УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УТЕЧЕК ТОПЛИВА Российский патент 2019 года по МПК G01N27/12 F17D5/02 G01M3/20 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для непрерывного мониторинга утечек топлива (бензина, керосина, дизельного топлива, а также других легколетучих взрывоопасных жидкостей) и обнаружения повышения концентраций паров топлива в воздухе закрытых помещений, замкнутых объемах (подземных сооружениях и коммуникациях).

Известно устройство для определения утечек взрывоопасных жидкостей на основе пьезосенсора, взятое за прототип, содержащее ячейку детектирования, состоящую из последовательно соединенных пьезосенсора, частотомера и блока регистрации скорости изменения частоты колебаний, а также исполнительного устройства [Устройство для определения утечек взрывоопасных жидкостей на основе пьезосенсора. Патент RU №2568331 МПК G01N 27/12, дата публикации 20.11.2015].

Недостатками устройства для определения утечек взрывоопасных жидкостей на основе пьезосенсора являются высокая вероятность ложных срабатываний при работе одного пьезосенсора, а также длительная и неполная регенерация пьезосенсора после обнаружения утечки топлива.

Техническим результатом изобретения является минимизация вероятности ложных срабатываний устройства, уменьшение времени регенерации пьезосенсора после обнаружения утечки топлива.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство с открытым входом для контроля утечек взрывоопасных жидкостей на основе пьезосенсора, содержащее первую ячейку детектирования, состоящую из последовательно соединенных пьезосенсора, частотомера и блока регистрации скорости изменения частоты колебаний, а также исполнительного устройства, согласно изобретению дополнительно оснащается второй ячейкой детектирования, состоящей из последовательно соединенных пьезосенсора, частотомера и блока регистрации скорости изменения частоты колебаний; в каждой из ячеек блок регенерации пьезосенсора; а также последовательно соединенные логический элемент «ИЛИ» и блок управления, выход которого соединен с объединенными входами блоков регенерации пьезосенсора первой и второй ячеек детектирования; логический элемент «И», выход которого соединен с объединенными вторым входом блока управления и входом исполнительного устройства, при этом выходы блока регистрации скорости изменения частоты колебаний первой и второй ячеек детектирования соединены с объединенными первыми входами логических элементов «И» и «ИЛИ» и объединенными вторыми входами логических элементов «И» и «ИЛИ» соответственно.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство для определения утечек взрывоопасных жидкостей введены вторая ячейка детектирования, состоящая из последовательно соединенных пьезосенсора, частотомера и блока регистрации скорости изменения частоты колебаний; в каждой из ячеек блок регенерации пьезосенсора; а также последовательно соединенные логический элемент «ИЛИ» и блок управления, выход которого соединен с объединенными входами блоков регенерации пьезосенсора первой и второй ячеек детектирования; логический элемент «И», выход которого соединен с объединенными вторым входом блока управления и входом исполнительного устройства, при этом выходы блока регистрации скорости изменения частоты колебаний первой и второй ячеек детектирования соединены с объединенными первыми входами логических элементов «И» и «ИЛИ» и объединенными вторыми входами логических элементов «И» и «ИЛИ» соответственно.

Структурная схема устройства приведена на фигуре, где обозначено: 1.1, 1.2 - пьезосенсор; 2.1, 2.2 - частотомер; 3.1, 3.2 - блок регистрации скорости изменения колебаний; 4 - логический элемент «И»; 5 - логический элемент «ИЛИ»; 6 - исполнительное устройство; 7 - блок управления; 8.1, 8.2 - блок регенерации пьезосенсора. Блок управления устройства предназначен для приема информации с логических элементов «И» и «ИЛИ» и преобразования ее в последующее действие (включение или выключение блока регенерации пьезосенсора). Блоки регенерации пьезосенсоров (например, лопастные вентиляторы) предназначены для ускорения воздухообмена в околосенсорном пространстве и восстановления базовой частоты колебаний пьезосенсоров. Назначение логических элементов «И» (4) и «ИЛИ» (5) ясны из их названия.

