Устройство для измерения скорости движения воздуха

(19) 5 6 01 Р 13 У С ТЕЛЬСТВ К АВТОР ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗО(71) Днепропетровский горньй институт им.Артема и Днепропетровский завод шахтнойавтоматики(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА(57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для автоматического дистанционного контроляскорости движения и расхода воздуха в горных выработках шахт, в том числе опасных 1679392 А по газу и пыли. Целью изобретения является повышение достоверности измерения скорости движения потоку воздуха. При движении потока воздуха на выходах формирователя 2 и усилителя-формирователя 4 появляются прямоугольные импульсы, частота которых пропорциональна скорости потока, а скважность зависит только от направления его движения. Скорость потока фиксируется с помощью регистратора 5, на вход которого через преобразователь частота - напряжение 6 поступают импульсы с усилителя-формирователя 4, В случае неисправности тахометрического датчика 1 или помех в линии связи 3 скважность сигнала скорости меняется, что фиксируется цифровым блоком контроля 8 и индикатором неисправности 9, 1 з.п, ф-лы; 1 ил,ного счетчика 14. Выход триггера 15 подключен к индикатору 9 неисправности.Устройство работает следующим обра зом. 55При вращении крыльчатки тахометрического датчика 1 на выходах формирователя 2 и усилителя-формирователя 4 присутствуют прямоугольные импульсы, частота которых пропорциональна скорости Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для автоматического дистанционного контроля скорости движения и расхода воздуха в горных выработках шахт, в том числе опасных по газу и пыли.Целью изобретения является повышение достоверности измерения скорости движения воздуха за счет контроля стабильности скважности частотного сигнала, пропорционального скорости движения воздуха,На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит подключенные последовательно тахометрический датчик 1 скоростного сигнала, формирователь 2 сигнала датчика, линию 3 связи, усилитель- формирователь 4, преобразователь 5 частота - напряжение, регистратор 6, а также подключенный к выходу усилителя-формирователя 4 определитель 7 направления движения, блок 8 контроля и индикатор 9 неисправности. К выходу преобразователя 5 частота - напряжение подключен высокочастотный преобразователь 10 напряжение - частота. Выход преобразователя 10 подключен к входу делителя 11 частоты, а также к первому входу первого элемента 2 - ЗИИЛИ 12 и четвертому входу второго элемента 2 - ЗИ - ИЛИ 13, Делитель 11 частоты подключен к четвертому входу элемента 12 и первому входу элемента 13. Вторые и пятые входы элементов 12 и 13 подключены квыходу усилителя-формирователя 4, а их третьи и шестые входы - к выходу определителя 7 направления движения. Суммирующий вход реверсивного счетчика 14 подключен к выходу первого элемента 12, а вычитающий - к выходу второго элемента13. К выходу усилителя-формирователя 4 подключены С-вход триггера 15 и последовательно соединенные элемент 16 задержки и одновибратор 17, выход которого соединен с В-входом реверсивного счетчика14. Выходы старших разрядов счетчика 14 подключены к элементам ИЛИ 18 и И - НЕ 19, выходы которых через элемент 2-2 И - ИЛИ 20 подключены к О-входу триггера 15. Второй и третий входы элемента 20 подключены к выходу старшего разряда реверсив 5 10 15 20 25 304050 воздуха, а скважность зависит от направления вращения крыльчатки, При нормальной работе измерителя и неизменном направлении воздушного потока отношение длительности импульса Ти к длительности паузы Тп сохраняется постоянной для любой частоты вращения крыльчатки и отличной от единицыТппрПри обратном направлении вращения крыльчатки отношение длительности паузы к длительности импульса остается равным той же величинеТпобрТиобрТаким образом, скважность импульсов может принимать только два значения, отличных от 2, что используется в качестве признака для определения направления движения воздушного потока в блоке 7.На выходе высокочастотного преобразователя 10 напряжение - частота формируется частотный сигнал, пропорциональный скорости вращения крыльчатки, но существенно большей частоты, чем частота сигнала тахометрического датчика, При появлении импульса на выходе усилителя-формирователя 4 через элемент 16 задержки и одно- вибратор 17 формируется импульс сброса реверсивного счетчика 14. Частотный сиг-нал с выхода преобразователя 10 поступает на первый вход элемента 2 - ЗИ - ИЛИ 12, на .его второй вход при одном из направлений потока воздуха подан импульсный сигнал "1" с выхода формирователя 4, а на третий - сигнал "1" с выхода определителя 7 направления движения.