Акустический сигнализатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 11 6 08 В 3/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНТР: ИД=ЛСТУ ровеакторовсигналиуправ Тез 1 а зации ии инл м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Патент Великобритани91112468, кл. Н 3 Т, 1968.2. Модульная система прибления и защиты ядерныхШ 1000. Блок звуковойИК 1142,Исследовательсститут ядерного приборострое Ехрог 1 шрот КОЧО (прототип),(54)(57) 1. АКУСТИЧЕСКИЙ СИГНАЛИЗАТОРсодержащий формирователь сигнала,выход которого подключен к входупервого делителя частоты, второй делитель частоты и усилитель мощности,выход которого подключен к громкоговорителю, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения информативности акустического сигнализатора, в него введены тональный генератор, оптический указатель поддиапазонов, два реверсивных счетчика,тактовый генератор, преобразователЬкод-частота, формирователь длительности импульса и блок управления, выход первого делителя частоты соединенс информационным входом формирователя длительности импульса, выход формирователя сигнала соединен с суммирующим входом первого реверсивногосчетчика, вычитающий вход которогосоединен с выходом преобразователякод-частота, выходы младших разрядов,первого реверсивного счетчика соединены с первой группой управляющихвходов формирователя длительности импульса и первой группой входов блока управления, выходы старших разрядов первого реверсивного счетчика соединены с группой управляющих входов преобразователя код-частота, с первой группой управляющих входов тонального генератора, с группой управляющих входов усилителя мощности, с вторыми группами управляющих входов формирователя длительности импульса и блока управления, выход переноса первого реверсивного счетчика подключен к суммирующему входу второго реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом блока управлениявыходы второго реверсивного счетчика соедине ны с группами управляющих входов первого и второго делителей частоты, с второй группой управляющих входов тонального генератора, с входами оптического указателя поддиапазонов и третьей группой управляющих входов блока управления, .выход тактового генератора подключен к входу вторго делителя частоты, выход которого подключен к входу преобразователя код-частота, выход формирователя длительности импульса подключен к входу тонального генератора, выход которого подключен к входу усилителя мощности2, Сигнализатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в нем б ок управления содержит узел задания кода, узел сравнения кодов, два элемента И и два элемента ИЛИ, одни входы узла сравнения кодов образуют первую группу управляющих входов блока управления, другие входы узла сравнения кодов подключены к выхода узла задания кодов, а выход - к од110711 0 го ному входу первого элемента И, входы первого элемента ИЛИ образуют вторую группу управляющих входов блокауправления, выход первого элементаИЛИ подключен к другому входу первогоэлемента И, выход которого подключен к одному входу второго элемента Изобретение относится к ядерномуприборостроению и может быть использовано в системах управления и защи"ты ядерных реакторов для оперативного контроля уровня нейтронного 5потока во всех режимах работы реактора,Известно устройство звуковой сигнализации, содержащее громкоговоритель, через который с помощью управляемого кремниевого выпрямителяразряжается конденсатор под воздействием входных импульсов, поступающих с блоков детектирования ионизирующих излучений. При этом информация представляется в виде щелчков,Рчастота повторения которых пройорциональна входной частоте П 1. Недостатком данного устройства является низкая информативность.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является акустический сигнализатор, содержащий формирователь сигнала, выход которого подключен к входам трех делителей частоты, выход каждого из которых соединен с последовательно включенными регулятором громкос- ти и оконечным каскадом, образующи 30 ми усилитель мощности, к выходу которого подключен громкоговоритель, Акустический сигнал предназначен для наблюдения за изменением средней частоты следования импульсов в пределах шести декад(до 10 имп/с), 5 которое представляется изменением звука на трех перекрывающихся диапазонах слышимых частот, т.