Устройство для сигнализации

(19) 111) 08 В 13/О НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СКОМ вах д негер дов,ниемрасши манаВ.А.КостюхинСуворов еиу 4047161976,33897,1974. вдол вдол нии дного ТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦ ение относится к а нализации, а имени для сигнализации о ространственной а быть использовано троля сейсмической местности и в устр И лы по лител лов з(54) УСТРОЙС (57) Изобрет тической сиг устройствам никновении п ви озкл рма ред лии, и можетсистемах .констановки на б й в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОтнРытияпРи Гннт сссРц.(21) 4677679/24 (22) 11.04.89 (46) 23. 04, 91. Бюл (71) МГТУ им.Н.Э,Б (72) С.С. Николаев Е.Е.Шарамонов и Н (53) 654.9(088.8) (56) Патент США У кл, С 08 В 13/10,Патент США Р 38 кл. С 08 В 13/33,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 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 устройста для сигнализации. ля обнаружения Жакта и места метичности газовых трубопровонаходящихся под большим давлеЦелью изобретения является ение Функциональных возможностройства за счет определения мес действия. Чувствительный элемент щают в грунте на глубине 2030 с рубежа охраны или закрепляют трубопровода, При возникновеформаций в зоне чувствительэлемента электрические сигна-тупают на входы полосовых усий, при этом соотношение сигнависит от места дейормации чувльного элемента. Элемент ИЛИ позволяют определить факт деии чувствительного элемента в не, когда уровни сигналов равил э Устройство для сигнализации содер жит 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 ирезистор 20.Электропроводник 5 выполнен с изоляционным покрытием из полиэтилена,размещен внутри цилиндрической пружины 4 чувствительного элемента 1 иимеет внешний диаметр, составляющий0,6-0,8 диаметра цилиндрической пружины 4.Чувствительный элемент 1 размещают в грунте на глубине 20-30 смвдоль рубежа опасной зоны или закрепляют вдоль трубопровода с помощьюбыстротвердеющего полиуретана.Устройство работает следующим образом.При отсутствии вибраций грунта.нлн трубопровода в зоне чувствительного. элемента 1 на суммирующем и вы"читающем входах блока 10 разности будут примерно равные сигналы, обусловленные шумом самого чувствительногоэлемента 1 и блоков 6-8, при этомсигнал на выходе блока 10 разностипрактически равен нулю,Сигналы на выходах детекторов8 и 9 огибающей меньше потенциаловотпирания элемента ИЛИ 12. При этомна выходе элемента ИЛИ 12 отсутствует сигнал и ключ 13 закрыт, На выходеблока 11 разности сигнал также близок30к нулю. Он, пройдя через преобразо"ватель 15 на ряжен-код, отображается в виде цифры на цифровом индикаторе 16, например, малых разрядов,что сигнализирует об исправности цепей устройства, При этом вследствиеотсутствия сигнала на выходе элемента ИЛИ 12 отсутствует сигнал на единичном выходе триггера 17, и генератор 18 тревоги не включается.40 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 чувствительного элемента 1 у места сое 50 динения его с полосовым усилителем 6 (нулевая точка отсчета) сигнал на суммирующем входе блока 10 разности будет максимальным, а на его вычитающем входе - минимальным, поскольку 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 разностибудет 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,.этом триггер 17 обнуляется.При снятии деформации чувствительного элемента 1 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 4- на 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.При деформации чувствительного элемента 1 в середине срабатывает элемент ИЛИ 12 включаются ключ 13 и генератор 18 тревоги, а цифровой индикатор 16 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 коэффици 5 О Одновременно появляется сигнал на выходе элемента ИЛИ 12, выходным сигналом которого переключается триггер 17 в единичное состояние и включается генератор 18 тревоги.5При 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 элементаРазмещение электропроводника 5 20 внутри цилиндрической пружины 4 обеспечивает контакт цилиндрической пружины 4 с внешним и внутренним (размещенным снаружи электропроводника 5) диэлектриками, а также демпфирова ние цилиндрической пружины 4 электропроводником 5, что обеспечивает более быстрое гашение колебаний цилиндрической пружины 4 при пропадании вибраций грунта. ЗОПоскольку нулевое значение сигнала на выходе блока 10 разности будет и при отсу 7 ствии деформации чувствительного элемента 1, и при деформации его в средней части, то введение элемента ИЛИ 12 и ключа 13 поз 35 воляет отделить факт отсутствия деформации чувствительного элемента 1 от факта деформации чувствительного .элемента 1 в середине. При отсутстствии 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 45 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 изобретенияУстройство для сигнализации, содержащее 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 введены 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 диаметром 0,6-0,8 диаметра полиэтиленовой трубки, внеш- ний диаметр полимера составляет 0,6- 0,8 внутреннего диаметра цилиндрической пружины, один вывод которой соединен через фазосдвигающий резистор с входом первого полосового усилителя, другой вывод пружины подключен к входу второго полосового 6усилителя 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 с1644192 Составитель Л.ЛинецкийТехред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар Редактор Т.Иванова Заказ 1463 Тираж 330 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская 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 источ 5 ника питания, выход ключа - к суммирующему входу второго блока разности, выход которого через преобразователь напряжение-код подключен квходу цифрового индикатора, выходисточника питания соединен черезкнопку сброса с обнуляющим входомтриггера, единичный выход которогоподключен к управляющему входу генератора тревоги.