Устройство для контроля загрязнения атмосферы

Союз СоветскниСоциапнстмческнхРеспубпик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 8 У п 1875425(53) УДК 621. .398(088.8) ио делам изобретений и открытий(71) Заявитель Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. академика С.П. Королева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯАТМОСФЕРЪ Изобретение относится к информационно-иЗмерительной технике и пред. назначено для контроля степени за-грязнения атмосферного воздуха.Известно устройство для контроля параметров окружающей среды, содержащее датчики, логические схемы обработки с коммутатором, блоков управления и регистрации.Однако функциональные возможности10 этого устройства ограничены, так как в схеме обработки информация не фильтруется, а лишь накапливается за оп-ределенные фиксированные промежутки времени. Кроме того, передача лишь15 факта превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) вещества не позволяет в полной мере оценить состояние атмосферы.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для передачи информации о загрязнении окружающей среды, содерЪ жащее в каждом информационном канале последовательно соединенные датчик, аналого-цифровой преобразователь, цифровой фильтр и регистр, выходы всех регистров соединены со входами элемейта ИЛИ, блок управления, канальные выходы которого подключены к управляющим входам регистров, блок идентификации, вход которого подключен к выходу блока управления, блок регистрации, первый вход которого сое динен с выходом блока идентификации, а второй вход соединен с выходом схемы ИЛИ, и блок тревожной сигнализации, включающий счетчик и шифратор порога, вход которого подключен к выходу блока идентификации (,2,Недостатком устройства является большой объем выходной информации, которую получатель должен дополнительно обрабатывать для получения интегральных оценок степени загрязнения окружающей среды.Известны устройства, при помощи которых уровни загрязнения приземного слоя атмосферы по степени их вредного влйяния на самочувствие и здоровье человека можно разделить на четыре зоны: допустимое, вызывающее опасение, опасная и чрезвычайно опасная, при этом для различных веществ кратность превышения ПДК на границах зон различна. Для веществ первого класса эти кратности равны 4,7 и 14, для второго - 4,12 и 38, для третьего - 4,13 и 67, для четвертого - 4,20 и 100. Поэтому для оперативности получения интегральной информации необходимо передавать получателю зону загрязнения, опасность которой определяется уровнем ПДК для рассматриваемого вещества. Однако доставка получателю на ряду с информацией о величине измеряемого параметра информации о номере зоны загрязнения не повышает быстродействия устройстваМЦель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля загрязнения атмосферы, содержащее в какдом информационном канале последовательно соединенные датчик, аналого-цифровой преобразователь, цифровой фильтр и регистр, выходы регистров всех информационных каналов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом регистратора, блок управления, первые и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами регистров информационных каналов и через блок идентификации со вторым входом регистратора, блок сигнализации, включающий счетчик и шифратор пороговых значений, вход которого соединен со вторым входом регистратора, введены в блок сигнализации формирователь кода и шифратор зоны, выход и первый вход которого соединены соответственно с третьим и вторым входами регистратора, входы формирователя кода соединены соответственно, с выходом элемента ИЛИ и выходом шифратора пороговых значений, выход Формирователя кода соединен со входом счетчика, выходы которого соединены со вторыми входами шифратора зоны, кроме того, шифратор зоны выполнен на элементах И, элементе ИЛИ, кодере номера зоны, дешифраторе кратности и дешифраторе классности вещества, вход которого соединен с первым входом шифраторазоны, первый, второй, третий и четвертый выходы дешифратора класспостивещества соединены с объединеннымипервыми входами соответственно первого и второго, третьего и четвертогопятого и шестого, седьмого и восьмого элементов И, выходы элементов Исоединены с соответствующими первымивходами элемента ИЛИ, выход которогочерез кодер номера зоны соединен с выходом шифратора зоны, входы дешифратора кратности соединены со вторымивходами шифратора зоны, один из выходов - со вторым входом элемента ИЛИ,другие выходы - со вторыми входами 5 1 О 15 соответствующих элементов И. На фиг, 1 показана функциональная блок-схема устройства для контроля за Код параметра с выхода элемента ИЛИ 14 поступает в блок 8 сигнализации на вход формирователя 10 и в регистратор 13. На другой вход формирователя 10 поступает код ПДК данного. параметра, формируемь 1 й шифратором 9, поэтому навыходе формирователя 10 формируется число-импульсный код, характеризующий кратность превышения ПДК. Счетчик 11 преобразует число. 50 55 грязнения атмосферы; на фиг, 2 - блокщ схема шифратора зоны.Устройство содержит датчики 1, аналого-циФровые преобразователи 2, цифровые Фильтры 3, регистры 4, состав- .