е. имеет место сжатие входного диапазоначастот следования импульсов в область 40 звуковых частот, при этом область низких частот следования импульсов представляется в виде щелчков, коИ, входы второго элемента ИЛИ образуют третью грунпу управляющих входов блока управления, выход второгоэлемента ИЛИ подключен к другомувходу второго элемента И, выходкоторого образует выход блока управления. торые с ростом частоты переходят в моделируемый, тональный, пропорциональный входной частоте акустический сигнал С 21.Недостатком известного устройства . является низкий уровень информативности, обусловленный малой степенью различения на слух медленного изменения входного сигнала в широком диапазоне входных частот, Оператору, осуществляющему контроль за уровнем нейтронного потока в ядерном реакторе по акустическому сигнализатору, важно чувствовать малейшие изменения и отклонения в работе реактора для своевременного принятия требуемых в той или иной ситуации решений. В известном устройстве только по изменению тональности акустического сигнала трудно оценить медленные изменения входной частоты и практически невозможно по тональному сигналу оценить непосредственное значение входной частоты в широком диапазоне. Цель изобретения - повышение информативности акустического сигнализатора. Поставленная цель достигается тем, что в акустический сигнализатор, содержащий формирователь сигнала, выход которого подключен к входу первого делителя частоты, второй делитель частоты и усилитель мощности, выход которого подключен к громкоговорителю, введены тональный генератор, оптический указатель поддиапазонов, два реверсивных счетчика, тактовый генератор, преобразователь код-частота формирователь длительности импульса и блок управления, выход первого делителя частоты соединен с информационным входом формирователя длительности импульса, выход формирователясигнала соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом преобразователя код-частота,выходы младших разрядов первого реверсивного счетчика соединены с первойгруппой управляющих входов формирователя длительности импульса и первой 10группой входов блока управления, выходы старших разрядов первого реверсивного счетчика соединены с группойуправляющих входов преобразователякод-частота, с первой группой управляющих входов тонального генератора,с группой управляющих входов усилителя мощности, с вторыми группами управляющих входов формирователя длительности импульса и блока управления, 20выход переноса первого реверсивногосчетчика подключен к суммирующемувходу второго реверсивного счетчика,вычитающий вход которого соединенс выходом блока управления, выходывторого реверсивного счетчика соединены с группами управляющих входовпервого и второго делителей частоты,с второй группой управляющих входовтонального генератора, с входами оптического указателя поддиапазонови третьей группой управляющих входовблока управления, выход тактовогогенератора подключен к входу второгоделителя частоты, выход которого под- З 5ключен к входу преобразователя кодчастота, выход формирователя длительности импульса подключен к входу тонального генератора, выход которогоподключен к входу усилителя мощности. Блок управления содержит узел задания кода, узел сравнения кодов, два элементы И и два элементы ИЛИ, одни входы узла сравнения кодов образуют первую группу управляющих входов блока управления, другие входы узла сравнения кодов подключены к выходам узла задания кодов, а выход - к одному входу первого эле 50 мента И, входы первого элемента ИЛИ образуют вторую группу управляющих входов блока управления, выход первого элемента ИЛИ подключен к другому входу первого элемента И, выход которого подключен к одному входу второго элемента И, входы второго элемента ИЛИ образуют третью группу управляющих входов блока управления, выход второго элемЕнтаИЛИ подключен к другому входу второгоэлемента И, выход которого образует выход блока управления,На фиг. 1 приведена функциональная схема акустического сигнализатора; на фиг.2. - зависимость параметров выходного тонального импульсаакустического сигнализатора от средней частоты следования,входных сигна"лов.