Устройство для передачи и приема сигналов

1 и 1985809 Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двтоскомз свидитильствю Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 30. 12. 82. Б 1 оллетеиь ,48 йо делан изобретеиий и открытий ,Дата опубликования описания 04.01.83 Г,И, Бонн, В.А. Левертов, А.М. Валеев, СВцмаащщев, Е.Ю, Троцковская и А.К, Зинов . 1(72) Авторы изобретения Уфимский нефтяной институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ, устройство относится к информа-ционно-измерительной технике и может быть использовано.для измеренияпараметров вибрации проводов воздушных линий электропередачи;Известно наземное устройство длярегистрации "пляски" проводов. Содержащее индукционный датчик, на выходе которого при "пляске" появляются сигнал с частотой, характернойдля механическои частоты "пляски",ч10и анализатор, выявляющий эту частоту и сигнализирующий о наличии."пляски" 113,Недостатками этого устройства яв 15ляются невозможность измерения параметров вибрации вследствии низкойчувствительности при "пляске" проводов (величина смещения провода нанесколько порядков выше, чем при вибрации), а также то, что этот прибор способен лишь выявлять наличиеили отсутствие "пляски" без определения ее амплитуды. 2Известно устройство защиты от вибраций проводов малых сечений с поддерживающими зажимами, где описан способ измерения параметров вибрации проводов, датчиком вибрации служит пьезоакселерометр, закрепленный на проводе. Сигнал с датчика по кабелю поступает на землю, где усиливается, а затем записывается при помощи шлейфового осциллографа. При необходимости получения информации об амплитуде вибрации проводов сигнал с датчика подвергается двойному интегрированию 12 3;Недостатками такого способа являются отсутствие дистанционной передачи информации, невозможность работы на действующей линии, а также низкая точность измерений вследствие малой величины измеряемого сигнала.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для передачи и приема сигналов, содер 985809жащее на передающем пункте датчик,выход которого через первый входусилителя сигналов подсоединен квторому входу радиопередатчика, выход которого соединен с передающейантенной, блок питания подсоединенчерез синхронизатор к вторым входамусилителя сигналов и радиопередатчика, на приемной стороне содержащееприемную антенну, подключенную к вхо- Оду радиоприемника, первый выход которого подключен через синхронизаторк первому входу регистратора сигналов, к второму входу которого подключен выход радиоприемника Г 3 3. 35Основными недостатками известного,устройства являются отсутствие калибровки измерительного тракта и применение в качестве чувствительных элементов тензодатчиков, так как затруднено их приклеивание на тросЛЗП и необходима защита их от воздействия окружающей среды. При приклеивании тензодатчики могту деформироваться, в результате чего 25изменяется их градуировочные характеристики, снижается точность измерения параметров вибрации проводов,достоверность результатов и усложняется установка устройства на ЛЭП. зОКроме того, для передачи информациис нескольких проводов или несколькихточек одного провода приходится пользоваться несколькими устройствами,что приводит к возрастанию вероятности отказа одного из устройстви потери информации,Цель изобретения - повышение помехоэащищенности сигналов и надежности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи и приема сигналов, содержащее на передающем пункте датчик сигналов, усилитель сигналов, выход которого соединен с первым входом радиопередатчика сигналов, блок питания, подключенный к входу синхронизатора сигналов, выход которого соединен с первыми входами усилителя сигналов и вторым входом радиопередатчика сигналов, выход которого подключен к передающей антенне, на приемном пункте содержащий приемную антенну, подключенную к входу радиоприемника сиг налов, первый выход которого через синхронизатор сигналов соединен с первым входом регистратора сигналов,к второму входу которого подключенвторой выход радиоприемника сигналов, на передающем пункте введеныгенератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, коммутатор сигналов и датчик сигналов, выполененный на пьезоэлектрических акселерометрах, выходы которых соответственно подключены к первым входам коммутатора сигналов, выход синхронизатора сигналов подключен к второмувходу коммутатора сигналов, первымвходам генератора калибровочных сигналов, распределителя импульсов и ге-нератора тактовых импульсов, выходкоторого соединен с вторым входомраспределителя импульсов, выходыкоторого соответственно соединены стретьими входами коммутатора сигналов, к четвертому входу которогоподключен выход генератора калибровочных сигналов.