Устройство для сигнализации Советский патент 1985 года по МПК G08B17/10 

ковой вход синхрогенератора является пусковым входом устройства, вход «Калибровка синхрогенератора является входом «Калибровка устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что синхрогенератор содержит управляемый генератор импульсов, два триггера, пять элементов И, два элемента ИЛИ, инвертор, три регистра сдвига, три элемента задержки и счетчик, вход инвертора и первый вход первого элемента И объединены и являются установочным входом синхрогенератора, выход инвертора подключен к первым входам второго и третьего элементов И, управляющий вход управляемого генератора импульсов является пусковым входом синхрогенератора, выход управляемого генератора импульсов подключен к первому входу четвертого элемента И и вторым входам первого, второго и третьего элементов И, установочный вход первого триггера является входом «Калибровка синхрогенератора, прямой выход первого триггера подключен к второму входу четвертого элемента И и третьему входу третьего элемента И, инверсный выход первого триггера подключен к первому входу пятого элемента И, третьему входу второго элемента И и является седьмым выходом синхрогенератора, выход первого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход второго элемента И подключен к входу первого регистра сдвига, первый выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй выход - к второму входу второго, элемента ИЛИ и входу первого элемента задержки, выход которого является третьим выходом синхрогенератора.

третий выход первого регистра сдвига подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к третьему входу второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента И подключен к входу второго регистра сдвига, первый выход которого подключен к четвертому входу второго элемента ИЛИ, второй выход - к входу второго элемента задержки, выход которого является восьмым выходом синхрогенератора, третий выход второго регистра сдвига подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ и к первому сигнальному входу первого триггера, выход четвертого элемента И подключен к входу третьего регистра сдвига, первый выход которого подключен к пятому входу второго элемента ИЛИ, выход которого является первым входом синхрогенератора, второй выход третьего регистра сдвига подключен к входу третьего элемента задержки, выход которого является шестым выходом синхрогенератора, третий выход третьего регистра сдвига подключен к первому сигнальному входу второго триггера и четвертому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу счетчика, выход разрядов которого является вторым выходом синхрогенератора, выход старшего разряда счетчика подключен к вторым сигнальным входам первого и второго триггеров, прямой выход второго триггера подключен к четвертому входу третьего элемента И и второму входу пятого элемента И, выход которого является пятым выходом синхрогенератора, инверсный выход второго триггера, подключен к третьему входу четвертого элемента И и является четвертым выходом синхрогенератора.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ, содержащее датчики, унравляющие входы которых- объединены и подключены к первому выходу синхрогенератора, второй выход которого подключен к адресному входу первого оперативного запоминающего устройства и является адресным выходом устройства, аналого-цифровой преобразователь и мультиплексор, отличающееся тем, , что, с целью повышения надежности устройства путем циклической поверки датчиков, в н-его ввеДены блок вычитания, цифроаналоговый преобразователь, три регистра, два блока элементов И, два блока сравнения, второе оперативное запоминающее устройство, два поверочных баллона с управляемыми вентилями, каждый датчик выполнен в виде камеры с двумя пробоотборниками и установленным в ней детектором, все первые пробоотборники камер объединены и подключены к выходу управляемого вентиля первого поверочного баллона, все вторые пробоотборники камер объединены и подключены к выходу управляемого вентиля второго поверочного баллона, выходы детекторов подключены к сигнальным входам мультиплексора, адресный вход которого подключен к второму выходу синхрогенер тора, выход мультиплексора подключен к одному входу блока вычитания, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, которого через первый регистр подключены к первым входам соответствующих элементов И первого и второго блоков элементов И, входам сигнала данных первого и второго оперативных запоминающих устройств, вторые входы элементов И первого блока элементов И и вход-считывания второго оперативного запоминающего устройства подключены к третьему выходу синхрогенератора, четвертый выход которого подключен к вторым входам элементов И второго блока эле.ментов И и управляющему входу управляемого вентиля первого поверочного баллона, пятый выход синхрогсиератора подключен к первому входу считывания первого оперативного запоминающего устрой§ ства и управляющему входу управляемого вентиля второго поверочного баллона, щессл той и седьмой выходы синхрогенератора подключены соответственно к вюду записи и вто.рому входу считывания первого оперативного запоминающего устройства,адресные вхо,ды которого соединены с вторым выходом синхрогенератора, восьмой выход синхрогенератора подключен к входу записи второго оперативного запоминающего устройства, со Ф со выходы первого блока элементов И и второго оперативного запоминающего,устройства подключены к входам первого блока сравнения, выход которого является первым сиг1чЭ нальным входом устройства, вход второго со регистра является установочным входом устройства, выходы второго регистра и второго блока элементов И подключены к входам второго блока сравнения, выход которого подключен к контрольному входу первого оперативного запоминающего устройства и является вторым сигнальньгм выходом устройства, информационный выход первого оперативного запоминающего устройства через последовательно включенные третий регистр и цифроаналоговый преобразователь подключен к другому входу блока вычитания, контрольный выход первого оперативного запоминающего устройства подключен к установочному входу синхрогенератора, пус

