Устройство для многоточечной сигнализации

(19) (И) 1) 6 08 В 2500 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Томский ордена ОктябрьскойРеволюции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институтим. С.И .Кирова(54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ МНОГОТОЧЕЧНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ, содержащее по числу точек контроля одни однотипныедатчики, подключенные к первому вычислителю среднего значения и однимвходам первых вычислителей отклонения сигналов датчиков от среднегозначения, вторые входы которых подключены к выходу вычислителя среднего значения, и. блок индикации,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения чувствительности устройства и достоверности сигнализации,в него введены по числу точек контроля другие однотипные датчики, четыревычислителя среднего значения ивторые вычислители отклонения сигналов датчиков от среднего значения,блоки возведения в квадрат, умножения, извлечения квадратного корняи деления, пять элементов ИЛИ и дваэлемента И, выходы других однотипныхдатчиков подключены к второму вычислителю среднего значения и первымвходам вторых, вычислителей отклонения сигналов датчиков от среднего значения, вторые входы которых под ключены к выходу второго вычислителя среднего значения, выходы первых и вторых вычислителей отклонения сигналов датчиков от среднего значения подключены соответственно к входам первых и вторых блоков возведения в квадрат и входам блоков умножения, выходы блоков возведения в квадрат подключены соответственно к третьему и четвертому вычислителям среднего значения, выходы которых подключены соответственно к входам блоков извлечения квадратного корня, выходы которых подключены соответственно к одним входам первого и второго элеЯ ментов ИЛИ и к одним входам блоков деления, выходы блоков умножения че- / рез пятый вычислитель среднего зна- ф ф чення подключены к второму входу С первого блока деления, выход которого подключен к второму входу второго Сблока деления, выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, третьи входы которых, подключены соответственно к выходам первого и второго вычислителей среднего значения, входы одних и других однотипных датчиков подключены соответственно к входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, выходы которых подключены к блоку индикации и к сдним входам элементов И, другие входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов ИЛИ, а выходы - к входам пятого элемента ИЛИ, выход ксторого ф, псщключен к,блоку индикации.1 07 б 933 10 20 Изобретение относится к технике контроля изделий, веществ, газов и может быть использовано для охранно-пожарной сигнализации.Известно устройство для многоточечной сигнализации, в котором сигналы совокупности однотипных датчиков, размвценных в заданных точках контролируемого объекта, спрашиваются непрерывно или в разделенном времени устройством логической обработки (пороговьм устройством, центральным пультом) . На основании данной процедуры вырабатывается сигнал для запуска световой и звуковой индикации Я .Недостатком данного устройства является невозможность достижения одновременно высоких чувствительности и достоверности обнаружения аварийной ситуация. Чем чувствительнее устройство, тем чаще оно ложно срабатывает, Загрубление чувствительности устройства приводит к резкому ухудшению обнаружительной способности, снижая в некоторых случаях эффективность действия до нуля.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для многоточечной сигнализации, содержащее по числу точек контроля однотипные датчики, подключенные к вычислителю среднего значения сигналов и одним входам вычислителей отклонения сигналов от среднего значения, вторые входы которых подключены к выходу вычисли" теля среднего значения сигналов, вы" ходы вычислителей отклонения сигналов от среднего значения подключены к блоку индикации 2 .В известном устройстве напряжение контролируемых датчиков сравнивается со средним значением напряжений других датчиков, результат сравненияиспользуется для сигнализации, значительно повышается достоверность обнаружения аварийной ситуации и соответственно снижается число ложныхсрабатываний благодаря использованиюсреднего значения электрических сигналов датчиков. Опасность ситуациирастет с ростом среднего значения 50температуры, при этом в среднем значении содержится опосредованная информация о сигналах всех датчиков,благодаря чему вероятность ложнойинформации в среднем гораздо ниже,чем в сигнале отдельного датчика,Логическое взаимоувязывание пороговдействия по каналам среднего значения и отдельных датчиков обеспечиваетдополнительную фильтрацию ложной информации,60 Недостатком известного устройства для многоточечной сигнализации является низкая обнаружительная способность в случае, когда состояние объ-,екта неоднозначно связано с контро-лируемым фактором.