Устройство для сигнализации

СООЗ ССРЕТСКИХСО ИА 1 ИСТИЧЕСКИХРЕСГУВЛИК 5)5 6 08 В 17/10 ГОСДАРСТБЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Харьковский институт радУозлектроники им,акад. М, К, Янгеля(56) Авторское свидетельство СССР М. 1196929, кл. С 08 В 17/10, 1984,Авторское свидетельство СССР Г, 1417018 кл Я, 08 В 1710 1986(54) УСТРОЙСТВО ДЛ-: СИГНАЛИЗАЦИИ 57) Изобретение относится к автоматике, ИЗМЕРЛТЕЛЬНОЙ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОй ТЕХНИКЕ И служит для сбнаружения и анализа критических концентоации Горочих и Взрывоопасных газов (ГВГ), Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Устройство работает в режумах установки нуля, установки нижнего концентрационного предела распоостранения пламени (НКПР) и измерения, Отработ,а первого режима производится в атмосфере инертного газа, подаваемого в камеру датчи,а из поьерочного баллона,Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике, в частности к автоматическим системам для сбнаружения и анализа довзрывоопасных концентраций горючих газообразных веществ и их смесей, и может быть использогано в системах контроля, например, при созданли системы мониторинга окружающей среды, автоматической системы безопасности, контроля и упоавления морских второго - при ГВГ, характерном для контролируемой.среды, концентрация которого соответствует НКПР. поступающем в камеру из поверочного баллона. Определенные в первых двух режимах значения нулевого оазбаланса детектора в НКПР хранятся в блоке оперативной памяти, В режиме измерения в операционном цикле накопительного газоотбора ГВГ с помощью насосов отбирается пробозаборными камерами и накапливается с представительностью пробы по числу пробозаборных камер и датчика, определечие текущей концентрации "которого для соответствующей камеры осуществляется детектором после формирования ГазовОГО тракта ГазОВым переключателем и с учетом данных блока оперативной памяти, результат сравнения которых с измеренным значением выдается нэ сигнальный Выход устрой;хва, В Операционном цикле прямОГО ГазОотбОрд накапливанич ГВГ в пробозаборных камерах и подготовительной камере датчика не производится. Работа устройсва управляется синхрогенератором, 2 ил,стационарных платформ и плавучих буровьх установок континентального шельфа,Цель изобретения - расширение функ циональных возможностей устройства,На фиг.1 изображена функциональная схема устройства для сигнализации; на фиг.2 - временная диаграмма работы синхрогенератора,Устройство содержит (фиг,1) датчик, выполненный в виде камеры 1 и подготови 1756915тельной камеры 2, и детектор 3, установленный в камере 1,Устройство содержит также прбозаб. рные камеры 4, причем порготови ельнаякамера 2 имеет насос 5, фильтр 6 нижней 5частоты, блок 7 выборки-хранения, аналсгоцлфровой преобразователь АЦП) 8, блок 9вычитания, регистр 10, первый 11, второй 12и третий 13 блоки элементов И, блок 14сравнения, блок 15 оперативной памяти, а 10также газовый переключатель 16, первый 17и второй 18 поверочные баллоны, Камера 1имеет выходной клапан 19.ПодГотовительная камера 2 датчикаимеет входной 20 и -ыхадиой 21 клапаны, 15каждая пробозаборная .