Устройство для сигнализации о загрязнении воздуха Советский патент 1983 года по МПК G08B23/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля состояния объектов, в частности в устройствах предупредительной сигнализации загрязнения воздуха..

Известно устройство для тревожной сигнали ации, содержащее датчики, блоки измерения и усреднения, коммутатор, блоки управления и регистрации, основанные на прямых методах контро.ря загрязняющих.ингредиентов, в которых для сигнализации опасных концентраций используется сигнал превышения уровня предельно допустимой концентрации (ПДК) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для сигнализации, содержащее генератор тактовых импульсов, блок управления частотой опроса, коммутатор, блок регистрации и сигнализации, в каждом информационном канале - датчик состояния объекта, пороговое устройство (ограничитель), первый и второй входы которого подключены к выходу датчика и к шине соответствующей константы, аналогоцифровой преобразователь, первый вход которого подключен к выходу ограничителя, а второй вход - к соответствующему выходу коммутато- ра, вход которого соединен с выходом блока управления частотой опроса, запускаемого от генератора тактовых импульсов С23.

10

Недостаток известных устройств низкая достоверность контроля, являющаяся следствием высокой вероятности ложных сигналов тревоии-,, не учитывающих сложившиеся.меТеоусло15ВИЯ и время воздействия опасных уровней загрязнения (применительно к контролю.загрязнения). Действительно, существенное значение имеет характер воздействия загрязнения

20 на организм человека: при периодически изменяющемся уровне загрязнения, например на автомобильном перекрестке у светофора, когда сигнал на выходе датчика имеет вид. синусо25идального, этот уровень.не является опасным из-за кратковременности выбросов загрязняющих ингредиентов. Наоборот, устойчивое во времени превышение ПДК представляет серьез30ную опасность для здоровья человека. Цель Изобретения - повьшение до товерности сигнализации о загрязне нии воздуха. Указанная цель достигается тем, что в устройство для тревожной сигнализации о загрязненном воздухе, содержащее генератор тактовых импульсов, блок.управления частотой опроса, коммутатор, блок регистрации и сигнализации, в каждом-информационном канале - датчик контролируемрго параметра, ограничитель, первый и второй входы которого подключены к выходу датчика и к задатч ку соответствующего параметра, аналого-цифровой преобразователь, перв вход которого подключен к выходу ог раничителя, а второй вход - к соотв ствующему выходу коммутатора, вход которого соединен с выходом блока управления частотой опроса, первый вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, введены бло формирования сигналов опасности, и в каждый информационный канал - клю счетчик, триггер, п«фвый и второй элементы задержки, ключ сброса, два элемента ИЛИ, первые входы которых объединены и соединены с выходом счетчика, выход одного элемента ИЛИ подключен к шине сброса счетчика, вход которого соединен с выходом ан лого-цифрового преобразователя, с п вым входом триггера и информационным входом ключа, выход триггера по ключен к управляющему входу ключа сброса/ входы первого и второго эле ментов задержки объединены и соединены с соответствующим выходом коммутатора, выход первого элемента задержки подключен к второму входу триггера, выход второго элемента за держки подключен к информационному входу ключа сброса, выход которого соединен с вторым входом одного эле мента ИЛИ, выход ключа соединен с вторым входом другого элемента ИЛИ, выход блока формирования сигнала опасности подключен к управляющим входам ключей, второму входу блока управления частотой опроса и к одно му входу блока регистрации и сигнализации, остальные входы которого подключены к выходам других элементов ИЛИ, причем блок формирования сигнала опасности содержит датчики метеопараметров, выходы которых подключены к соответствующим первым входам блоков сравнения, вторые входы которых соединены с задатчика ми допустимых значений соответствую щих метеопараметров, выходы блоков сравнения подключены к входу второго элемента И, выход которого является выходом блока формирования сигнала опасности. На чертеже представлена функцио наЛьная схема устройства тревожной сигнализации загрязнения воздуха. Устройство содержит датчики 1 контролируемого параметра (состояния объекта), ограничители 2 (уровня), аналого-цифровые преобразователи 3, ключи 4, счетчики 5, элементы б ИЛИ, блок 7 регистрации и сигнализации, коммутатор 8, блок .9 управления частотой опроса, генератор 10 тактовых импульсов, шины (задатчики) 11 ПДК, первый и второй элементы 12 и 13 задержки, триггер 14, ключ 15 сброса, элемент 16 ИЛИ. Блок 17 формирования сигнала опасности содержит блоки 18 сравнения, датчики 19 метеопараметров и соответствующие им шины 19 допустимых значений, элемент 20 И. Блок 9; управления включает элемент 21 И, делитель 22 частоты, триггер 23, ключи 24 и 25, элемент ИЛИ 26, элементы 27 и 28 задержки. Устройство работает следующим образом. В нормальных, условиях, когда сигнал опасности на выходе блока 17 отсутствует, ключ 4 закрыт, элемент 21 И не работает, ключ 24 открыт. Импульсы генератора 10 тактовых импульсов поступает на блок 9 управления частотой опроса, и коммутатор 8 запускается от делителя 22 частоты . Если уровень загрязняющих ингредиентов не превышает ПДК или если число этих превышений не более емкости счетчика 5, то сигнала на выходе счетчика 5 не образуется и информация на блок 7 не поступает. При переполнении счетчика 5 образуется сигнал тревоги, фиксируемый блоком 7.. При этом импульсы коммутатора 8 с периодом опроса запускают аналогоцифровой преобразователь 3. При превькпении сигналом датчика 1 уровня ограничения (ПДК) на выходе ограничителя 2 образуется сигнал, который преобразуется в аналого-цифровом преобразователе 3 в число импульсов, равное кратности превышения ПДК. Эти импульсы в каждом такте перебрасыва ют триггер 14, закрывая ключ 15 сброса, и импульсы сброса в эти такты на счетчик 5 не проходят. В счетчике 5 накапливается некоторое число. Если это число больше или равно емкости счетчика, на его выходе образуется сигнал тревоги. В каждом такте триггер 14 сбрасывается импульсами сброса через время,определяемое элементом 12 задержки, поэтому если в следующем такте сигнала превыдения ПДК не будет, то импульс сброса через время, определяемое элементом 13, обнулит счетчик 5. Уровень ПДК на шине 11 и емкость счетчика 5 для каждого информационного канала регулируется, и тем самым учитываетс5Г степень опасности ингредиента и время его действия. Таким образом, в нормальной метеообстановке блок 7 регистрации и сигнализации зафиксирует опасную ситуацию при заданной кратности превышения ПДК загрязняющего ингредиента данного канала за определенное время. При этом кратковременные прерывания сигнсша невозможны из-за узкополосности спектра входного сигнала и инерционности входного датчика 1. Поэтому возврат счетчика 5 в исходное состояние из-за кратковременных сбоев исключен, тем самым обеспечивается высокая надежность и помехоустойчивость устройства.