ляющие информационные каналы 5, блок25 6 управления, блок 7 идентификации,блок 8 сигнализации, содержащий шифратор 9 пороговых значений, формирователь 10 кода, включающий счетчик1 1 и шифратор 12 зоны, регистратор 13,ЗО элемент ИЛИ 14,С выхода датчиков 1 снимаетсяэлектрический сигнал, пропорциональ- .ный величине измеряемого параметра загрязнения, Преобразователи 2 преобразуют выходные сигналы соответствующих датчиков 1 в число-импульсный код.Цифровые фильтры 3 производят фильтрацию кода за определенный период времени. Блок 6 управления вырабатывает4 О сигналы считывания для каждого регистра 4 канала 5 и команды управления наблок 7 идентификации. Блок идентификации 7 формирует число-импулжный кодизмеряемого вещества, соответствующий его классу по шкале загрязнения,45т,е,с 1 по 4,в зависимости от номераподключенного канала 5 на вход элемента ИЛИ 14.5 8 импульсный код кратности превышения ПДК в параллельный двоичный, посту. - . пающий на информационные входы шифратора 12 зоны.Шифратор зоны 12 (Фиг. 2) предназначен для формирования кода зоны загрязнения в зависимости от кратности превышения ПДК для рассматриваемого класса вещества и содержит элементы И 15-22, дешифратор 23 классности вещества, элемент ИЛИ 24, кодер 25 номера зоны и дешифратор 26 кратности. Дешифратор 26 кратности преобразует параллельный двоичный код кратности превьппения ПДК, поступающий на его информационные входы со счетчика 11, в десятичный. Выходы кратности "4" "7" "2" "13" "14" "20"1 Э % "38", "67" и "100" дешифратора 26 соответствуют кратностям ПДК, отделяющим зоны загрязнения. Так как эти кратности для различных классов вещества различны, то сигналы с выходов дешифратора 26 поступают на элементы И 15-22, управляемые кодом класса вещества. Код кЛасса вещества, т.е. число импульсов от одного до четырех роступает с блока 7 на вход дешифратора 23,75425 45 параметра поступает на один из входоврегистратора 13, на другой вход которого поступает сигнал с выхода блока7 идентификации, код которого соответствует номеру (классу) параметра, 50информация о котором считывается. Появление этого кода на выходе блока 7идентиФикации обусловлено сигналомуправления с блока б управления, образующегося одновременно с сигналамисчитывания.На блок 8 тревожной сигнализациис вьхода элемента ИЛИ 5 поступает число-импульсный код, соответствующийзначвниям измерения параметров. Этот Дешифратор 23 преобразует числоимпульсный код в десятичный, т,е.Формирует сигналы "1", "2", "3"и"4", открывающие ту или иную паруэлементов И (И 21-22, И 19-20, И 718, или И 15-16). Сигналы с выходовдешифратора 26 проходят через соответствующие элементы И на элементИЛИ 24, с выхода которого поступаютна вход блока 25 кодирования номераэоныЧисло импульсов на выходе элемента ИЛИ 24 соответствует номеру эонызагрязнений. Для четвертой зоны -три импульса, для третьей - два, длявторой -один и для первой зоны -ни одного импульса. Например, длявещества второго класса значения критических кратностей ПДК для зон загрузнения равны 4,12 и 38, Если кратность превьппения ПДК больше 38, то свыхода дешифратора 14 поступят сигналы на элементы И 19, И 16, И 21,И 18, И 20 и И 22,На выход дешифратора 23 поступаютдва импульса и разрешающий уровень,образованный на выходе дешифратора23, откроет элементы И 19, И 20, темсамым разрешая доступ. сигналов ц выходов кратности "12" и "38" дешнфратора 14. Так как выход кратности "4"дещифратора 14 подключен к элементуИЛИ 24 непосредственно, то на еговыходе образуются три импульса (с выхода кратности "4" дешифратора 14,с выхода элементов И 19-20). Есликратность превышения ПДК для второгокласса вещества лежит между "4" и "12",то на выходе элемента ИЛИ 24 появит О ся только один импульс и т.д.Полученное таким образом числоимпульсов кодируется кодером 25, который формирует код номера зоны "00","01", 11 О" или "11" сеответственно 15 для первой, второй, третьей и четвертой зон загрязнения. Код эоны с выхода 25 поступает на третий вход регистратора 13.Регистратор 13 предназначен для щ регистрации измеряемых значений параметров загрязнения (первый вход),для фиксации кода параметра (второйвход) и кода зоны опасного загрязнения (третий вход) на долговременный 25 носитель, например, на перфолентуили на табло оператора.Устройство работает следующим образом.По команде "Начальная установка"(шины команды не показаны) все блокии элементы устройства обнуляются. Свыходов датчиков 1 поступает инфор-мация о величине загрязняющих атмосферу параметрах, которая в преобразователе 2 преобразуется в число-импульсный код и поступает на вход цифрового фильтра 3. После фильтрации врегистры 4 записывается информация,соответствующая значению измеряемого 4 О параметра за некоторый интервал времени. Считывание этой информации осуществляется по сигналам блока 6 управления последовательно по каналам 5 и через элемент ИЛИ 5 код измеряемого5 10 15 20 Формула изобретения 25 код приходит на первый вход блока делителя РО. Одновременно с блока 7идентификации на шифратор 9 пороговых значений блока 8 тревожной сигна,пизации поступает код-идентификаторсамого параметра, определяемый