Цель изобритения - повышение чувствительности устройства и достоверности сигнализации,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для многоточечной сигнализации, содержащее по числу точек контроля одни однотипные датчикй, подключенные к первому вычислителю среднего значения и одним входом первых вычислителей отклонения сигналов датчиков от среднегозначения, вторые входы которых подключены к выходу вычислителя среднегоо значения и блок индикации, введены по числу точек контроля другие,однотипные датчики, четыре вычислителя среднего значения и вторые вычислители отклонения сигналов датчиков от среднего значения, блокивозведения в квадрат, умножения,извлечения квадратного корня и деления, пять элементов ИЛИ и два элемента И, выходы других однотипныхдатчиков подключены к второму вычис.лителю среднего значения и первымвходам вторых вьиислителей отклонения сигналов датчиков от среднегозначения, вторые входы которых подключены к выходу второго вычислителя среднего значения, выходы первых и вторых вычислителей отклонения сигналов датчиков от среднегозначения подключены соответственнок входам первых и вторых блоковвозведения в квадрат и входам блоков умножения, выходы блоков возведения в квадрат подключены соответственно к третьему и четвертомувычислителям среднего значения, вы=ходы которых подключены соответственно к входам блоков извлеченияквадратного корня, выходы которыхподключены соответственно к однимвходам первого и второго элементов ИЛИ и к одним входам блоков деления, выходы блоков умножения черезпятый вычислитель среднего значенияподключены к второму входу первогоблока деления, выход которого подключен к второму входу второго блока деления, выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, третьи входы которых подключены соответственно квыходам первого и второго вычислителей среднего значения, входы однихи других однотипных датчиков подключены соответственно к входам третье.го и четвертого элементов ИЛИ, выходы которых подключены к блоку индикации и к одним входам элементов И,другие входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов ИЛИ, а выходы - к входам пятого элемента ИЛИ, выход которого подключен к блоку индикации, 1 076933Предлагаемое устройство реагируетйа сигналы датчиков двух типов, т.е.на два фактора, связанных с состоянием объекта. Причем наряду с параметрами непосредственно сигналов датчиков система использует также рядмоментно-статистических характеристик распределения сигналов: среднеезначение (математическое ожидание)сигналов датчиков первого вида (каку прототипа), среднее значение сигна лов датчиков второго вида, рассеяние(среднеквадратическое отклонение)сигналов раздельно датчиков первогои второго вида, корреляцию (коэффициент корреляции) между сигналами 15датчиков первого и второго видов.Использование второго фактора,связанного с заданным состоянием объекта, существенно повышает вероятность достоверного обнаружения этого 20состояния. Если среднее значение сдного фактора подвержено колебаниямза счет изменения параметров .внешних услоний объекта, то маловероятно,чтобы среднее значение другого факто-р 5ра было подвержено таким же колебаниям при этом. Рассеяние каждого изфакторов в нормальных условиях функционирования объекта в большинствеслучаев не может быть большим, Корреляция между факторами, как правило, в нормальных условиях функционирования равна нулю и возникает только тогда, когда появляются отклонения от среднего значения каждого изфакторов, что характерно для случаен,когда развивается интересующее состояние объекта, связанное с даннымифакторами,1На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит по числу точек контроля одни однотипные датчики 1, подключенные к первому вычислителю 2 45 среднего значения и одним входом первых вычислителей 3 отклонения сигналов датчиков от среднего значения, вторые входы которых подключены к выходу вычислителя 3 среднего значения, выходы других однотипных датчиков 4 подключены к второму вычислителю 5 среднего значения и первым входам вторых вычислителей б отклонения сигналов датчиков от среднего значения, вторые входы которых под ключены к выходу второго вычислителя 5 среднего значения, выходы первых 3 и вторых б вычислителей отклонения сигналов датчиков от среднего значения подключены соответственно 60 к входам первых 7 и вторых 8 блоков возведения н квадрат и входам блоков 9 умножения, выходы блоков 7 и 8 возведения в квадрат подключены соответственно к третьему 10 и четвер тому 11 вычислителям среднего значения, выходы которых подключены соответственно к входам блоков 1 2 и 13 извлечения квадратного корня, выходы которых подключены соотнетственно, к одним входам первого 14 и второго 15 элементов ИЛИ и к одним входам блоков 1 6 и 17 деления, выходы блоков 9 умножения через пятый вычислитель 1 8 среднего значения подключены к второму входу первого блока 1 б деления, выход которого подключен к второму входу второго блока 17 деления, выход которого подключен к вторым входам первого 14 и второго 15 элементов ИЛИ, третьи входы которых подключены соответственно к ныходам первого 2 и второго 5 вычислителей среднего значения, выходы одних 1 и других 4 однотипных датчиков подключены соответственно к входам третьего 19 и четвертого 20 элементон ИЛИ, выходы которых подключены к блоку 21 индикации и к одним входам элементов И 22 и 23, другие входы которых подключены соответственно к выходам первого 14 и второго 15 элементов ИЛИ, а выходы - к Входам пятого 24 элемента ИЛИ, выход которого подключен к блоку 21 индикации.