При ухудшении метеоусловий на выходе элемента И 20 образуется сигнал, который фиксируется блоком 7 регистрации и сигнализации и открывает ключ 4. Лри этом любое, даже однократное превышение ПДК с выхода ограничителя 2 пройдет через клю 4, элемент ИЛИ б и будет зарегистрировано в блоке 7. регистрации и сигНсШизации.

Одновременно сигнал с выхода элемента И 20 используется для повышения частоты опроса, так как при увеличении скорости сбора повышается .достоверность и надежность прогноза: сигнал с выхода блока 17 формирования сигнала опасности поступает на управляющий вход блока 9 управления частотой опроса. Элемент И 21 открывается и на его выходе образуются импульсы, поступающие на заnydK триггера 23. Триггер 23 перебрасывается-, ключ 24 закрывается, ключ 25 открывается и на выход блока 9 поступают импульсы от генератора 10 тактовых импульсов, и тем самым частота опроса повышается.

В результате, в случае неблагоприятных метеоусловий любое превышение ПДК становится опасным для здоровья человека, что и фиксируется блоком 7 регистрации и сигнализации.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в повышении достоверности контроля за счет более полного учета сложившихся метеоусловий и времени действия (продолжительности повышенной концентрации загрязнения Предлагаемое устройство позволяет более достоверно и надёжйо прогнозировать вероятностные уровни заболеваемости населений, разрабатывать более полный комплекс профилактических и предупредительных мероприятий. Кроме этого, предусмотренное в устройстве изменение режима передачи, т.е. частоты опроса позволяет заблаговременно предсказать опасные

загрязнения воздушной среды в связи с изменением метеорологических условий и оперативно принять предупредительные меры по снижению ущерба от :загрязнения. Предлагаемое устройство может быть использовано не только как автономный прибор для тревожной сигнализащии, но и как низовое звено в системе сбора информации о состоянии окружающей среды. При этом через дополнительные узлы связи на центральый пункт будет передаваться интегральная информация, наиболее точно отражающая состояние объекта и позволяющая делать более надежные прогнозы.

Формула изобретения

1. Устройство для сигнализации о загрязнении воздуха, содержащее генератор тактовых импульсов, блок управления частотой опроса., коммутатор, блок регистрации и сигнализации, в каждом информационном канале - датчик контролируемого пара51метра, ограничитель, первый и вто|рой входы которого подключены к выходу датчика и к задатчику соответ ствующего параметра, аналого-цифровой преобразователь, первый вход

0 которого подключен .к выходу ограничителя, а второй вход - к соответствующему выходу коммутатора, вход которого соединен с выходом блока управления частотой опроса, первый

5 вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности устройства, в него введены блок формирования .сигнала опасности, и в

0 каждый информационный канал-ключ, счетчик, триггер, первый и второй элементы задержки, ключ сброса, два элемента ИЛИ, первые входы которых объединены и соединены с выходом

5 счетчика, выход одного элемента ИЛИ по;-лслючен к шине сброса счетчика, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя,- с первым входом триггера и информацион0ным входом ключа, выход триггера подключен к управляющему входу ключа сброса, входы первого и второго элементов задержки объединены и соединены с соответствующим выходом комму5татора, выход первого элемента задержки подключен к второму входу триггера, выход второго элемента задержки подключен к информационному входу ключа сброса, выход которого соединен с

0 вторым входом одного элемента ИЛИ, выход ключа соединен с вторым входом другого элемента ИЛИ, выход блока формирования сигнала опасности подключен к управляющим входам ключей, второму входу блока управления часто5

той опроса и к одному входу блока регистрации 1с сигнализации, остальные входы которого подключены к выходам других элементов ИЛИ,

2. Устройство по.П.1, о т л и чающееся тем, что блок формирования сигнала опасности содержит датчики метеопараметров,выходы которых подключены к соответствующим пеовым входам блоков сравнения,вторые входы которых соединены с задатчиками допустимых значений соответствующих метеопараметров, выходы блоков сравнения подключены к входу второго элемента И, выход которого является выходом блока формирования сигнала опасности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Автсч ское свидетельство СССР 756442, кл. GT08 В 1/08, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР 612271, кл. & 08 В 23/00, 1977 (прототип).