егоклассом (с первого по четвертый), Навыходе шифратора 9 появляется код,соответствующий значению ПДК для данного параметра, который поступает навторой вход формирователя 1 О,Поэтомуна выходе формирователя 10 образуетсячисло-импульсный код, соответствующий кратности превьшения ПДК. Числоимпульсный код кратности поступает насчетчик 11, с выходов которого параллельный код кратности превышения ПДКпоступает на информационные входыдешифратора 14 кратности шифратора13 зоны. В зависимости от величины кратности на части, или на всех выходах дешифратора 14 образуются сигналы, поступающие на соответствующие элементы И 15-22. Одновременно на управляющий вход дешифратора 23 классности поступает код параметра (код класса вещества) с блока 7 идентификации, информация о котором анализировалась в формирователе 10. В зависимости от кода на одном из выходов дешифратора 23 образуется раз 1 ешающий сигнал для какой-либо пары элементов И 15-22, с выхода которых, а также непосредственно с выхода кратности "4" сигналы граничных превьш 1 ений ПДК поступают на элемент ИЛИ 24, с выхода которой число им. пульсов, соответствующих номеру зоны загрязнений, поступает на вход кодера 25 номера зоны. С выхода кодера 25 код номера зоны поступает на третий вход регистратора 13. Так, если кратность превышения ПДК выше значения, соответствующего границе между третьей и четвертой зонами загрязнения, то импульсы на вход элемента ИЛИ 24 поступают с обеих пар элементов И, соответствующих рассматриваемому классу вещества, и с выхода кратности "4" дешифратора 14, поэтому на выходе элемента ИЛИ 24 образуются три импульса, а на выходе кодера 25 код "11", соответствующий четвертой - чрезвычайно опасной зоне загрязнения. Если кратность превышения ПДК ниже четырех, то ни на одном выходе дешифратора 14 не образуется сигнал, на выходе элементов ИЛИ 24 сигналов не будет и на выходе регист 30 35 40 45 50 55 ратора 25 образуется нулевой код "00", соответствующий зоне умеренного, неопасного загрязнения и т.п.Поступающая на вход регистратора 13 информация фиксируется на долговременный носитель типа перфоленты, магнитной ленты, или на табло оператора.Технико-экономическая эффективность заключается в расширении, функциональных возможностей устройства для контроля загрязнения атмосферы и повышении оперативности при получении интегральной информации о зоне загрязнения наряду с информацией о самой величине измеряемого параметра. Получение информации об опасных зонах загрузнения позволяет оперативно воздействовать на процесс загрузнения и своевременно регулировать его, снижая в конечном счете вредное влияние загрязнения на здоровье человека. 1. Устройство для контроля загрязнения атмосферы, содержащее в каждом информационном канале последовательно соединенные датчик, аналого-.цифровой преобразователь, цифровой фильтр и регистр, выходы регистров всех информационных каналов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом регистратора, блок управления, первые и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами регистров информационных каналов и через блок идентификации со вторым входом регистратора, блок сигнализации, включающий счетчик и шифратор пороговых значений, вход которого соединен со вторым входом ревистратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в блок сигнализации введены формирователь кода и шифратор зоны, выход и первый вход которого соединены соответственно с третьим и вторым входами регитратора, входы формирователя кода соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ и выходом шифратора пороговых значений, выход формирователя кода соединен со входом счетчика, выходы которого соединены со вторыми входами шифратора зоны.2. Устройство для контроля загрязнения атмосферы по и. 1, о т л и -8754 ч а ю щ е е с я тем, что, шифратор зоны выполнен на элементах И, элементе ИЛИ, кодере номера зоны, дешифраторе кратности и дешифраторе классности вещества, вход которого соединен с первым входом шифратора зоны, первый, второй, третий и четвертый выходы дешифратора классности вещества соединены с объединенными первыми входами соответственно первого и второго,о третьего и четвертого,. пятого и шестого, седьмого и восьмого элементов И, выходы элементов И соединены с со, ответствующими первыми входами эле мента ИЛИ, выход которого через ко дер номера эоны соединен с выходом 25 10шифратора зоны, входы дешифраторакратности соединены со вторыми вхо"дами шифратора зоны, один из выходовсо вторым входом элемента ИЛИ, другие выходы - со вторыми входами соответствующих элементов И,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции В 240.19,кл, О 08 В 11/00, опублик. 1976.2. Авторское свидетельство СССРВ 610149, кл, С 08 С 19/12, 1978(прототип).3. Временные инструктивно методические указания по оценке загрязнения атмосферного воздуха, М., 1977.875425 ель Н БочаРоваТ,Иаточка Корректор едактор Н, Кончицка х Заказ 9341/7 иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектн лод кратности иребышеиии Тираж 694НИИПИ Государственногпо делам изобретений035, Москва, Ж, Ра ПДК инсрормацианньа Подписноекомитета СССРи открытийскан наб д. М