На фиг, 1 изображена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг, 2 -принципиальная схема передающего полукомплекта; на фиг. 3 - временнаядиаграмма работы устройства.Устройство содержит передающийпункт 1, контролируемый пункт 2,Передающий пункт содержит датчики 3 сигналов, генератор 4 калиброванных сигналов, генератор 5 тактовых импульсов, распределитель 6 импульсов, коммутатор 7 сигналов, усилитель 8 сигналов, радиопередатчик9 сигналов, блок 10 питания, синхронизатор 11 сигналов. Приемныйпункт содержит радиоприемник 12 сигналов, регистратор 13 сигналов, синхронизатор 14 сигналов.Датчиками вибрации являются пьезоэлектрические акселерометры, выходная ЭДС которых пропорциональна виброускорению е = Бх, где Б - чувствительность датчика, х - смещениепровода,Применение в качестве датчиковакселерометров позволяет повыситьточность измерений, поскольку посравнению с тензодатчиками, используемыми в прототипе, параметры акселерометров значительно меньше зависят от условий окружающей среды, апри креплении акселерометр не подвергается деформации. Пьезоэлектрический датчик позволяет получиФьна выходе устройства сигнал, пропорциональный как ускорению колебанийпроводов (при этом измерительныйусилитель 8 осуществляет только усиление сигнала сдатчиков), так иамплитуде колебаний при этом измерительный усилитель 8 производитдвойное интегрирование сигнала).Генератор ч калиброванного сигнала вырабатывает прямоугольные импульсы фиксированной амплитуды и частоты. Повышение помехозащищенностисигнала происходит за счет повышения точности измерений при введенииисточника калиброванного сигнала,Сигналы с датчиков и калиброванныйсигнал, проходя по одному тракту передачи информации, подвергаются воз-,действию одних и тех же факторов,вызывающих погрешности. Так погрешности, вносимые усилителем 8, радиопередатчиком 9, радиоприемником 12вследствие зависимости коэффициентаусиления усилителя, девиации частотычастотного модулятора радиопередатчика, коэффициента передачи радиоприемника от, температуры и нестабильности напряжения питания одинаковы.для обоих сигналов. Следовательно,при измерении информационного сигнала относительно калиброванного сигнала эти погрешности исчезают. Необходимость введения калиброванногосигнала вызывается тяжелыми условиями эксплуатации устройства, так кактемпературный диапазон от -40 до+50 С .Генератор 5 тактовых импульсоввырабатывает прямоугольные импульсыдлительностью 1 с. Эти иМпульсы поступают на вход распределителя 6 импульсов, на пяти выходах которогопоочередно появляются сигналы, приналичии которых осуществляется поочередное подключение генераторакалиброванного сигнала и датчиков 3через коммутатор 7 к входу усилителя 6,Усилитель 8 предназначен для усиления сигналов при измерении ускорений вибрации проводов или усиленияи двойного интегрирования сигналовпри измерении амплитуды вибрациипроводов,Радиопередатчик 9 осуществляетчастотную модуляцию несущей сигналом, поступающим с усилителя 8, усиление высокочастотного сигнала и из лучение его в эфир.Синхронизатор 11 определяет цикличность работы всего устройства. Периодически синхронизатор подключает питание, поступающее с блока10 питаний, к генератору М калиброванного сигнала; к генератору 55 тактовых импульсов, распределителю6 импульсов, коммутатору 7, усилителю 8 и радиопередатчику 9.Радиоприемник 12 осуществляетприем, детектирование и усиление полезного сигнала.Регистратор 13 производит записьизмеряемого сигнала, поступающегос радиоприемника 12. В качестве регистратора может использоваться маг"нитофон, магнитограф, шлейфовый осциллограф и т.д. Может осуществляться и визуальное наблюдение сигналана экране осциллографа.При наличии сигнала в эфире синх 20 ронизатор 1 ч включает регистратор13 и осуществляется запись измеряемого параметра, При отсутствии сигнала в эфире регистратор 13 посредством синхронизатора отключается и за 2 пись прекращается.Повышение. надежности работы уст"ройства при измерении параметроввибрации нескольких проводов или одного провода в нескольких точках удазо лось добиться путем введения генератора тактовых импульсов, распределителя импульсов, коммутатораи использования одного усилителя,радиопередатчика, блока питания,синхронизатора, Введение трех новыхблоков при исключении четырех изкаждого из четырех на передающей стороне и использование на приемнойстороне одного полукомплекта вместо4 в четырех повышает надежность раЬотыустройства в целом.