БЕСКОНТАКТНЫЙ СИГНАЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК G08B29/06 

Настоящее изобретение относится к устройствам дистанционного бесконтактного обнаружения линий электропередач, электроустановок, скрытой электропроводки, находящихся под напряжением.

Уровень техники
Для дистанционного и бесконтактного обнаружения различных линий электропередач и электроустановок, находящихся под напряжением, применяются устройства, содержащие последовательно соединенные антенну, усилитель - формирователь, пороговое устройство и блок индикации (Е.Стахов Для поиска скрытой проводки электросети - Радио, 1997 г., N 3, стр. 44). Такие устройства имеют существенный недостаток, заключающийся в ложном срабатывании прибора при воздействии на него низкочастотных помех или одиночных импульсов напряжения, вызываемых статическим электричеством (электрическим зарядом, накапливаемым на корпусе прибора). Ложное срабатывание происходит при воздействии любого импульса напряжения с амплитудой, достаточной для срабатывания порогового устройства.

Известно также устройство (Устройство обнаружения скрытой проводки - Справочник радиолюбителя - конструктора. М.; радио и связь, 1984 г., стр. 297), в котором между усилителем - ограничителем и пороговым устройством введен интегрирующий элемент в виде конденсатора. Указанное устройство не реагирует на одиночные импульсы напряжения малой длительности, так как конденсатор не успевает зарядиться до порогового напряжения. Однако в данном аналоге не устранена опасность ложного срабатывания при воздействии помех большой длительности или периодических низкочастотных помех.

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является бесконтактный сигнализатор напряжения (Е.Фигурнов и др. Бесконтактный сигнализатор напряжения в каске - В помощь радиолюбителю, 1982 г., выпуск 77, стр. 14) включающий в себя антенну, усилитель - формирователь, интегрирующий элемент в виде конденсатора, пороговое устройство, и блок индикации. Данное устройство имеет большой коэффициент усиления и обладает повышенной чувствительностью. В связи с повышенной чувствительностью даже небольшие по амплитуде импульсы напряжения на выходе устройства вызывают его ложное срабатывание. Этот недостаток особо проявляется при воздействии статического электричества в рабочих условиях эксплуатации как автономного портативного прибора: при касании рукой к корпусу, трении об одежду (в данном конкретном случае о шапку или подшлемник), вибрации прибора. При этом изменяется величина электрического заряда на корпусе прибора, что воспринимается устройством как импульсы напряжения. Таким образом, при воздействии указанных факторов, а также при эксплуатации в условиях низкочастотных промышленных помех по срабатыванию прибора нельзя достоверно судить о причине этого срабатывания.

Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является создание устройства с повышенной помехоустойчивостью и достоверностью сигнализации о наличии напряжения.

Указанная цель достигается введением в устройство дополнительного блока, осуществляющего селекцию импульсов по их числу и периоду. В соответствии с настоящим изобретением в устройство, содержащее последовательно соединенные антенну, усилитель-формирователь, интегрирующий элемент, пороговое устройство и блок индикации дополнительно введен дискриминатор периода и числа импульсов, подключенный своим входом и выходом между соответственно выходом усилителя-формирователя и входом интегрирующего элемента, при этом дискриминатор периода и числа импульсов выполнен в виде одновибратора, вход которого является входом дискриминатора периода и числа импульсов, выход подключен к управляющему входу генератора вытекающего тока и через инвертор к управляющему входу генератора втекающего тока. Выходы указанных генераторов вытекающего и втекающего токов объединены и являются выходом дискриминатора периода и числа импульсов.

В отличие от прототипа устройство согласно настоящему изобретению не реагирует на одиночные импульсы и низкочастотные помехи. Срабатывание устройства произойдет при поступлении на его вход последовательности N импульсов напряжения с периодом не ниже заданного.

Перечень фигур чертежей
Фиг. 1 - электрическая функциональная схема бесконтактного сигнализатора напряжения в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2 - временные диаграммы характерных сигналов в схеме бесконтактного сигнализатора напряжения, показанной на фиг. 1.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Функциональная схема устройства согласно настоящему изобретению показана на фиг. 1.

Устройство содержит последовательно соединенные антенну 1, усилитель-формирователь 2, дискриминатор 3 периода и числа импульсов, интегрирующий элемент 4 в виде конденсатора, пороговое устройство 5 и блок индикации 6. Дискриминатор 3 периода и числа импульсов выполнен в виде одновибратора 7 с ретриггерным запуском, вход которого является входом дискриминатора 3 периода и числа импульсов, выход подключен к управляющему входу генератора 8 вытекающего тока и через инвертор 9 к управляющему входу генератора 10 втекающего тока, выходы указанных генераторов объединены и являются выходом дискриминатора 3 периода и числа импульсов.