(амера оборудованавходньм 22 и выходным 23 клапанами,На фиг.1 также обозначены пусковойвход 25 синхрогенератора 24 и его вход "Калибровка" 26, режимный 27 и сигнальный 28 20входы, выход 29 управления камерой датчика, адресные выходы 30, первый выход 31разрешения считывания и передачи данных, первый выход 32 управления поверочным баллоном, второй выход 33 25разрешения считывания и передачи данных, первый выход 34 разрешния записи,выходы 35 управления пробозабсрными иподготовительной камерами, выходы 36 управления выходными клапанами прсбазабарных и подготовительной камер, выход 37управления блоком выборки-хранения, выход 38 запуска преобразователя, второй Вы:(од 39 управления поверочным баллонам,второй выход 40 разрешения записи, а также сигнальный выход 41 устройства,Устройство для сигнализации работаетследуащим образом,Перед его работой произворится начальная установка элементов и узлов, в частности очистка содержимого блокаоперативной памяти, сброс всех регистрови счетчика в синхрогенераторе, причем исХОДНОЕ СОСТОЯНИЕ СЧЕтЧИКа СООТВЕТСТВУЕТпервому адресу первой прсбозаборной камеры. Детектор 3 датчика находится в пределах допуска работоспособности.Далее устройство работает непрерывнов режимах установки нуля, установки нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР) и измерения,причем установка нуля и установка НКПРвыполняются последовательно и запускаются подачей сигнала "Калибровка" по входу 26 синхрогенератора 24, временная 55диаграмма работы которого приведена нафиг,2, При отсутствии сигнала "Калибровка"работа проходит в режиме измерения,В режиме установки нуля устройствоработает следующим образом,Сигнал с выхода 32 синхрогенератора 24 открывает управляемый вентиль первого поверочного баллона 17 с лнертным газом. Аналогичный сигнал с выхода 29 синхрогенератора открывает управляющий вход 19 камеры 1 датчика, и инертный газ поступает в камеру 1 через пробоотборник, пад давлением вытесняя газовоздушную среду, оставшу;сся в ней от предыдущих циклов измерения, После ачлстки и заполнения камерь 1 датчика сигнал с выхода 29 синхрогенератора снимается л управляющил вход камеры закрывается,Измеренное значение нулевого разбаланса детектора 3 датчика поступает на фильта 6 ни 1(ней частоты, сглаживающий шумовые вь Сока (астотные составлясщие, с выхода которого подается на информационный вход блока 7 выборки-хранения, в котором по сигналу с Вь,хода 37 синхрсгенератсра 24 произ:. 1 дится мгновенное временнагс квантование и запоминается выборка на время полного цикла аналого-цифровога преобразования, Единичный сигнал с выхода 32 синхоогенератора 24 снимается и управляемый вентиль поверочного баллона 17 закрывается. Процесс преобразования АЦП 8 В цифровую форму значенля нулевого разбаланса детекторе 3 разрешается с выхода 38 синхрогенератсра 24., послс завершения которого поступление на сигнальныл вход 28 синхрагенеоатора сигнала с выхода признака конца преобразования АЦП 8 свидетельствует о завершении преобразования, Поскольку вторые входы блока 9 вычитания обнулены, цифровой код сигнала проходит блок 9 без изм нения и хранится регистсав 10,Адрес первой ячелки в блоке 15 оперативной памяти инициирован с выхода 30 синхрогенеоатора 24, поступление ериничнога сигнала с выхода 34 которого разрешает пс вхоДам сиГнала Данных запись В блок 15 с первого по восьмой биты с регистра 10 кода измеренного значения нулевогс разбаланса детектора 3, Циклическое изменение адреса на выходе 30 с чередованием разрешаюшего сигнала на Выходе 34 синхоогене. ратора 24 приводит к заполненио соответстВующих битОВ всех( ячеек блока 13,Б режиме установки НКПР устройство работает следующим образом,Адрес первой ячейки блока 15 оперативной памяти инициирован с выхода 30 синхрогенератара 24, единичный сигнал с выхода 39 которого отыгрывает управляемьнл вентиль второго поверочного баллона 18 с взрывоопасным азам, характерным для данной (ангралируемой сОеды ж концентрация которого соответствует НКПР, Цель режима - установка индивидуальных значений НКПР с учетом техни еских особенностей датчика, например его нулевого разбаланса,С выхода 29 синхрогенератора 24 сигнал открывает управляющий вход 19 камеры 1 датчика. Газ повышенной концентрации уровня НКПР