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к автоматическим системам для обнаружения и анализа взрывоопасных концентраций горючих газообразных веществ и их смесей, и может быть использовано в системах контроля, например при создании системы мониторинга окружаюш,ей среды, автоматической системы безопасности, контроля и управления морских стационарных платформ континентального шельфа.

Целью изобретения является повышение надежности устройства путем циклической поверки датчиков.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для сигнализации; на фиг. 2 - функциональная схема синхрогенератора.

Устройство для сигнализации .содержит датчики 1, каждый из которых выполнен

в виде камеры с двумя пробоотборниками и установленным в ней детектором 2, выход которого через нормирующий усилитель 3 подключен к соответствующему сигнальному входу мультиплексора 4, блок 5 вычитания, аналого-цифровой преобразователь 6, первый 7, второй 8 и третий 9 регистры, первый 10 и второй 11 блоки элементов И, первый 12 и второй 13 блоки

сравнения, первое 14 и второе 15 оперативные запоминающие устройства, цифроаналоговый преобразователь 16, первый 17 и второй 18 поверочные баллоны и синхрогенератор 19, имеющий пусковой вход 20, вход 21 «Калибровка, установочный вход 22,

первый 23, второй 24, третий 25, четвертый 26, пятый 27, шестой 28, седьмой 29 ,и восьмой 30 выходы.

Синхрогенератор 19 содержит управляемый генератор 31 импульсов, первый 32 и

второй 33 триггеры, первый 34, второй 35, третий 36, четвертый 37 и пятый 38 элементы И, первый 39 и второй 40 элементы ИЛИ, инвертор 41, первый 42, второй 43 и третий 44 регистры сдвига, первый 45, второй 46 и третий 47 элементы задержки и счетчик 48.

Устройство для сигнализации работает следующим образом.

Перед работой устройства для сигнализации производится начальная установка его элементов и узлов, в частности очистка содержимого оперативных запоминающих устройств, сброс всех регистров (цепи управления не показаны) и счетчика, причем его исходное состояние соответствует первому адресу первого датчика.

Далее устройство работает непрерывно в режимах измерения установк нуля и установки нижнего концентрационного предела воспламенения (НКПВ), причем установка нуля и установка НКПВ выполняются последовательно и запускаются подачей сигнала «Калибровка по входу 2Г синхрогенератора 19. При отсутствии сигнала «Калибровка работа проходит в режиме измерения.

Режим установки нуля.

Синхрогенератор 19 вырабатывает сигнал режима установки нуля, поступающий с выхода 26 на второй вход элементов И блока 11 элементов И и открывающий управляемый вентиль первого поверочного баллона 17 с инертным газом. По сигналу с первого выхода 23 синхрогенератора 19 открываются управляющие входы камер датчиков 1, и . инертный газ через открытый управляемый вентиль первого поверочного баллона 17 через первые пробоотборники камер датчиков 1 поступает в камеры, под давлением вытесняя газы, оставшиеся в них от предыдущих циклов измерения. После заполнения камер датчиков 1 сигнал с первого выхода 23 синхрогенератора 19 снимается и управляемые вентили закрываются.

Сигнал с второго выхода 24 синхрогенератора 19 инициирует первый адрес датчика 1 мультиплексора 4 и оперативных запоминающих устройств 14 и 15. Измеренное значение нулевого разбаланса детектора 2 соответствующего датчика 1 усиливается нормирующим усилителем 3 и с выхода датчика 1 поступает на первый вход мультиплексора 4, подключающего первый датчик 1 к одному входу блока 5 вычитания. В связи с произведенным предварительно обнулением третьего регистра 9, другой вход блока 5 также обнулен, вследствие чего сигнал проходит на аналого-цифровой преобразователь 6 в данном режиме без изменения. Аналого-цифровой преобразователь 6 преобразует аналоговый сигнал в цифровой код и выдает его для хранения на первый регистр 7, откуда он поступает на первые входы элементов И блока 11 элементов И, который разрещает прохождение

измеренного значения нулевого разбаланса датчика 1 на соответствующие входы второ го блока 13 сравнения. К этому моменту на другие входы блока 1-3 с второго регистра 8 поступает максимально допусти мое значение нулевого разбаланса датчиков, обусловленное техническими условиями на качество работоспособности датчиков.

