Устройство идентификации проводов, кабелей и других линейных объектов с использованием акустического сигнала Российский патент 2020 года по МПК G01R31/00 

Устройство относится к эксплуатации электрооборудования и предназначено для идентификации искомого проводника, среди других проводов, кабелей, проложенных под штукатуркой, в лотках, коробах или другим способом без снятия изоляции с проводника, разрывания электрической цепи, отключения от них нагрузки.

Известно устройство визуальной идентификации кабельной проводки для определения положения концов шнуров, проводов, кабелей или трубопроводов, содержащее в или на каждом шнуре, проводе, кабеле или трубопроводе, которые необходимо идентифицировать, по меньшей мере, одно оптическое волокно, проложенное от первого разъема до другого разъема указанного шнура, провода, кабеля или трубопровода, причем первый конец каждого из оптических волокон доступен на соответствующем разъеме шнура, провода, кабеля или трубопровода с возможностью его освещения средством ввода света в волокно и второй конец этого оптического волокна доступен на другом конце того же шнура, провода, кабеля или трубопровода и выполнен с возможностью приема на нем света, введенного в волокно на первом разъеме, отличающееся тем, что одно или каждое оптическое волокно, встроенное в или на шнур, провод, кабель или трубопровод, имеет два изогнутых конца, то есть первый изогнутый конец, доступный для средства ввода света, и второй изогнутый конец, доступный для приема света, при этом изогнутые концы оптического волокна или каждого оптического волокна утоплены в разъемы, предусмотренные в двух концах шнура, провода, кабеля или трубопровода (патент РФ №2294001, кл. G02B 6/44, опубл. 20.03.2007, Бюл.№5).

Недостатком известного устройства визуальной идентификации кабельной проводки или трубопроводов для определения положения концов шнуров, проводов, кабелей или трубопроводов является его ограниченная область применения, так как для выполнения идентификации описанным выше устройством шнур, провод, кабель или трубопровод требуют внедрения в них оптического волокна, что в свою очередь повышает стоимость их производства. Также при повреждении оптического волокна требуется замена всего шнура, провода, кабеля или трубопровода, таким образом, ремонтные работы серьезно удорожаются.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство идентификации проводов, кабелей и других линейных объектов с использованием акустического сигнала, включающее в себя генератор звукового сигнала, состоящий из усилителя звукового сигнала, модуля воспроизведения звукового сигнала и вибрационных динамиков, приемник звукового сигнала, состоящий из усилителя входящего сигнала, индикатора уровня звукового сигнала и пьезодатчика (Виноградов А.В., Букреев А.В., Устройство идентификации проводов, кабелей и других линейных объектов с использованием акустического сигнала. / Виноградов А.В., Букреев А.В.// Промышленная энергетика. - 2018г.- №2. - с 40-46).

Недостатком известного устройства идентификации проводов, кабелей и других линейных объектов с использованием акустического сигнала является невозможность точной корректировки, подаваемой генератором звукового сигнала частоты на вибрационные динамики, отсутствие элементов отображения цифровой информации об идентификации на приемнике звукового сигнала.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение функциональных возможностей и области его использования за счет применения его для идентификации искомого проводника среди других проводов, кабелей, проложенных под штукатуркой, в лотках, коробах или другим способом без снятия изоляции с проводника, разрывания электрической цепи и отключения от них нагрузки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности производить идентификацию проводов, кабелей, отдельные их жилы с использованием акустического сигнала без съема изоляции с проводников, без разрывания электрической цепи и без отключения их от сети за счет того, что устройство снабжено генератором звуковых частот, выполненном на первом микроконтроллере, цифровым индикатором уровня звукового давления, выполненном на втором микроконтроллере, устройством приема информации, устройством усиления сигнала, вибрационными динамиками, звукоснимателем, двумя ЖК дисплеями. Это позволяет повысить безопасность работ по идентификации проводов и кабелей, или их жил при эксплуатации электропроводок, определять целостность проводов, кабелей, их жил, достичь снижение ущерба от простоя электрооборудования, сократить затраты на эксплуатацию внутренних электропроводок.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство идентификации проводов, кабелей с использованием акустического сигнала, содержащее вибрационные динамики, звукосниматель, согласно изобретению снабжено генератором звуковых частот, выполненном на первом микроконтроллере, цифровым индикатором уровня звукового давления, выполненном на втором микроконтроллере, устройством приема информации, устройством усиления сигнала, двумя ЖК дисплеями, при этом выходы вибрационных динамиков подключены к выходам устройства усиления сигнала, первый вход которого подключен к выходу генератора звуковых частот, выполненного на первом микроконтроллере, второй – к выходу устройства приема информации, выходы первого ЖК дисплея подключены непосредственно ко входам первого микроконтроллера, выходы звукоснимателя подключены ко входам цифрового индикатора уровня звукового давления, выполненного на втором микроконтроллере, к входам которого подключен второй ЖК дисплей.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства идентификации проводов, кабелей с использованием акустического сигнала.

Устройство идентификации проводов, кабелей с использованием акустического сигнала (УИПКсИАС) содержит генератор звуковых частот ГЗС1, выполненный на первом микроконтроллере, цифровой индикатор уровня звукового давления ЦИУЗД2, выполненный на втором микроконтроллере, устройство приема информации УПИ3, устройство усиления сигнала УУС4, вибрационные динамиками первый ВД5 и второй ВД6, звукосниматель ЗС7, первый ЖК дисплей ЖК8, второй ЖК дисплей ЖК9, проводник П10.