поступает в камеру и под давлением вытесняет инертный газ, оставшийся в ней от предыдущего режима работы устройства, После очистки и заполнения камеры 1 датчика выход 29 обнуляется и управляющий вход 19 камеры датчика закрывается,Измеренное значение отработкй детектором 3 индивидуального уровня НКПР через фильтр 6 нижней частоты и блок 7 выборки-хранения (управляется с выхода 37 синхрогенератора 24) поступает на АЦП 8, преобразуется в цифровую форму и подается на первые входы блока 9 вычитания. К этому времени сигналом с выхода 33 синхрогенераторов 24 разрешается чтение из блока 15 оперативнойпамяти измеренного в предыдущем режиме значения нулевого разбаланса детектора, которое через блок 13 элементов И поступает на вторые входы блока 9 вычитания, Выход ЗЗ синхрогенератора 24 обнуляется и разностный сигнал с выхода блока 9 поступает для хранения в регистр 10, С выхода 40 синхрогенератора 24 единичный сигнал разрешает запись данных с регистра 10 в блок 15 с 9-го по 16-й биты. Циклическое изменение адреса на выходе 30 с чередованием сигнала на выходе 40 синхрогенератора 24 приводит к заполнению соответствующих битов всех ячеек блока 15.В режиме измерения устройство работает следующим образом,Адрес первой ячейки блока 15 оперативной памяти инициирован с выхода 30 синхрогенератора. Отсюда по управляющим входам газовым переключателем 16 подключен магистральный вход первой пробозаборной камеры 4 к магистральному выходу и пробоотборнику камеры 1 датчика, Подключение соответствующего насоса 5 пробозаборной камеры 4 производится либо этим же сигналом с выхода 30 синхрогенератора (на фиг,1 цепи подключения не показаны), либо оператором с пульта управления, С выхода 29 синхрогенератора 24 поступает сигнал, открывающий управляющий вход 19 камеры 1 датчика, после проветривания которол он закрывается, Далее, в зависимости от цепи контроля газовоздущной среды, устройство работает в операционном цикле либо накопительного, либо прямого газоотбора. Вид операционного цикла определяется и устанавливаетсяоператором:В операционном цикле накопительногогазоотбора (управление по входу 27 синхро 5 генератора) синхрогенератор 24 выдаетединичный сигнал на всех разрядах выхоца35, открывающий управляющие входы входного клапана 22 пробозаборных камер 4 иуправляющий вход входного клапана 2010 подготовительной камеры 2 датчика на время поступления одной пробы (порции) газаиз контроллруемойсреды (это время определяется частотой следования импульсов,вырабатываемых генератором импульсов в15 синхрогенераторе). Пробы газа по контролируемым точкам с помощью насосов 5 под. аются в пробозаборные камеры 4 и,соответственно, в подготовительную камеру 2 датчика, после чего управляющие входы20 входных клапанов 22 пробозаборных камер4 и 20 подготовительной камеры 2 датчиказакрываются. С выхода 36 синхрогенератора 24 открывается управляющий вход выходного клапана 23 первой пробозаборной25 камеры 4 на время передачи пробы газа вкамеру 1 датчика,Поскольку газовым переключателем 16выполнено подключение первой пробозаборной камеры 4 через его соответствую 30 щил магистральный вход и магистоальныйвыход к камере 1 датчика, проба газа первойконтролируемой точки из первой пробозаборной камерь 1 4 йоступает в камеры 1 датчика. Детектором 3 определяется35 концентрация анализируемого газа, аналоговое значения которой через фильтр 6 нижней частоты, блок 7 выборки-хранения(управление с выхода 37 синхрогенератора)и АЦП 8 в цифровом коде подается на пер 40 вые входы блока 9 вычитания.