Акустический сигнализатор содержит формирователь .1 сигнала, первый делитель 2 частоты и первыйреверсивный счетчик 3, преобразователь 4 код-частота, блок 5. управления, формирователь 6 длительности импульса, тональный генератор7, усилитель 8 мощности, второй реверсивный счетчик 9, второй делитель10 частоты оптический указатель11 поддиапазона, тактовый генератор12, громкоговоритель 13. Блок 5 управления содержит узел 14 сравнениякодов, входы которого являются первой группой входов блока 5, узел15 задания кода, элемент И 16, элемент ИЛИ 17, входы которого являются второй группой входов блока 5,элемент И 18, элемент ИЛИ 19, другие входы которого являются третьейгруппой входов блока 5. Выход элемента И 18 является выходом блока 5управления,Акустический сигнализатор работает следующим образом.На вход формирователя 1 сигнала поступают сигналы с источника импульсной информации, которым может быть, например, блок детектирования ионизирующего излучения, выходная средняя частота следования которого пропорциональна уровню нейтронного потока (выходной мощности) в ядерном реакторе. Формирователь 1 сигнала формирует импульсные сигналы по амплитуде до уровней, которые необходимы для нормальной работы логических элементов.При поступлении инфранизких частот, например, при частотах менее 1 имп/с выходной сигнал с формирователя 1 сигнала поступает на сум" мирующий вход первого реверсивного счетчика 3 и через первый делитель 2 частоты на вход формирователя 6 длительности импульса. На вычитающийвход первого реверсивного счетчика13 с выхода преобразователя 4 кодчастота, управляемого первым реверсивным счетчиком 3, поступают импульсные сигналы, уравновешивающие входную частоту, и с ростом частоты на,суммирующем входе, как следствие,растет частота на вычитающем входепервого реверсивного счетчика 3.Выходной код младших разрядов ревер"сивного счетчика 3 управляет формирователем б длительности импульса,Сформированный по длительности импульсный сигнал является управляющим дляработы тонального генератора 7, частота работы которого в этом режимепостоянна, например 400 Гц. Тональный импульс с выхода тонального генератора 7 через усилитель 8 мощности поступает на громкоговори" 20тель 13. ИнФормация с громкоговорителя 13 представляется в виде тональных импульсных сигналов, частота повторения которых пропорциональна,например с 1,5 до 0,05 с (Фиг.2,6)при постоянных значениях частотытона (Фиг.2,в) и интенсивности(Фиг.2,г). ЭО При увеличении частоты входногодсигнала, например, от 10 до 10 имп/с,где о - порядковый номер поддиапазона входных частот, появляютсяинформационные сигналы на выходе35старших разрядов первого реверсивногосчетчика 3 которые Формируют импульсные сигналы на выходе формирователяб длительности импульса, равной дли 40тельности (Фиг.2,6) например 0,05 сс пропорциональным дискретным увели"чением частоты тонального генератора 7 (фиг,2,в), например, с величинойцискрета 30-40 Гц, и интенсивности45звука усилителя 8 мощности (Фиг.2,г), например, с величиной дискрета 3-4 дБ. В этом случае информация с громкоговорителя 13 представляется в виде тональных импульсных сигналов, частота повторения которых изме 50 няется в диапазоне, например, 110 нмп/с пропорционально изменению входной частоты (Фиг,2,а). Частота тона. (Фиг.2,в) и интенсивность (Фиг.2,г) тонального импульсногосигнала при его равной длительности также увеличиваются пропорционально изменению входной частогы. При превышении входной частотой значения, например, 10 имп/с на выходе первого реверсивного счетчика 3 появляется импульс переноса, который поступает на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 9. Поступление на суммирующий вход реверсивного счетчика 9 импульса переноса эквивалентно переходу с ,одного частотного поддиапазона на другой, более высокий, Например, достижение входной частотой значения 10 имп/с эквивалентно переходу с первого поддиапазона на второй.Под воздействием выходного кода второго реверсивного счетчика 9 происходит изменение коэффициента деления дополнительного делителя 2 частоты, на выходе которого частота повторения определяется, например, как Йх,40, изменяется коэфФициент деления второго делителя 10 частоты, выходная частота которого увеличивается например, в 10 раз по отношению к первоначальному зна- . чению, а также дискретно увеличивается тональность импульсов тонального генератора 7. На вход второго делителя 10 частоты постоянно поступают импульсы с тактового генератора 12, работающего в автоколебательном режиме. При этом данный переход воспринимается в виде резкого снижении