Устройство для передачи и приемасигналов имеет блочную конструкцию,Такая конструкция обеспечивает надежное электромагнитное экранирование отдельных узлов устройства отвзаимных наводок. Блоки соединеныпри помощи разьемов и помещены вкорпус. Для обеспечения магнитостао тического экранирования устройствакорпус выполнен из ферромагнитногоматериала. Снаружи корпус покрытслоем металла, обладающего высокойэлектропроводностью, что улучшает55электромагнитное экранирование испособствует повышению отдачи антенны,Устройство раЬотает следующим оЬразом (фиг. 2), Синхронизатор 11 под985809 45 55 формула изобретения ключает питание ко всем блокам пере=дающей стороны 1. Генератор 5 тактовых импульсов вырабатывает первый,импульс, который, пройдя через распределитель 6, появляется на входе 5коммутатора, При этом замыкаетсясоответствующий ключ коммутатора 7и напряжение с генератора 4 калиброванного сигнала 4 поступает на входусилителя 8, усиливается и проходитв радиопередатчик, где происходитчастотная модуляция несущей, усиление высокочастотного сигнала и излучение его в эфир,При возникновении сигнала в эфире появляется сигнал на обоих выходах радиоприемника 12, При этом синхронизатор 14 осуществляет включениерегистратора 13 и производится запись продетектированного и усиленного сигнала, поступающего с выходарадиоприемника.Затем генератор 4 тактовых импульсов вырабатывает второй импульс. Появляется сигнал на втором входе коммутатора 7, происходит подключениепервого датчика 8 к усилителю, затемусиление, модуляция; излучение вэфир, демодуляция и запись сигнала.Далее по очереди подключаются ос- Зотальные датчики и устройство работает аналогично.Затем синхронизатор 11 отключаетпитание от остальных блоков передающей стороны 1, наступает пауза вработе, которая используется для подзарядки аккумуляторов блока 10 питания. При этом сигнал в эфире исчеза-.ет, синхронизатор 14 отключает реги-стратор 13 от сети и запись информации прекращается,По истечении паузы, длящейся15 мин, синхронизатор вновь подключает питание и цикл ваботы устройства повторяется.Предлагаемое устройство обладаетболее высокой точностью вследствиекалибровки измерительного тракта впроцессе "работы и имеет более высокую надежность при измерении пара- вметров вибрации в нескольких точках за счет поочередного опроса четырех датчиков и измерения,их параметров одним устройством. Ж Устройство для передачи.и приема сигналов, содержащее на передающемпункте датчик сигналов, усилительсигналов, выход которого соединенс первымвходом радиопередатчика сигналов, блок питания, подключенныйк входу синхронизатора сигналов, выход которого соединен с первыми входами усилителя сигналов и вторцмвходом радиопередатчика сигналов,выход которого подключен к передающей антенне, на приемном пункте содержащий приемную антенну, подключенную к входу радиоприемника сигналов, первый выход которого черезсинхронизатор сигналов соединен спервым входом регистратора сигналов,к второму входу которого подключенвторой выход радиоприемника сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения помехозащищенности передачи сигналов и надежности устройства, в него на передающем пункте введены генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, коммутатор сигналов и датчиксигналов,выполненный на пьезоэлектрических акселерометрах, выходы которых соответственно подключены к первым входам коммутатора сигналов, выход синхронизатора сигналов подключен к второму входу коммутатора сигналов, первым входам генератора калибровочных сигналов, распределителя импульсов и генератора тактовыхимпульсов, выход которого соединенс вторым входом распределителя импульсов, выходы которого соответственно соединены с третьими входамикоммутатора сигналов, к четвертомувходу которого подключен выход генератора калибровочных сигналов,1Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство С ССРй 556528,.кл. Н 02 С 7/14, 1977.2., Савваитов Д,С, Защита от вибраций проводов малых сечений с поддерживающими зажимами. - "Электрические станции", 1972, У 8.3. Бюкнер В., Кернер Г., филлипс В.(ФРГ) Механические напряжения в проводах линий электропередачи околоподдерживающего зажима. - Воздушныелинии электропередачи. Переводы докладов, международной конференции побольшим электрическим системамС 16 ЙЕ, 1968. Под ред. В.В. Бургсдорфа. М., "Знергияф, 1970, с. 162Ре За ктор Н. Сташишина каз 10168/706 НИИПИ Госудало делам и113035, Иосквттв еватее те щФилипл ППП "Па ственно обретенЖ" 35,У ент", г