К этому времейи код нулевого разбаланса детектора 3 считывается по сигналу свыхода ЗЗ синхрогенератора 24 из первойячейки (биты 1 - 8) блока 15 оперативной па 45 мяти и через блок 13 элементов И поступаетна вторые входы блока 9 вычитания, в котором и роисходит определение нулевой точкиотсчета сигнала по амплитуде, код которойдалее хранится регистром 10, Сброс отрабо 50 танной пробы газа осуществляется с управляющего входа 19 камеры 1 датчика посигналу с выхода 29 синхрогенератора 2 .Затем синхрогенератор 24 с выхода 31 выдает сигнал разрешения считывания из пер 55 вой ячейки (биты 9-16) блока 15оперативной памяти кода индивидуальногоНКПР, поступление которого через блок 12элементов И разрешается на другие входыблока 14 сравнения, на одни входы которогочерез блок 11 элементов И подается коднул;:вой точкиотсчета сиг; зла по амплит - де. В результате сравнения блоком 14 кодов. при их равенстве либо превыше гии ксдом текущей концентрации газа коца индивлдуального НКПР по сигнальному вь;ходу цстройства на внешнее устройство индикацил производится вьдача тревожнсго сигнала, Далее синхрогенератор 24 с выхода 20 выдает адрес следующей пробозаборной камерььПри отборе второй контрольной точки пробы второй пробозаборной камерой 4 согласно описанному для первой) В эту же вторую пробозаборную камеру 4 поступает очередная проба газа., которая, смешиваясь с первой, при ее анализе дает предстаютельность пробы второго уровня, Аналогичным образом накапливается представительность пробы газа и на остальных пробозаборнцх камерах 4 и подготовительной камере 2 датчика, Так происходит только при выполнении первого цикла опроса всех контрольных точек. На втором и последующих циклах представительность пробы концентрации газа устанавливается на постоянном уровне, равном циклу опроса,Прл установке на выходе 30 синхроге". нератора адреса самого датчика его подготовительная камера 2 работает как пробозаборнаЯ кам 8 ра 4, а пемеДача Газо" воздушной смеси В 3 ,еры 1 датчика Осуществляется через открытый Выходной клапан 21, управляемыл логической "1" соответствуощего разряда Выхода Зб синхрогенератора 24.В ОперациОнном цикл 8 прямОГО ГазООГ- бора накапливание проб газа за Весь цлкл Опроса В пробозаборныУ, кам 8 рах 4 и пОДГ 6- товительной камере 2 датчика не пооизвэдится, т,е, управляющие Вхопы их входи:х клапанов 22 (для пробозаборных ;амер 4) и 20 (для подготовительной камеры 2 датчика) Н 8 От(Р Ы ВЭ Ют С Я,Таким сбоазом, предлагаемое устройство, работая В режиме измерения в операциОнном цикле прямоГО ГазООтбора либо выбороно в Операционном цикле наоп- тельного газоотбора, обеспечивает изме 8- ние вида газоотбора не только после полного завершения цикла опроса, но и Внутри цикла, что расширяет функциОнальНЫ 8 ВОЗМОЖНОСТИ УСТРОЙСТВ 3,Формула изобретения Устройство для сигнализации, содержащее датчлк, вцполненньлл в виде камеры с установленным в ней детектором и подгог(, - вительной камеры, управляощиЙ Входкамеры датчика подключен к Выуоц, управления камерой датчика синхрогенератора, адресНЫ 8 ВЫУОДЫ КОТОРОУО ПоД(ЛЮЧВНЫ К ВДРес" 5 10 ф Г;20 2 з - ,г.35 40 50 Э ным входам блока оперативной па,. Лти, анаЛ 01 о-цифровой преобразователь, блок Вычитания, регистр, два блока элементов И, блок сравнения и два поверочных баллона с управляемыми вентилями, выходы регистра подкгночены к вхоцам сигнала данных блока операт. Вной памяти и первым входам элементов И первого блока элементов И, вторые входь 1 элементов И которого и вторые входы элементов И второго блока элементов И пОдключены к первому Выхоцу разреш 8- ния считывания и передачи данных синхроГенерагора, П 8 рвый Выход управл 8 ния повероным баллОном котороГО поцклОчен к управляющему Входу управляемОГО вентиля пеОВОГО пОВВРОчнОГО баллона, Втооой Выход разрешения считывания и передачи данных синхрогенератора подкл очен к перВому входу сч пывания олока оперативной памяти, первый выход разрешения записи синхрогенератор- подклочен к первому входу заплои блсч(а опер;тьной памяти, ВОМОДе первОГО блока элементов И пОДклюцены к Одним Входам блока сравнения, Выход которого является сигнальным выходо; устройства, пус:(Овой вхос 1 синхрогенерато- ОЗ ЯВЛЯЕТСЯ ГГУСКОБЫМ ВХОДОМ УСТООИСТВ 3, Вход Калибров(а синхрОГенератора яэля- ВСЯ ВХОЦОМ "КВЛИРОВКа" У(ТООЙСТВВ ОЛИН из ра;:ядов Выходов управлениЯ пООбоза" оорнь.