Вибрационные динамики ВД5, ВД6 подключены к проводнику П10, выходы вибрационных динамиков ВД5, ВД6 подключены ко выходам устройства усиления сигнала УУС4, первый вход которого подключен к выходу генератора звуковых частот ГЗС1, выполненного на первом микроконтроллере, второй – к выходу устройства приема информации УПИ3, выходы первого ЖК дисплея ЖК8 подключены непосредственно ко входам генератора звуковых частот ГЗС1, выполненного на первом микроконтроллере, выходы звукоснимателя ЗС7 подключены ко входам цифрового индикатора уровня звукового давления ЦИУЗД2, выполненного на втором микроконтроллере, к входам которого подключен второй ЖК дисплей ЖК9.

Устройство идентификации проводов, кабелей с использованием акустического сигнала работает следующим образом.

Вибрационные динамики ВД5, ВД6 одеваются на любую часть искомого проводника П10 непосредственно на изоляцию, и подают контрольный акустический сигнал в виде выбранной частоты с помощью генератора звуковых частот ГЗС1 или устройства приема информации УПИ3. Устройство приема информации УПИ3 выполнено на базе bluetooth модуля MH-M38. Устройство приема информации УПИ3 необходимо для удаленного изменения частоты, подаваемого в проводник акустического сигнала. Удаленное управление производиться посредством мобильного устройства через беспроводную сеть Bluetooth. Генератор звуковых частот ГЗС1 выполнен на базе первого микроконтроллера ATmega328P, с помощью разработанного программного обеспечения позволяет производить вручную выбор частоты акустического сигнала. Выбранная частота отображается на первом ЖК дисплее ЖК8, выходы которого подключены ко входам генератора звуковых частот ГЗС1, выполненного на базе первого микроконтроллера ATmega328P. Акустический сигнал заданной частоты подается на вибрационные динамики ВД5, ВД6 через устройство усиления сигнала УУС4, первый вход которого подключен к выходу генератора звуковых частот ГЗС1, второй – к выходу устройства приема информации УПИ3. Устройство усиления сигнала УУС4 выполнено на базе микросхемы PAM8403. Подаваемый в проводник П10 с помощью вибрационных динамиков ВД5, ВД6 акустический сигнал распространяется по всей длине проводника П10.

Звукосниматель ЗС7 выполнен на базе микросхемы MAX9814, и является микрофонным усилителем с автоматической регулировкой усиления, выходы звукоснимателя ЗС7 подключены ко входам цифрового индикатора уровня звукового давления ЦИУЗД2, выполненного на втором микроконтроллере ATmega328P.

Поочередно прислоняя звукосниматель ЗС7 к различный проводникам, контролируют подаваемым акустический сигнал выбранной частоты, и проводник П10, в котором контрольный акустический сигнал присутствует, или имеет наибольшую интенсивность, если он присутствует и в других проводниках, идентифицируют как искомый.

Индикация идентификации проводников осуществляется цифровым способом на втором ЖК дисплее ЖК9, который подключен ко входам цифрового индикатора уровня звукового давления ЦИУЗД2, выполненного на втором микроконтроллере ATmega328P.

На одном из проводов или кабеле индикатор покажет больший уровень, по сравнению с другими проводниками. Это и будет идентифицируемый проводник.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить идентификацию искомого проводника среди других проводников, проложенных под штукатуркой, в лотках, коробах или другим способом без снятия изоляции с проводника, разрывания электрической цепи и отключения от них нагрузки.

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам для идентификации искомого проводника. Устройство идентификации проводов, кабелей с использованием акустического сигнала содержит генератор звуковых частот, выполненный на первом микроконтроллере, цифровой индикатор уровня звукового давления, выполненный на втором микроконтроллере, устройство приема информации, устройство усиления сигнала, два вибрационных динамика, звукосниматель, два ЖК дисплея, проводник. При этом выходы вибрационных динамиков подключены к выходам устройства усиления сигнала, первый вход которого подключен к выходу генератора звуковых частот, выполненного на первом микроконтроллере, второй - к выходу устройства приема информации, выходы первого ЖК дисплея подключены непосредственно ко входам первого микроконтроллера, выходы звукоснимателя подключены ко входам цифрового индикатора уровня звукового давления, выполненного на втором микроконтроллере, к входам которого подключен второй ЖК дисплей. Технический результат - возможность выполнения измерений без съема изоляции с проводников. 1 ил.

Устройство идентификации проводов, кабелей с использованием акустического сигнала, содержащее вибрационные динамики, звукосниматель, отличающееся тем, что снабжено генератором звуковых частот, выполненным на первом микроконтроллере, цифровым индикатором уровня звукового давления, выполненным на втором микроконтроллере, устройством приема информации, устройством усиления сигнала, двумя ЖК дисплеями, при этом выходы вибрационных динамиков подключены к выходам устройства усиления сигнала, первый вход которого подключен к выходу генератора звуковых частот, выполненного на первом микроконтроллере, второй - к выходу устройства приема информации, выходы первого ЖК дисплея подключены непосредственно ко входам первого микроконтроллера, выходы звукоснимателя подключены ко входам цифрового индикатора уровня звукового давления, выполненного на втором микроконтроллере, к входам которого подключен второй ЖК дисплей.