Ток генератора 8 вытекающего тока выбирается в N раз меньше тока генератора 10 втекающего тока. Одновибратор 7 настраивается на длительность, равную ожидаемому периоду импульсов напряжения (например, если сигнализатор предназначен для обнаружения линий электропередач находящихся под напряжением с частотой 50 Гц, длительность импульса одновибратора выбирается не менее T_и = 1/50 = 0,02 с).

На временных диаграммах фиг. 2 показаны три характерных случая работы устройства: воздействие одиночного импульса напряжения (фиг. 2а), воздействие низкочастотных импульсов напряжения (фиг. 2б), воздействие импульсов напряжения с ожидаемым периодом (фиг. 2в). Для удобства описания линии связи на фиг. 1 и соответствующие им временные диаграммы на фиг. 2 обозначены одноименными буквами А.Г.

В исходном состоянии (при отсутствии входного сигнала), одновибратор 7 сброшен и разрешена работа генератора 10 втекающего тока, через который интегрирующий конденсатор 4 разряжается на отрицательный источник питания, напряжение на входе порогового устройства 5 недостаточно для его срабатывания и работа блока индикации запрещена. В случае поступления одиночного импульса напряжения (фиг. 2а-А) одновибратор 7 взводится (фиг. 2а - Б, В), выключает генератор 10 втекающего тока и включает генератор 8 вытекающего тока. Начинается (фиг. 2а-Г) процесс заряда конденсатора 4 вытекающим током генератора 8 тока. Однако он не успевает зарядиться до порогового напряжения U_п (показано пунктиром на фиг. 2а-Г), достаточного для срабатывания порогового устройства, за время импульса одновибратора 7. По окончании одиночного импульса одновибратора 7 конденсатор 4, через вновь включаемый генератор 10 втекающего тока, быстро, током в N раз большим вытекающего тока генератора 8 разряжается до исходного напряжения. Таким образом, устройство не реагирует на одиночные импульсы напряжения.

При поступлении низкочастотных импульсов (фиг. 2б), происходят процессы, аналогичные предыдущим, так как при периоде импульсов меньше длительности импульса одновибратора 7 (фиг. 2б - Б, В), последний не перезапускается и таким образом процесс заряда конденсатора 4 каждый раз начинается от исходного напряжения. Следовательно, устройство воспринимает каждый импульс напряжения низкочастотной последовательности как одиночный.

При поступлении импульсов напряжения с ожидаемым периодом следования (фиг. 2в-А) одновибратор 7 взводится (фиг. 2в- Б, В) и удерживается в этом состоянии в течение всего времени действия импульсной последовательности, так как каждый импульс вызывает повторный запуск одновибратора 7, конденсатор начинает заряжаться (фиг. 2в-Г) и напряжение на нем через N импульсов достигает порогового, что приводит к срабатыванию блока индикации.

Количество импульсов, необходимых для достижения напряжения срабатывания, определяется емкостью конденсатора и током его заряда.

Таким образом, введение в ранее известную схему бесконтактного сигнализатора напряжения дискриминатора периода и числа импульсов полностью устраняет ложное срабатывание прибора.

На момент подачи заявки разработана принципиальная схема устройства, проведены испытания, изготовлены опытные образцы, завершается подготовка производства.

Изобретение относится к устройствам дистанционного и бесконтактного обнаружения линий электропередач, электроустановок, скрытой электропроводки, находящихся под напряжением. Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности сигнализации о наличии напряжения, который достигается тем, что в бесконтактном сигнализаторе напряжения для обнаружения линий электропередач, электроустановок и скрытой электропроводки, находящихся под напряжением, для исключения ложного срабатывания применяется дискриминатор периода и числа импульсов, включенный между выходом усилителя-формирователя и входом интегрирующего элемента. Дискриминатор осуществляет селекцию входных импульсов напряжения, благодаря чему прибор не реагирует на помехи, вызванные статическим электричеством и воздействием промышленных электрических сетей. 5 ил.

Бесконтактный сигнализатор напряжения, содержащий последовательно соединенные антенну, усилитель-формирователь, интегрирующий элемент, пороговое устройство и блок индикации, отличающийся тем, что в него дополнительно введен дискриминатор периода и числа импульсов, подключенный своим входом и выходом между соответственно выходом усилителя-формирователя и входом интегрирующего элемента, при этом дискриминатор периода и числа импульсов выполнен в виде одновибратора, вход которого является входом дискриминатора периода и числа импульсов, выход подключен к управляющему входу генератора вытекающего тока и через инвертор к управляющему входу генератора втекающего тока, выходы указанных генераторов объединены и являются выходом дискриминатора периода и числа импульсов.