Способ и устройство диагностики обрыва проводов и жил кабелей с использованием акустических сигналов Российский патент 2023 года по МПК G01R31/58 G01N29/04 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для акустической диагностики обрыва проводов и жил кабелей.

Известен способ передачи информационных сигналов по проводам линий электропередачи, заключающийся в подаче сигнала в электрическую сеть и его приёме в другой точке линии электропередачи, выделении спектра сигнала и его обработке (авторское свидетельство SU 1802417 А1, заявлено 30.11.90, опубликовано 15.03.93, Бюл. 1ч 10).

Известен способ одновременной идентификации нескольких проводников с применением подаваемых в них акустических сигналов, заключающийся в подаче в любую часть проводника контрольных акустических сигналов, отличающиеся между собой частотой, мощностью и формой, контроле на других частях проводников и частях проложенных параллельно с ними проводников наличия контрольных акустических сигналов и идентификации тех проводников, в которых контрольные акустические сигналы присутствуют, или имеют наибольшую мощность, как искомых, контроллере частоты, мощности и формы сигналов в выявленных искомых проводниках, идентификации разных искомых проводников между собой по частоте, мощности и форме присутствующего в них акустического сигнала (Патент №2733812 Российская Федерация, МПК G10K 9/122, G01N 29/04 СПК G01N 29/04. заявлено 19.03.2020; опубл. 07.10.2020 Бюл. №28).

Наиболее близким является способ использования проводников для передачи сигналов мониторинга, контроля, учёта, управления, заключающийся в подаче в проводники акустических сигналов и фиксировании их на другом конце проводника, в котором с помощью датчиков мониторинга, датчиков контроля, датчиков учёта осуществляют мониторинг, контроль и учёт параметров оборудования и передают информационные сигналы о режиме его работы на устройства преобразования сигналов мониторинга, контроля и учета в акустические сигналы, с которых сигналы через вибродинамики подают на проводники, питающей оборудование сети, с вибродинамиков сигналы подают на пьезодатчики соответствующих проводников, где их преобразуют и распознают, информацию передают в систему мониторинга, контроля, учёта и управления (Патент № 27774981 Российская Федерация, МПК G10K 9/122, G01N 29/04. заявлено 31.08.2021, опубл. 24.06.2022, Бюл. № 18).

Известно устройство идентификации проводов, кабелей и других линейных объектов с использованием акустического сигнала, содержащее вибрационные динамики, звукосниматель, снабжённое 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. (Патент №2733087 Российская Федерация, МПК G01R 31/00, СПК G01R 31/60. заявлено 20.02.2020; опубл. 29.09.2020 Бюл. №28.)

Известно устройство идентификации проводов, кабелей и других линейных объектов с использованием акустических сигналов, содержащее вибрационные динамики, звукосниматель, снабжённое тремя вибрационными динамиками, 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 первый, второй и третий вибрационные динамики подключены к проводнику, выходы трех 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. (Патент № 2743146 Российская Федерация, МПК G01R 31/00. заявлено 19.03.2020; опубл. 15.02.2021, Бюл. № 5).

Наиболее близким по технической сущности является устройство реализации способа передачи сигналов мониторинга, контроля, учёта, управления, содержащее провода, или жилы кабелей, вибродинамики, пьезодатчики, устройства преобразования акустического сигнала, устройства распознавания акустического сигнала (Патент № 27774981 Российская Федерация, МПК G10K 9/122, G01N 29/04. заявлено 31.08.2021, опубл. 24.06.2022, Бюл. № 18).

Недостатками способов и устройств является недостаточная функциональность и надёжность, заключающиеся в том, что подаваемые в проводники акустические сигналы используются для идентификации проводников, для передачи информации с целью мониторинга, контроля, учёта, управления работы оборудования, но не используются для контроля обрыва проводов и жил кабелей, не оснащены средствами контроля работоспособности, что не позволяет осуществлять диагностику обрыва проводов и жил кабелей с использованием акустических сигналов и таким образом повышать надёжность электроснабжения потребителей.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение надёжности электроснабжения потребителей посредством диагностики обрыва проводов и жил кабелей с использованием акустических сигналов.

Технический результат достигается тем, что в способе диагностики обрыва проводов и жил кабелей с использованием акустических сигналов, заключающимся в подаче в провода, или жилы кабелей акустических сигналов и фиксировании их на другом конце проводника, согласно изобретению, задают формы, частоты, интенсивность акустических сигналов и периодичность их подачи на провода или жилы кабелей с одной их стороны, на каждый с заданной периодичностью подают акустические сигналы с помощью устройства акустической диагностики обрыва проводов или жил кабелей, фиксируют с другой стороны проводов или жил кабелей, распознают акустические сигналы с помощью устройства акустической диагностики обрыва проводов или жил кабелей, при отсутствии акустического сигнала со второй стороны на одном или нескольких проводах или жилах кабеля контролируют работоспособность устройства акустической диагностики обрыва проводов или жил кабелей и при его работоспособном состоянии идентифицируют провода или жилы кабелей, делают вывод об обрыве данных проводов, или жил кабелей, информируют диспетчера сети об обрыве с указанием конкретных оборванных проводов, или жил кабелей.