частоты повторения тональных импульсных сигналов, например, с 10 до 1 имп/с (Фиг,2,а) с одновременным повышением тональности (Фиг.2,в), снижением интенсивности (фиг.2,г) при равной длительности (Фиг.2,6) импульса, Под воздействием выходного кода второго реверсивного счетчика 9 происходит также переключение индуцируемого работающего поддиапазона. на оптическом указателе 11 поддиапазонов. Дальнейший рост входной частоты вызывает поочередной переход на более высокие коддиапазоны, при этом каждый последующии поддиапазон характеризуется увеличением частоты тонального заполнения импульсов равной длительности в области наибольшей чувствительности человеческого уханапример в общем диапазоне 400-3500 Гц, а внутри каждого поддиапазона в пределах, например, 300-400 Гц относительноначального значения тональной частоты данного поддиапазона. При этомравные по длительности тональныеимпульсные сигналы различаютсяоператором по частоте тона и интенсивности точнее, чем неравные, Такимобразом, в этом режиме работы слгнализатора представляемая операторуинформация контролируется по совокупности параметров акустического сигнала: изменением частоты повторения,Юинтенсивности, тональности при равной длительности импульса.При медленном изменении входнойинформации в точках перехода с одного 15поддиапаэона на другой из-за статистического характера распределения входных сигналов велика вероятность возврата на предыдущий поддиапазон, Устранение резких частых переходов и возвратов поддиапазона на поддианазонобеспечивает блок 5 управления, работающий следующим образом.На одну группу входов узла 14 сравнения кодов поступают сигналы младших разрядов первого реверсивногосчетчика 3. На другую группу входовузла 14 поступают сигналы с узла 15задания кода, в котором заранееустанавливается, например, с помощью ЗОпереключателей код числа пять. Призначениях кода младших разрядов,меньших установленного значения кодав узле 15, узел 14 выдает сигнал, который через элементы И 1 б и 18 поступает на вычитающий вход второгореверсивного счетчика 9 при одновременном удовлетворении двух условий:при отсутствии на входах элементаИЛИ 17 инФормационных сигналов на 40старших разрядах первого реверсив"ного счетчика 3 (условие прохождения сигнала через элемент И 1 б) ипри наличии на входе элемента ИЛИ 19хотя бы одного информационного сигнала на выходах второго реверсивного счетчика 9 (условие прохождениясигнала через элемент И 18).Таким образом, переход на болеенизкий поддиапазон возможен лишь 5 Опри значительном, заранее определенном (установленном) снижении значениявходной частоты, например, до уровня.5. 10 имп/с. кКодовая комбинация, установленная в блоке 5, по существу определяет глубину гистерезиса возврата на более низкий поддиапазон. Например, при использовании числа пять, что эквивалентно значению входной частоты 5 10 имп/с, глубина гистерезиса составляет 507., так как переход на более высокий поддиапазон происходит при частотах следования входного сигнала 10 имп/с,и, следовательно, получаем(-5 10 1ЛОфВозврат на более низкий частотныйподдиапазон сопровождается дискретнымснижением тональности импульсов тонального генератора 7 путем изменениякоэффициента деления делителей 2и 10,частоты, а также переключениемработающего поддиапазона на указателе 11 поддиапазонов. Данный переходвыражается в виде резкого повышения частоты повторения тональных импульсов (фиг.2,в), например, с 0,5до 5 имп/с с одновременным снижениемчастоты тока (Фиг.2,в) и увеличениеминтенсивности (фиг.2, г) при равнойдлительности (фиг.2;б) импульса.,Предлагаемый акустический сигнализатор позволяет приблизить решениепроблемы рационального распределенияпоступающей информации между зрительным и слуховым анализаторами оператора, осуществляющего контроль уровнянейтронного потока (мощности) вразличных режимах работы ядерногореактора, частично возложив Функцииконтроля на слуховые органы оператора. При этом оператор по совокупности параметров представляемых тональных импульсных сигналов получает возможность качественно различать информационные сигналы и оценивать их количественную характеристику в широком диапазоне входныхчастот.Предлагаемый акустический сигнализатор обеспечивает качественноеразличие на слух тональных импульсных сигналов в широком диапазоневходных частот во всех режимах работы ядерного реактора, 1107141