Устройство работает следующим образом. Устройство для определения утечек топлива устанавливается в местах их вероятной утечки (например, на стыке трубопроводов) таким образом, чтобы пары топлива при утечке свободно диффундировали в околосенсорное пространство. После стабилизации частоты колебаний пьезосенсоров (дрейф базовой линии составляет не более ±10 Гц/мин), устройство готово к работе.

При утечке топлива его пары самопроизвольно диффундируют в околосенсорные пространства через открытые входы ячеек детектирования. Адсорбция паров топлива на сорбционном покрытии пьезосенсоров 1.1 и 1.2 приводит к снижению их частот колебаний, измеряемых частотомерами 2.1 и 2.2 соответственно. Блоки регистрации скорости изменения частоты колебаний 3.1 и 3.2 регистрируют и преобразуют абсолютные аналитические сигналы (снижение частоты колебаний пьезосенсоров) в дифференциальные (снижение частоты колебаний пьезосенсоров в единицу времени). Скорость изменения частоты колебаний пьезосенсора прямо пропорциональна концентрации паров топлива в околосенсорном пространстве. Утечка топлива фиксируется при одновременном и идентичном характере увеличения дифференциальных аналитических сигналов пьезосенсоров 1.1 и 1.2. В этом случае логический элемент «И» 4 передает сигнал на исполнительное устройство 6, принимающее решение о наличии или отсутствии утечки топлива. После устранения утечки срабатывание блоков регенерации пьезосенсоров 8.1 и 8.2 осуществляется блоком управления 7. При различном характере изменения дифференциальных аналитических сигналов пьезосенсоров 1.1 и 1.2 логический элемент «ИЛИ» 5 передает сигнал на блок управления 7 для включения блоков регенерации пьезосенсоров 8.1 и 8.2. После регенерации пьезосенсоров до восстановления их базовых частот колебания (с дрейфом не более ±10 Гц/мин) измерения повторяются по той же схеме. При отсутствии утечки топлива дифференциальные аналитические сигналы пьезосенсоров 1.1 и 1.2 не превышают установленный дрейф базовой линии (±10 Гц/мин).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для непрерывного мониторинга утечек топлива (бензина, керосина, дизельного топлива, а также других легколетучих взрывоопасных жидкостей) и обнаружения повышения концентраций паров топлива в воздухе закрытых помещений, замкнутых объемах (подземных сооружениях и коммуникациях). Изобретение от известного отличается тем, что в устройство для определения утечек взрывоопасных жидкостей введены вторая ячейка детектирования, состоящая из последовательно соединенных пьезосенсора, частотомера и блока регистрации скорости изменения частоты колебаний; в каждой из ячеек блок регенерации пьезосенсора; а также последовательно соединенные логический элемент «ИЛИ» и блок управления, выход которого соединен с объединенными входами блоков регенерации пьезосенсора первой и второй ячеек детектирования; логический элемент «И», выход которого соединен с объединенными вторым входом блока управления и входом исполнительного устройства, при этом выходы блока регистрации скорости изменения частоты колебаний первой и второй ячеек детектирования соединены с объединенными первыми входами логических элементов «И» и «ИЛИ» и объединенными вторыми входами логических элементов «И» и «ИЛИ» соответственно. Техническим результатом заявленного решения выступает минимизация вероятности ложных срабатываний устройства, уменьшение времени регенерации пьезосенсора после обнаружения утечки топлива. 1 ил.

Устройство для определения утечек топлива, содержащее первую ячейку детектирования, состоящую из последовательно соединенных пьезосенсора, частотомера и блока регистрации скорости изменения частоты колебаний, а также исполнительного устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены вторая ячейка детектирования, состоящая из последовательно соединенных пьезосенсора, частотомера и блока регистрации скорости изменения частоты колебаний; в каждой из ячеек блок регенерации пьезосенсора; а также последовательно соединенные логический элемент «ИЛИ» и блок управления, выход которого соединен с объединенными входами блоков регенерации пьезосенсора первой и второй ячеек детектирования; логический элемент «И», выход которого соединен с объединенными вторым входом блока управления и входом исполнительного устройства, при этом выходы блока регистрации скорости изменения частоты колебаний первой и второй ячеек детектирования соединены с объединенными первыми входами логических элементов «И» и «ИЛИ» и объединенными вторыми входами логических элементов «И» и «ИЛИ» соответственно.