожного полотна, определенной с помощью датчика 6 температуры, и температурой охлаждаемого зонда

4, определенной с помощью датчика 7 температуры. К выходу блока 119 управления регулятором температур присоединена двухпроводная линия 120, по которой к регулятору 54 температуЗ5 ры s зонде 4 подается через управляемый ключ 121 питающий ток в зависимости от названной разности температур. Электрическая схема блока 119 управления регулятором температур

40 более подробно представлена на фиг- 6 ° Через входные зажимы 122 подводятся сигналы, вырабатываемые измерительными усилителями 14 или 15 и поступают через резисторы 123 и 124

4g на инвертирующий или неинвертирующий вход операционного усилителя 125.

На выходе операционного усилителя

125 вырабатывается напряжение, пропорциональное названной разности температур, которое подается через резистор 126 на инвертирующий вход действующего как компаратор операционного усилителя 127. Через переключатель 128, другой входной зажим 129 и РезистоР 130 на дРугой вход операционного усилителя 127 подается опорное напряжение, устанавливаемое с помощью потенциометра 131,; эа счет чего может быть установлена упомянутая выше температура. Когда поступающее от операционного усилителя 125,,выходное напряжение не достигает значения опорного напряжения, операционный усилитель 125 вырабатывает положительный выходной сигнал, постуЫ пающий на базу транзистора 132. Ког13

957775 да переключатель 128 находится в не показанном положении, через соедини- . тельный зажим 133 может подводиться извне опорное напряжение, за счет этого обеспечивается возможность такого управления названной разностью 5 температур, что в результате получается постоянство времени предупреждения. Транзистор 132 может управлять переключающим транзистором 134, когда ко входному зажиму 135 подво- 10 дится по линии 136 положительный сиг нал от элемента И 39 (фиг. 1). Участок коллектор-эмиттер переключающего транзистора 134 включен между одним из двух выходных зажимов 137 и корпусом, в то время как .другой выходной зажим присоединен к положительному полюсу. источника напряжения (не показан). Задачей описанного выше блока 119 управления является обеспечение установленной разности между температурой дорожного покрытия и температурой зонда 4, когда температура дорожного покрытия опускается ниже 4 С.

Электрическая схема переключателя

121 направления тока представлена на фиг. 11. Он имеет два входных зажима 137 и два выходных зажима 138.

К последним присоединен регулятор

54 температуры зонда 4, в то время как входные зажимы соединены двухпроводной линией 120 с выходными зажимами 137 (фиг. 6) блока 119 управления, выходные зажимы 138 соединены через переключающие контакты 139 реле 140 с входными .зажимами 137. В притянутом состоянии реле 140 направление тока через регулятор 54 температуры имеет обратный знак, так что регулятор 54 температуры нагревает 40 комбинированный зонд 4. Реле 140 срабатывает при подаче через входной зажим 141 и резистор 142 положительного напряжения на базу транзистора

143. Это напряжение поступает от сиг- 45

1 нализатора 38, который вырабатывает сигнал превышения предельного значения, когда выполнены условия, определяющие необходимость нагрева зонда 4, который в нормальных условиях охлаждается. Названный сигнал подводится к переключателю 121 по линии 144.

Электрическая схема упомянутого ранее переключателя 42, который управляет переключателем 121, представлена 5 на фиг. 8. Она имеет четыре входных зажима 145-148, а также первый выход ной зажим 149, который соединен линией 144 с.переключателем 121, и второй выходной зажим 150, который соединен линией 151 с одним из входов элемента И 39 для инициирования блока

119 управления и соединен с входным зажимом сигнализатора 38 для выработки сигнала, если дорожное покрытие обледенело, что ийдицируется лампой

152. Сигнализатор 38 имеет логический элемент HE-И 153 с четырьмя входами и триггер, состоящий из двух элементов НЕ-И 154 и 155. Выход элемента НЕИ. 153 соединен с устанавливающим входом триггера. Один выход триггера соединен с выходным зажимом 149, а другой выход — с выходным зажимом 150.

На входной зажим 145 подается по линии 156 выходной сигнал компаратора

34, если датчик 11 влажности зонда 5 находится в сухом состоянии (фиг. 1).

Этот сигнал поступает через защитный резистор 157 и инвертор 158 на первый вход элемента HE-И 153. На другой вход элемента HE-И 153 поступает по линии

159 через входной зажим 146 выходной сигнал компаратора 36. Этот сигнал . возникает., если датчик 10 влажности зонда 4 находится в сухом состоянии.

Выходной сигнал компаратора 35 подается по. линии 160 через входной зажим

147 на третий вход элемента НЕ-И 153, если датчик 9 влажности находится в сухом состоянии. Четвертйй вход элемента HE-И 153 соединен с входом возврата в исходное положение названного выше триггера. На оба эти входа поступает по линии 161 через входной зажим 148 сигнал от компаратора 32, если температура, измеренная температурным датчиком 7 в комбинированном зонде 4, составляет менее 0 C. Переключатель 42 режима работы согласно фиг. 8 вырабатывает на своем выходе

150 сигнал превышения предельного значения в течение периода, пока температура зонда 4 превышает 0 С, независимо от того, какие сигналы подаются на остальные входные зажимы

145-147. С другой стороны, сигнализатор 33 вырабатывает на своем выходном зажиме 149 сигнал превышения предельного значения, если сигнал превышения предельного значения подается на выходной зажим 145, т.е. если датчик 11 влажности подогреваемого зонда 5 находится в сухом состоянии, а на другие входные зажимы 146-148 подается по одному сигналу ухода ниже предельного значения, т.е. если датчик 10 влажности охлаждаемого зонда 4 и датчик 9 влажности зонда 3 находятся во влажном состоянии и температура охлаждаемого зонда 4 пре вышает 0 С.