Технический результат достигается также тем, что в устройство диагностики обрыва проводов и жил кабелей с использованием акустических сигналов, содержащем провода, или жилы кабелей, связанные с вибродинамиками и пьезодатчиками, устройства преобразования акустического сигнала и устройства распознавания акустического сигнала, согласно изобретению, оно снабжено блоком генерации акустического сигнала с заданными периодичностью, формой, частотой и интенсивностью, соединённым с вибродинамиками и первым блоком контроля работоспособности, соединенным с вибродинамиками и первым блоком приема передачи данных, связанным через первый канал связи со вторым блоком приема передачи данных, соединенным через второй канал связи с диспетчером сети, и блоком хранения, обработки и отображения информации, который связан со вторым блоком контроля работоспособности, устройства преобразования акустического сигнала, устройства распознавания акустического сигнала и пьезодатчики связаны между собой и с блоком хранения, обработки и отображения информации и со вторым блоком контроля работоспособности.

Изобретение поясняется фиг. 1, на котором представлена блок-схема устройства диагностики обрыва проводов и жил кабелей с использованием акустических сигналов.

Схема содержит следующие элементы: провода, или жилы кабелей П1, П2, П3, блок генерации акустического сигнала с заданными периодичностью, формой, частотой и интенсивностью БГАС4, вибродинамики ВД5, ВД6, ВД7, пьезодатчики ПД8, ПД9, ПД10, устройства преобразования акустического сигнала УПАС11, УПАС12, УПАС13, устройства распознавания акустического сигнала УРАС14, УРАС15, УРАС16, блок хранения, обработки и отображения информации БХОИОИ17, первый блок контроля работоспособности БКР18, первый блок приёма и передачи данных БППД19, второй блок приёма и передачи данных БППД20, канал связи КС21, второй блок контроля работоспособности БКР22, канал связи КС23, Диспетчер сети ДС24.

Способ реализуется следующим образом с помощью предлагаемого устройства. В Блок генерации акустического сигнала БГАС4 задают периодичность, форму, частоту и интенсивность акустических сигналов. БГАС4 соединён с вибродинамиками ВД5, ВД6, ВД7, генерирует и подаёт на них акустические сигналы, на каждый с заданными периодичностью, формой, частотой и интенсивностью. ВД5, ВД6, ВД7 соединены с проводами, или жилами кабелей П1, П2 и П3 и передают в них соответствующие акустические сигналы. Пьезодатчики ПД8, ПД9, ПД10 соединены с проводами, или жилами кабелей П1, П2 и П3 и воспринимают соответствующие акустические сигналы, соединены с устройствами преобразования акустического сигнала УПАС11, УПАС12, УПАС13, передают их на эти устройства. УПАС11, УПАС12, УПАС13 соединены с ПД8, ПД9, ПД10, преобразуют полученные от них сигналы и преобразовывают их в заданный вид для дальнейшей расшифровки. УПАС11, УПАС12, УПАС13 также соединены с устройствами распознавания акустического сигнала УРАС14, УРАС15, УРАС16 и передают на них сигналы для расшифровки. УРАС14, УРАС15, УРАС16 соединены с УПАС11, УПАС12, УПАС13, получают от них сигналы, расшифровывают их. Также они соединены с блоком хранения, обработки и отображения информации БОИ17, передают в него информацию о расшифрованных сигналах. БХОИОИ17 хранит, обрабатывает полученную информацию и отображает её. БХОИОИ17 соединён также со вторым блоком приёма и передачи данных БППД20. В случае, если на БХОИОИ17 приходит информация об отсутствии сигнала с одного, или нескольких проводов, или жил кабелей, например, П1, П2, с указанием данных проводов, или кабелей, БХОИОИ17 передаёт сигнал на БППД20. БППД20 соединён с БХОИОИ17, получает от него сигнал, также БППД20 соединён по каналу связи КС21 с БППД19, передаёт по КС21 на БППД19 сигнал запроса о работоспособности БГАС4 и ВД5, ВД6, ВД7. БППД19 соединён с БППД20 соединён по каналу связи КС21, получает от него сигнал запроса, соединён с БКР18 и передаёт на него данный сигнал. БКР18 соединён с БППД19, получает от него сигнал запроса, соединён с БГАС4 и с ВД5, ВД6, ВД7, осуществляет проверку их работоспособности. Если они находятся в работоспособном состоянии, то БКР18 передаёт информацию об этом в БППД19. БППД19 по КС21 передаёт данную информацию в БППД20, а БППД20 передаёт её в БХОИОИ17. БХОИОИ17 обрабатывает данную информацию и делает вывод об обрыве проводов, или жил кабелей П1 и П2, отображает данную информацию и передаёт её в БППД20, который в свою очередь передаёт данную информацию диспетчеру сети ДС24 по каналу связи КС23, соединяющему ДППД20 и ДС24.