Таким образом, в течение времени Т, на суммирующий вход реверсивного счетчика поступает частотный сигнал с выхода преоб-. разователя 10, Поокончании импульса на выходе формирователя 4 в течение времени Тп частотный сигнал с выхода делителя 11 проходит через первую группу из объединенных по И входов элемента 2-ЗИ-ИЛИ 13 на вычитающий вход реверсивного счетчика 14.Таким образом, в конце периода следования импульсов,с выхода усилителя-формирователя 4 в реверсивном счетчике 14 ,окажется зафиксированным числой = 1 чТи -- Тп (3)1 чК510 15 20 25 30 35 40 45 где Ь - частота сигнала на выходе преобразователя 7;Ти, Тп - длительность импульса и паузысигнала на выходе усилителя-формирователя 4;К - коэффициент деления делителя 11.В случае, если коэффициент деления делителя 11 выбран равным К = Тп/Т, число вреверсивном счетчике окажется равным нулю,Однако из-за нестабильности скоростивоздуха возможно ускорение или замедление вращения крыльчатки, при этом соотношение Тп/Т может меняться в небольшихпределах, Тем самым, к концу цикла работыв реверсивном счетчике 14 может оставаться либо небольшое отрицательное, либо небольшое положительное число, Поэтомучисло в реверсивном счетчике контролируется по состоянию выходов его старшихразрядов, а нескольких младших остаютсянеподключенными, Если число в реверсивном счетчике 14 положительно и невелико,на контролируемых выходах присутствуютсигналы "0". Нулевой сигнал с выхода элемента ИЛИ 18 при этом проходит на О-входтриггера 15 через элемент 2 - 2 И - ИЛИ 20.Аналогично, если в счетчике присутствуетнебольшое отрицательное число, нулевойсигнал с выхода элемента И - НЕ 19 проходит на О-вход триггера 15.Тактирование триггера 15 производится по фронту импульсов с выхода усилителяформирователя 4 в момент окончания циклаработы реверсивного счетчика 14. Если приэтом на О-входе триггера 15 присутствуетсигнал "0", что соответствует нормальнойскважности импульсов от тахометрическогопреобразователя, на его выходе также существует сигнал "0" и индикатор 9 неисправности не срабатывает. Если же кмоменту окончания цикла работы в реверсивном счетчике 14 оказывается зафиксированным число, большее. допустимого,запоминающее. его старшие разряды, сигнал "1" поступает на О-вход триггера 15 ивызывает срабатывание индикатора 9 неисправности. При обратном движении потокавоздуха работа устройства аналогична описанной. 5При различных повреждениях в электронной схеме измерителя возможно либоотсутствие частотного выходного сигнала,что может быть определено по регистратору6, либо появление в линии связи помехи 5промышленной частоты. В случае повреждения крыльчатки тахометрического преобразователя (например, отрыв лопасти) скважность импульсов становится непостоянной, что также фиксируется в устройстве.Формула изобретения 1. Устройство для измерения скорости движения воздуха, содержащее последовательно соединенные тахометрический датчик скоростного сигнала, формирователь сигнала датчика, линию связи, усилитель- формирователь, преобразователь частота - напряжение, регистратор, а также подключенный к усилителю-формирователю определитель направления движения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений, дополнительно содержит последовательно соединенныеблок контроля и индикатор неисправности, причем первый вход блока контроля подключен к выходу преобразователя частота- напряжение, а второй и третий входы блокаконтроля соединены соответственно с входом и выходом определителя направления движения.2, Устройство по и. 1, отл и ча ю щее с я тем, что блок контроля содержит высокочастотный преобразователь напряжение- частота, вход которого является первым входом блока контроля, делитель частоты, первый и второй элементы 2 - ЗИ - ИЛИ, реверсивный счетчик, триггер, элемент задержки, одновибратор, многовходовой элемент И - НЕ, многовходовой элемент ИЛИ, элемент 2 - 2 И - ИЛИ, вход делителя частоты соединен с выходом высокочастотного преобразователя напряжение-частота и с первым и четвертым входами соответственно первого и второго элементов 2 - ЗИ - ИЛИ,вторые и пятые входы которых соединены с входом элемента задержки, первым входомтриггера и вторым входом блока контроля,третий и шестой входы элементов 2 - ЗИИЛИ соединены с третьим входом блока контроля, выход делителя частоты подсоединен к четвертому и первому входам соответственно первого и второго элементов 2 - ЗИ - ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, входсброса которого через одновибратор связан с выходом элемента задержки, выход старшего разряда реверсивного счетчика соединен с вторым и третьим входами элемента2 - 2 И - ИЛИ, первый и четвертый входы которого соответственно через схемы ИЛИ и ИНЕ связаны с другими выходами старшихразрядов реверсивного счетчика, выход элемента 2 - 2 И - ИЛИ соединен с вторым входом триггера, выход которого является выходом блока контроля.