Устройство работает следующим образом.Сигналы одних 1 и других 4 однотипных датчиков непрерывно поступают соответственно на.вычислители 2 и 5 среднего значения и на одни входы вычислителей 3 и 6 отклонения сигналов датчиков от среднего значения и элемента ИЛИ 19 и 20, В вычислителях 2 и 5 формируются средние значенияМ=Е Х, М(Ц 1= - 1й.где Х; и у; - сигналы 1 - Х датчиковпервого и второго вида; М (ч ) и М (у ) - . средние значения сигналов датчиков перногои второго вида;и - одинаковые числа датчиков первого и второговида.Средние значения М(Х) и ММу) подаются также на вычислители 3 и 6 отклонения,на выходе которых получаются сигналы х( -М(х), у;-М(у), т.е. отклонения от средних значений. Отклонения Х-М (х), проходя блоки 7 возведения в квадрат преобразуются в сигналы ) к, -М(х), Точно также отклонения ; -М(у) с помощью блоков 8 возводятся н квадрат Ц, -М(у)1 Аналогично блоки 9 умножения перемножают отклонения первого и второго вида. На выходе этих блоков образуются произведенияХ; -М ( Х, -М (У )3Вычислители 11 и 10 осредняют квадраты отклонений( 4 Ч).,Е. .х, -М3 Г 9; .М,(цдВ результате формируются дисперсии сигналов датчиков первого ф (х) и втоО рого,2 (ч) типов, корреляционный момент между этими сигналами К(Х),Сигналы 1) и 0 (и) поступают на входы блоков 12 и 13 извлечения квадратного корня, на выходе которых они преобразуются в среднеквадратические отклонения б ф Ъ(х) б . Й(9) ю характеризующие рассеяние сигналов датчиков соответственно первого и второго видов.Сигнал К(,х, образующийся на ныходе вычислителя 1 8, подан на второй вход блока 16 деления, на первый вход которого подан сигналб(х) с выхода блока 12. На выходе блока 1 б оказывается сформированным промежуточ ный сигнал К(,) )/б(х), который поступает на второй вход блока 17 деления, на первый вход которого приходит сигнал 0 ( с выхода блока 18. На выходе блока 17 получается коэффициент корреляци и -4 (, ) ) = К (,) /б (Х ) б (Ц ), определяющий тесноту взаимосвязи между сигналами датчиков первого и второго видов. Сигналы Ми С , Ми 6) подаются соответственно 35 на элементы ИЛИ 14 и 15, а сигнал К(,у) - на оба эти элемента. Они вырабатывают лОГические сигналы элемент 19 С 1 в,Е х х19 ., о 40элемент 20 СО=,З: , ъ и.+.(Ч)аД+РЧ) Койте, на выходах блоков появляется логический сигнал, если сигналы датчиков 1 первого нида х их среднее значение М(Х) и рассеяние С (К), сиг О налы датчиков 4 второго вида , , их среднее Ми рассеяние, корреляция между сигналами первого и второго вида превысит заданные устав- кИ каналов соответственно датчиков 1 55 первого вида ;о, среднего значенияео и рассеяния о первого вида,датчиков 4 второго ница ц;О , среднего значения е). и рассеяййя ду второго вида, корреляции между сйгналами первого и второго нида Кс.Элементы И 22 и 23 вырабатываютсоответственно сигналы С 7 СХ) С 4,С 20 С 1Сигналы С 1 и С поступают наэлемент ИЛИ 24, который формируетсигнал С, - С +С . Сигналы С 1 х),СО, С 1, поданы на блок 2.1 индикации, причем сигнал С 4 возбуждаетзвуковую индикацию, свидетельствующую о срабатывании системы, а сигналы С и Со вызывают снечение снетоиндикаторов, указывающих номераканалов датчиков первого и второгонида, которые сработали, т.е. местоаварийной опасности контролируемогообъекта.При организации индикации указанным способом уставки мо и хв; должны быть выбраны равными максимальнымзначениям. диапазонов сигналов первогои второго нццов в нормальных условияхфункционаронания объекта, а сигнална срабатывание С 4 системы контроля - определен требуемыми уставкамипо моментно-статистическим критериям фх ф сК с 1Сигналы действия каналов датчиков С), С указывают место объекта, откуда контролируемые факторывыали из нормального диапазона, т.е.место развития интересующего состояния объекта, Сигнал С 4 обнаруживаетаварийную ситуацию,Достоверность обнаружения системой заданного состояния объекта по моментно-статистическим критериям сущестненно ньпде, чем н случае известной системы, реагирующей на заданные пороги сигналов датчиков.еПостроение блоков предлагаемой систеьи на основе современных электронных полупроводниковых элементов не вызывает затруднений. Принципиальные схемы всех блоков выполнены на операционных усилителях, линейных и нелинейных решающих резисторах, полупроводниковых элементах н функции данных резисторов, электронных ключах1076933 ставитель Л.Линецкихред С.Легеза Корректор А,Тяск Редактор Н.Ковале одписное Заказ 753 Филиал ППППатент , г,Ужгород, ул.Проектная,. раж 5 б 9 венного комитета зобретений и отк- 35, Раушская на НИИПИ Государст по делам и 3035, Москва, Ж