Если БКР18 выявляет неработоспособность БГАС4, или одного, или нескольких из вибродинамиков ВД5, ВД6, ВД7, он передаёт данную информацию в БППД19. БППД19 по КС21 передаёт данную информацию в БППД20, а БППД20 передаёт её в БХОИОИ17. БХОИОИ17 обрабатывает данную информацию и делает вывод об отказе соответственно БГАС4, или одного, или нескольких из вибродинамиков ВД5, ВД6, ВД7, например, ВД6 и ВД7, сопоставляет её с информацией об исчезновении акустического сигнала на одном, или нескольких проводах, или жилах кабелей, например П1 и П2, делает вывод о недостоверности информации об обрыве проводов П1 и П2, а также о необходимости восстановления ВД6 и ВД7. Также БХОИОИ17 отображает данную информацию и передаёт её в БППД20, который в свою очередь передаёт данную информацию диспетчеру сети ДС24 по каналу связи КС23, соединяющему ДППД20 и ДС24.

При исчезновении акустического сигнала, например, с проводов П1, П2 и П3, если БКР18 выявляет неработоспособность, например, ВД5 при работоспособном состоянии ВД6 и ВД7, а также БГАС4, он передаёт данную информацию в БППД19. БППД19 по КС21 передаёт данную информацию в БППД20, а БППД20 передаёт её в БХОИОИ17. БХОИОИ17 обрабатывает данную информацию и делает вывод об отказе ВД5, работоспособном состоянии ВД6 и ВД7, а также БГАС4, сопоставляет её с информацией об исчезновении акустического сигнала на П1, П2 и П3, делает вывод об обрыве проводов П1 и П2, а также о недостоверности информации об обрыве П3, о необходимости восстановления ВД5. Также БХОИОИ17 отображает данную информацию и передаёт её в БППД20, который в свою очередь передаёт данную информацию диспетчеру сети ДС24 по каналу связи КС23, соединяющему ДППД20 и ДС24.

Применение предлагаемого способа обеспечит повышение надёжности электроснабжения потребителей посредством диагностики обрыва проводов и жил кабелей с использованием акустических сигналов.

Изобретение относится к автоматике и предназначено для акустической диагностики обрыва проводов и жил кабелей. Сущность: подают акустические сигналы с заданными формой, частотой и интенсивностью с помощью устройства акустической диагностики. С другой стороны проводов или жил кабелей фиксируют акустические сигналы с учётом заданных для каждого провода, или жилы кабеля формой, частотой и интенсивностью. При отсутствии акустического сигнала со второй стороны на одном или нескольких проводах или жилах кабеля контролируют работоспособность устройства акустической диагностики. При работоспособном состоянии устройства акустической диагностики обрыва делают вывод об обрыве данных проводов или жил кабелей и информируют диспетчера сети об обрыве с указанием конкретных оборванных проводов или жил кабелей. Устройство диагностики обрыва проводов и жил кабелей содержит вибродинамики, пьезодатчики, устройства преобразования акустического сигнала, устройства распознавания акустического сигнала, блок генерации акустического сигнала с заданными периодичностью, формой, частотой и интенсивностью, блок хранения, обработки и отображения информации, первый и второй блоки контроля работоспособности, первый и второй блоки приёма и передачи данных, каналы связи, диспетчер сети. Технический результат: повышение надёжности электроснабжения потребителей посредством диагностики обрыва проводов и жил кабелей с использованием акустических сигналов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ диагностики обрыва проводов и жил кабелей с использованием акустических сигналов, заключающийся в подаче в провода или жилы кабелей акустических сигналов и фиксировании их на другом конце проводника, отличающийся тем, что задают формы, частоты, интенсивность акустических сигналов и периодичность их подачи на провода или жилы кабелей с одной их стороны, на каждый с заданной периодичностью подают акустические сигналы с помощью устройства акустической диагностики обрыва проводов и жил кабелей, фиксируют их с другой стороны проводов или жил кабелей, распознают акустические сигналы с помощью устройства диагностики обрыва проводов и жил кабелей, при отсутствии акустического сигнала со второй стороны на одном или нескольких проводах или жилах кабеля контролируют работоспособность устройства акустической диагностики обрыва проводов и жил кабелей и при его работоспособном состоянии идентифицируют провода или жилы кабелей, делают вывод об обрыве данных проводов или жил кабелей, информируют диспетчера сети об обрыве с указанием конкретных оборванных проводов или жил кабелей.

2. Устройство диагностики обрыва проводов и жил кабелей с использованием акустических сигналов, содержащее провода или жилы кабелей, связанные с вибродинамиками и пьезодатчиками, устройства преобразования акустического сигнала и устройства распознавания акустического сигнала, отличающееся тем, что оно снабжено блоком генерации акустического сигнала с заданными периодичностью, формой, частотой и интенсивностью, соединённым с вибродинамиками и первым блоком контроля работоспособности, соединенным с вибродинамиками и первым блоком приема передачи данных, связанным через первый канал связи со вторым блоком приема передачи данных, соединенным через второй канал связи с диспетчером сети, и блоком хранения, обработки и отображения информации, который связан со вторым блоком контроля работоспособности, устройства преобразования акустического сигнала, устройства распознавания акустического сигнала и пьезодатчики связаны между собой и с блоком хранения, обработки и отображения информации и со вторым блоком контроля работоспособности.