Электрическая схема сигналиэатора 40 представлена на фиг. 7 ° Она охватывает три входных зажима 162164, а также выходной зажим 165, который присоединен с помощью линии

166 к нагревателю 52 нагреваемого зонда 5 (фиг. 1). Входные зажимы 162 и 163 присоединены соответственно через защитные резисторы 167 и 168 к обоим входам элемента НЕ-ИЛИ 169, выход которого соединен через инвертор 170 с первым входом элемента И

171. Выход элемента И 171 присоединен к выходному зажиму 165. Входной зажим 164 соединен через защитный резистор 172 со вторым входом.элемента И 171, а через конденсатор 173 со входом 174 временного элемента

175. выход временного .элемента соединфФчереэ инвертор 176 с третьим входом элемента И 171. На входной зажим 164 оигнализатора 40 подается по линии 177 выходной сигнал компаратора 33, если температура нагреваемого зонда 5 меньше О С. Этот сигнал превышения предельного значения поступает на второй вход элемента И

171, а в начале этого сигнала превышения предельного значения короткий импульс поступает через конденсатор

173 на вход 164 временного элемента, который вырабатывает после этого на своем выходе в течение устанавливаемого времени от 5 до 20 мин сигнал ухода ниже предельного значения, который- инвертируется в инверторе

176 и иодается на третий вход элемента И 171. На входной зажим 162 поступает по южнии 178 от компаратора 29 с@гнал превыаения предельного значенйя, если температура дорожного по-. крытия определяемая с помощью датчщ<ж 6 температуры в зонде 3, падает ниже 0 С. На входной зажим 163 подается.:по линии 179 от компаратора 31 сигйал превышения предельного значе-.ния, если температура воздуха, определяемая датчиком 2 температуры воздуха, составляет менее 0 С. Оба сигнала превйшения предельного значения поступают на входы элемента НЕИЛИ 169, к которому присоединен инвертор 170, следствием чего является появление сигнала превышения предельного значения на первом входе элемента И 171, если температура дорожного покрытия, или температура воздуха, или обе температуры составляют менее 0 С..Третий сигнализатор

40 подает энергию на .нагреватель 52 зонда 5 в течение устанавливаемого во временном элементе 175 времени, если температура дорожного покрытия или температура воздуха, или обе температуры составляют менее 0 С, а температура нагреваемого зонда 5 падает ниже 0 C. Как .только температура зонда 5 достигает благодаря нагреву величины, превышающей 0 С, подвод энергии к нагревателю 52 прекращается в том числе и тогда, когда устанавливаемое во временном элементе

;175 время еще не вышло.

Первый сигналиэатор 37 служит для индикации влажного или сухого состояния дорожного покрытия. Электрическая схема этого сигнализатора представлена на фиг. 9. Она включает четыре входных зажима 180-183, а также выходной зажим 184, к которому присоединена индикаторная лампочка 185, загорающаяся, если дорожное покрытие находится во влажном или.мокром состоянии. Сигнализатор 37 включает три элемента И 186-188, а также образованный из двух эЛементов НЕ-ИЛИ

189 и 190 триггер, выход которого соединен с выходным зажимом 184.Вы.ходы элементов И 186 и 187 присоединены каждый к одному входу элемента ИЛИ 191, выход которого соединен в свою очередь с устанавливающим входом укаэанного триггера. Выход элеMeHT) И 188 соединен непосредственно .с входом возврата в исходное положение триггера, Об входных зажима

180 и 181 соединены, с одной стороны, непосредственно с двумя. выходами элемента И 186 или 187, а с другой сто20 роны, каждый через инвертор 192 или

193 с обоими входами элемента И 188.

Выход элемента И 188 соединен с входом возврата в исходное положение названного выше триггера. Входной

25 зажим 180 соединен линией 156 с компаратором 34 и получает сигнал превышения предельного значения, если датчик 11 влажности нагреваемого комбинированного зонда 5 находится в суЗО хом состоянии. Входной зажим 181 соединен линией 159 с компаратором 36 и получает сигнал превышения предельного значения, если датчик 10 влажности охлаждаемого зонда 4 находится в сухом состоянии. На входной зажим

182 поступает по линии 178 вырабатываемый компаратором 29 сигнал превыщения предельного значения, если температура дорожного покрытия падает

4О до значения ниже 0 С. Этот сигнал поступает непосредственно на один из входов И 187 и через инвертор 194 на третий вход элемента И 186 . В соответствии с этим названный триггер устанавливается через элемент И 186

45 и элемент ИЛИ 191, если датчики 10 и

11 влажности находятся в сухом состоянии и температура дорожного покрытия составляет более 0 С, причем в ,установленном состоянии триггер не

50 вырабатывает выходного сигнала. Когда же датчики 10 и 11 влажности находятся во влажном или мокром состоянии, триггер возвращается в исходное состояние через инверторы 192 и

55 193 и элемент И 188, причем на выходном зажиме 184 появляется сигнал превышения предельного значения.

Входной зажим 183 соединен линией

166 с выходным зажимом 165 третьего сигнализатора 37 и получает сигнал превышения предельного значения,когда