и и г(дготовительной камерами СИНХРОГВНВРВТОР 3 ПОДКЛочен К ГПРВВЛЯЮ- щему ВКОду входнОГО клапана подГОтовительнсй камеры датчика, подклоченного к ней через насос, подготовительная камера датчика ч 8 р 83 Выходной клапан подключена К КВМЕРО ЦатЧЛКа ДРУГОЙ ОЛЗОЯД ВЦХОЛОВ управления Выходными (лапанами пробо- заборньУ и ПОДГОтовительной кам 8 р сикхр Гене( Ооа подкл 10 чен к правляющему Входу В:(оцного клапана Ватника, с т л и ч аю щ е е с я тем, что., с целью расширения фун;(циснальнцх Во мол(ностей устройства, В НВГО ВВ 8 дены пробОэаборные кам 8 ры, Олок В.,:борки-хпанения, .Взовый переключат" ль и тре,ий бло( элементов И, Выход детекГс ра подлючен к ин(оормационному вход блока Выборки"хранения, Выход управле-:ия блоком Выборки-хранения синхГВОГен 8 ратора подключен к управляющему Входу блока Выбозки-хранения, Выход запуска преооразователя синхпОГен 8 ратора подключен к входу запускв аналого-вифро. Во, о и е(бра ователя Вьхол пои "нака кон ца п 8-;(пазов "чия ко оог г(" пов(лючен к гигнальном со(од линхорге 8031003 выход Олс ка Выбори-хранения подключен к "вал "ч "ВОМВ;очщ "На".О-Ш "ООЙОГО Гпеобраз(,:ателя. цифровой выход когорогс псдкл;,ен к пепвц", входам блока Вычитания, выходы катарога падклачены к входам регистра, ецхады третьего блока элементов И подключены к вторым входам блока вычитанияинформационные выходы блока оперативной памяти подключены к первым 5 входам элементов И второго и третьего блоков элементов И, второй выход управления поверочным баллонам синхрогенератора подключен к управляющему входу управляемого вентиля второго поверочного балла на, адресные выходы синхрогенератора подключенык управляющим входам газавога переключателя, выходные клапаны прабозабарных камер папклачены соответственно к магистральньпвходам газового пе реключателя, выходы управления выходными клапанами пробозабарных и подготовительной камеры синхрогенератора подключены к соответствующим управляащим входам выходных клапанов камер, 20 выходы управления прабазааарными и подготовительной камерами синхрогенератора подключены к соответствующим управляющим входам входных клапанов пробоэабарных камер, подключенных к пробозаборным камерам через насосы, магистральный выход газового переключателя подключен к прабаатборнику камеры датчика, магистральный выход газового переключателя подключен к управляемым вентилям первого и второго поверочных баллонов, режимный вход синхрагенератара является режимным входом устройства, первый выход разрешения считывания и передачи данных синхрогенератара подключены к второму входу считывания блока оперативной памяти, второй выход разрешения записи синхрогенератора соединен с вторым входом разрешения записи блока оперативной памяти, второй выход разрешения считывания и передачи данных синхрогенератара подключен к второму входу третьего блока элементов И, выходы второго блока элементов И соединены с другими входами блока сравнения,1756915 РРвом 03 иереиор иаиоиир,юмдюдд,д РОУД 8 Р.Убб.МОР РОЖОК сЯВИО 3- РЯУи ЯОРОв И.Зозуля1 ор;ентал Корректор А,Ворович ерб Реда твенного комитета по 113035 Москва Ктвенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 роиз Заказ 3090 ВНИИПИ Госуд Составит Техред У зобретениям и Раув.ская наб писноеоткрытилрои Г 1((5