Устройство искрозащиты измерительного преобразователя

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт автоматизированных систем управления транспортом газа(56) .Авторское свидетельство СССР Ьф 1056058 кл, С 01 Е 1/Зб, 1980.Авторское свидетельство СССР Ь" 617728, кл, С 01 1 1/36, 197.(57) Изобретение относится к автоматизированным системам управления тех нологическими процессами переработки хранения, транспортирования взрывоопасных вецеств, в частности газа. Цель изобретения - повышение надежности, Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены первый и второй искрозацитные резисторы 10, второй балластный резистор 7, подклю ченный между вторыми входами измерительного преобразователя и преобразователя 5 напряжения. Выходы преобразователя 5 напряжения соединены с выходами 12 шунтирующего элемента, 1 з.п.,Ф-лы, 3 ил.3 41 ЯИзобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами переработки,хранения, транспортирования взрывоопасных веществ, в частности газа ипредназначено для искрозащиты во взрыФоопасных средах цепей с метрологическими характеристиками, например,цепей между термопарой (или цепей с 10термосопротивлениями), расположеннойЬо взрывоопасной среде, и согласующими усилителями, имеющими электрические источники питания и расположенныМи во взрывобезопасной среде. 15Цела изобретения является повыение надежности искрозащиты при соханении метрологических характеристикизмерительно-преобразовательной системы. 20Иа Фиг, 1 приведена схема электриЧеская устройства искрозащиты измерительного преобразователя; на фиг.2ременные диаграммы изменения напряжений при работе устройства в нормальном режиме и .в режиме искрозащиты;на фиг. 3 - примеры конкретной реализации порогового элемента и шунтируюцего элемента,Устройство искрозащиты измеритель- Зоного преобразователя (Фиг. 1) содерЖит пороговый элемент 1, подсоединенный между управляющим входом 2 шунти"рующего элемента 3 и первым выходомпреобразователя тз напрявення, сое.иненного первым входом 6 через балластный резистор, 7 с первым выходом11 измерительного преобразователя 9,искрозащитные резисторы 1 О, подсоединенные между выходными клеммами 11 40устройства и первым и вторым входами6 преобразователя 5 напряжения, второй балластный резистор , подключенный между вторыми входами измерительного преобразователя 5 напряжения, вы ходы 4 которого соединены с выходами12 шунтирующего элемента 3. Выходыустройства подключены к входам измерительного усилителя 13.Устройство искрозащиты измерительного преобразователя работает следующим образом,В нормальных ситуациях термопреобразователь 9 дает на клеммы 8 и 11напряжение низкого уровня (на фиг. 255от момента Тб до момента Т,). Уровень этого напряжения ниже напряжениястабилизации стабилитрона О,т (дляКС 107 Б= 0,78 В), поэтому стабилитрон порогового устройства 1 (Фиг, 1) и тиристор шунтирующего элемента 3 находятся в закрытом состоянии, Температурная нестабильность разности входного сопротивления измерительного усилителя 13 и сопротивления закрытых стабилитрона и тиристора при низких напряжениях мала и не оказывает существенного воздействия на увеличение погрешности измерений системы. Использование измерительного усилителя 13 с больыим коэФФициентом ослабления синФазных сигналов и симметричное (относительно входов измерительного усилителя 13 и измерительного преобразователя 9) подключение резисторов (балластных 7 и искрозащитных 10) облегчает регулировки и улучшает метрологические характеристики измеритель- но-преобразовательной системы.В момент Т, начинается Формирование аварийной ситуации. Допустим, что напряжение питания измерительного уси лителя 13 попадает йа клеммы 11 и в мо-; мент Т достигнет уровня срабатывания стабилитрона 0, (Фиг. 2) . В этон случае стабилитрон порогового устрой" ства 1 пропускает ток на управляющий вход 2 тиристора, шунтирующего элемента 3, Тиристор открывается шунтирует стабилитрон и образует шунтирующую перемычку между входами 6. Напряжение на этой ыунтирующей перемычке равно падению напряжения на открытом тирис-,т торе и составляет доли вольта, Резис" торы 10 ограничивают ток тиристора, Таким образом во взрывоопасную зону с измерительным преобразователем 9 попадает напряжение намного ниже,.чем искроопасное напряжение Ур при любых изменениях возникшего аварийно напряжения Б , Этим обеспечивается искрозацита при разрыве электрических цепей во взрывоопасной зоне и попадании повышенного напряжения в цепи, сввзанные гальванически с цепями во взрывоопасной зоне.Устройство искрозащиты измерительного преобразователя не имеет в своем составе источников электроэнергии и единственным источником искроопасного напряжения могут стать источники питания измерительного усилителя 13 при его аварии, Применение измеритель" ного усилителя 13, имеющего дифференциальные входы, не связанные с общей шиной питания, понижает вероятность попадания Б на клеммы 11, так как5 154139для этого нужны две совпадающие вовремени и различные по характеру неисправности: пробой +У, на первуюклемму 11 и пробой +Б на вторуюпи 5клемму 11. Уже при возникновении одной из таких неисправностей она можетбыть замечена и своевременно блокирована предварительными ступенями защиты (например, медленнодействующейзащитой источника питания усилителяпо превыыению тока потребления нагрузки),0 случае же применения обычногодифференциального усилителя 13 на одном операционном усилителе вероятностьпопадания Б на клеммы 11 выше, такискркак достаточно только одной неисправности - пробоя по питанию на. вход операционного усилителя непосредственно 20не связанный с общей шиной питания,Отсутствие источников электроэнергии в устройстве искрозащиты измерительного преобразователя, во-первых,снижает вероятность аварийного соединения источников электроэнергии с защищаемыми цепями во взрывоопаснойзоне, во-вторых, позволяет разместитьустройство на минимальном расстоянииот взрывоопасной зоны. Такое размещение обеспечивает минимазацию емкостных и индуктивных накопителей искроопасных аварийно-возникающих напряжений, Ероме того, высокое быстродействие тиристора (1) делает скоростьнарастания шунтирующего тока больше,чем скорость нарастания искроопасного тока в индуктивности подводящихпроводов, а быстрота понижения напря 86жения на ыунтирующей перемычке в виде открывающегося тиристора сопоставима с 6 скоростью нарастания напряжения на емкости проводов, подходящих непосредственно к взрывоопасной зоне.Формула изобретения1. Устройство искроэащиты измерительного преобразователя, содержащеепороговый элемент, включенный междууправляющим входом шунтирующего элемента и первым выходом преобразователя напряжения, соединенного первымвходом через первый балластный резистор с клеммой для подключения одногоиз входов измерительного преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности, внего дополнительно введены первый ивторой искрозащитные резисторы, подсоединенные соответственно между выходными клеммами устройства и первыми вторым входами преобразователя напряжения, а также второй балластныйрезистор, подключенный между вторымвходом преобразователя напряжения иклеммой для подсоединения другоговхода измерительного преобразователя,а выходы шунтирующего элемента подключены к соответствующим выходам преобразователя напряжения,2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения, преобразователь напряженияпороговый элемент, шунтирующий элементвыполнены соответственно в виде двухполупериодного диодного выпрямителя,стабилитрона, тиристора.15 Ц 13 У 8 Ьугренкова орректор А.Обруча акто ж 37 ное ри ГКНТ СССР оизводствен Заказ 271 ВНИИПИ Гос оставитель К, Шилаехред Л, Олийньп ственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. М 5 здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,10