Устройство для дистанционного аэрогазового контроля

-- чо гюу,утПйтбнтнсТ 911кн 11 чеснпнб.,Элиаты МБА Союз СоаетскнкСоциалистическихРеспубпик ОП ИСАНИ ИЗОБРЕТЕН И 1 11 223664 Ф Ь Д К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(53 ) УД К 681. .17(088,8) оо делам изабретеиий и открытий(71) Заявитель Восгочньтй научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленностиИзобретение относится к контролю параметров рудничной атмосферы и может быть использовано дпя дистанционного контроля концентрации метана и подаваемого в забой количества воздуха в шахтах, опасных по газу.5Известны системы, совмещающие канал питания переменного тока с каналом дистанционного контроля параметров рудничной атмосферы.1 ОЭти системы состоят иэ диспетчерских пунктов, распределительных устройств и рассредоточенных контролируемых пунктов, связанных с датчиками метана.В данных системах реализован распре 15 делитепьный метод избирания контролируемых объектов. Опрос датчиков и передача информации о содержании газа метана в рудничной атмосфере ведется циклически 111.20Однако дпя забоев, опасных по внезапным выбросам газа метана, системы с циклическим контролем газовой ситуации являются неприемлемыми, поскольку опас 2ная концентраштя 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 сущности к предлагаемому изобретению является система, содержащая феррорезонансный стабилизатор напряжения, к выходу которого через пинию связи подключен датчик метана. По этой же цепи от датчика постоянным током передается дискретный сигнал о предельно допустимой концентрации метана.13 ля разделения переменной и постоянной составпяюшей тока в блоке стабилизатора последовательно с нагрузкой включен конденсатор, параллельно которому подключено промежуточное реле 2.Однако система обладает слеауклпими недостатками: по линии электропитания датчика осуществляется передача только дискретного сигнала о превышении кон3664ф 3 77центрации метана допустимых значений;для питания датчика и передачи аналогового сигнала используется четырехпроводная линияф аналоговый сигнал, передаваемый по отдельной паре проводов, сильноискажается помехами от работающего забойного электрооборудования, и, при вводе его, например в управляющее логическое устройство или ЭВМ, требует допопнительной обработки; при наращиваниилйнии связи требуется подстройка датчиков,цепь изобретения - повышение помехоустойчивости и упрощение схемы эа счетпередачи сигналов контролируемого параметра по линии электропитания датчика.Эта цель достигается тем, что последовательно с феррорезонансным стабилизатором включен стабилизатор переменного тока, а передающее устройство - навыходе линии электропитания последовательно с датчиком, причем коллекторытранзисторов передающего блока включены в цепь переменного тока, эмиттерысоединены друг с другом через резистор,переходы коллектор-эмиттер по обратному току эашунтированы диодами и переходы база-коллектор резисторами, приэтом выход датчика соединен с базамитранзисторов передающего блока, а параллельно входу линии эпектропитания подключен низкочастотный ЙС-фильтр приемного блока.На чертеже представлена принципиальная схема системы аэрогазового контропя,Устройство содержит феррорезонансныйстабилизатор 1, соединенный с линией 2электропитания через стабилизатор 3 переменного тока и разделительный эпемент4. Параллельно входу линии 2 электропитания через резисторы 5 и 6 подключеннизкочастотный КС-фильтр 7 приемногоблока 8,В конце пинии 2 в цепь переменноготока включены последовательно датчик 9метана или воздуха и передающий блок10 на двух транзисторах 11 и 12, Эмиттеры транзисторов соединены между собой через резистор, 13, переходы коллектоэмиттер по обратному току зашунтированы диодами 14 и 15, а переходыбаза-коллектор - резисторами 16 и 17соответственно. Выход датчика 9 соединен с базами транзисторов 11 и 12 передающего блока 10.Система работает следующим образом.Встречно включенные транзисторы 11и 12 передающего устройства работаютна переменном токе поочередно и при от 5 10 15 20 25 30 35 40 45 сутствии входного сигнала представляют дпя него симметричную нагрузку.При появлении газа метана в месте 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 соответствующем 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 амппитуды 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 иди испольэовать для совершенствования выполняемых системой функций, например размножение с гальванической развязкой аналоговых сигнапов дпя ввода их в различные информационные и управляющиесистемы, сосредоточение в одной системенескольких 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 возможность7736 Применение изобретения позволит сок 35рачять число жил кабеля связи до двух,повысить помехоустойчивость системы исократить время при переносе датчика нановое место за счет исключения операциипо подстройке датчика. 5осуществлять обработку принимаемых из линии сигналов низкочастотным йС-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 0 том числе и помеху, в результате чего на выходе фильтра выделяется сигнал постоянного тока, практически не подверженный влиянию помех.При переносе датчика на новое место И длина линии связи изменяется и, следовательно, изменяешься 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 лизатора переменного тока линия связи является нагрузкой симметричной.Включенный последовательно со стабилизаторами разделительный элемент 4 предназначен для исключения влияния раз- з 0 броса параметров элементов стабилизатора переменного тока не симметрию напряжения на входе линии 2 электропитании. 64 6формула изобретенияУстройство для дистанционного аэрогазового контроля, содержащее датчик, передающий блок, пинию электропередачи,разделительный элемент, феррорезонансный стабилизатор и приемный блок, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения помехоустойчивости и упрощения устройства, в него введен стабилизтор переменного тока, а передающий бпоксодержит два транзистора, эмиттеры которых соединены через резистор, параллельно эмиттерно-колл екторным переходомтранзисторов включены диоды, параллельно переходу база-коллектор транзистороввключены резистор точки соединения резисторов и базы каждого из транзисторовчерез переменный резистор подключенык датчику, выход которого и общая точкаколлектора одного из транзисторов резис,.тора и диода подключены соответственнок проводам линии электропитания, которыечерез стабилизатор переменного тока иразделительный элемент подключены кферрорезонанс ному стабилизатору, которыйсоединен с приемным блоком, низкочастотный КС-фильтр которого подключен паралпельно линии электропитания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР% 253443, кл. 6 08 С 19/28,1968.2, Биренберг И, Э. БНИИ экономикии научно-технической информации угольной промышленности, Системн автоматической газовой защиты и телеавтоматичеокого централизованного контроля содержания метана в рудничной атмосфере АМТ-З,М., 1972.Составитель Г, АнТехред И.Асталош Редан Григо рук олков екто аэ 7511/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИИПИ по д 113035, Тираж 682 Подписноеосударственного комитета СССРам изобретений и открытийосква, Ж, Рауаская наб., д. 4