Второй блок 13 сравнения производит поразрядное сравнение кодов, поступающих на его входы, и в случае превыщения кодом измеренного значения нулевого разбаланса датчика 1 кода максимально допустимого значения нулевого разбаланса датчиков выдает по второму входу устройства для сигнализации информацию высокого уровня, равную логической «1, о превыщении максимально допустимого нулевого разбаланса детектора 2, физически означающего потерю детектором 2 соответствующего датчика 1 работоспособности. Этот же сигнал вместе с измеренным значением нулевого разбаланса датчика 1, хранимым первым регистром 7, записывается в первое оперативное запоминающее устройство 14, сигнал разрешения записи в которое поступает к этому времени с щестого выхода 28 синх5 рогенератора 19. При этом запись контрольной логической «1 с выхода второго блока 13 сравнения производится в контрольный бит соответствующего байта первого оперативного запоминающего ycтpoйctвa 14.

Q В случае нахождения кода измеренного значения нулевого разбаланса соответствующего датчика 1 в пределах допуска, ограниченного кодом максимально допустимого значения нулевого разбаланса датчиков на втором регистре 8, е выхода второго

блока 13 сравнения производится в контрольный бит первого оперативного запоминающего устройства запись логического «О. На этом съем и обработка измеренной информации с первого датчика 1 прекращается и Синхрогенератор 19 с второго выхода 24 выдает адрес следующего датчика. Далее цикл обработки данных в режиме установки нуля повторяется. Таким образом, производится опрос всех датчиков 1 и установление значений нулевого разбаланса каж5 дого датчика с их записью в соответствующие ячейки первого оперативного запоминающего устройства 14. Режим установки НКПВ. Синхрогенератор 19 вырабатывает сигнал режима установки.НКПВ, поступающий

с пятого выхода 27 синхрогенератора 19 и открывающий управляемый вентиль второго поверочного баллона 18, в котором находится взрывоопасный паз, характерный для данной контролируемой среды, концентрация которого соответствует НКПВ. Цель

5 режима - установка инди1видуальных значений НКПВ с учетом технических особенностей датчиков, например нулевого разбаланса датчиков.

С первого выхода 23 синхрогенератора 19 поступает сигнал, открывающий управляющие входы камер датчиков 1. Газ повышенной концентрации (уровня НКПВ) поступает в камеры датчиков 1 и под давлением вытесняет инертный газ, оставшийся в них от предыдущего режима работы устройства. После заполнения газовых камер датчиков взрывоопасным газом концентрации НКПВ сигнал с первого выхода 23 синхрогенератора снимается, и управляющие входы камер закрываются.

Синхрогенератор 19 по второму выходу 24 инициирует адрес первого датчика 1, в котором детектором 2 производится измерение и усиление сигнала нормирующим усилителем 3. Измеренное значение отработки детектором 2 уровня НКПВ (в дальнейшем - индивидуальное значение НКПВ) с выхода iiepBoro датчика 1 поступает на соответствующий вход мультиплексора 4, выполняющего коммутацию измерительного канала к одному входу блока 5 вычитания.

К этому времени сигнал режима установки НКПВ с пятого выхода 27 синхрогенератора 19 позволяет чтение (по первому входу разрешения считывания информации из оперативного запоминающего устройства 14) измеренного в предыдущем режиме значения нулевого разбаланса первого датчика, которое выбирается из соответствующей ячейки оперативного запоминающего устройства 14. Одновременно с кодом нулевого разбаланса датчика 1, поступающего на входы третьего регистра 9 и преобразующегося в аналоговую форму цифроаналоговым преобразователем 16, содержимое контрольного бита кода нулевого разбаланса датчика поступает на установочный вход 22 синхрогенератора 19 и либо разрешает при нулевом сигнале продолжение обработки данных в режиме, либо блокирует (при единичном сигнале) обработку данных по данному адресу и инициирует по следующему адресу переход к второму датчику 1.

Таким образом, на другой вход блока 5 вычитания (при нулевом сигнале) с выхода цифроаналогового преобразователя 16 поступает значение нулевого разбаланса этого же датчика, происходит вычитание (установление динамического диапазона измерения), затем преобразование в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем 6 разностного сигнала измерения и его хранение в первом регистре 7.

С восьмого выхода 30 синхрогенератора 19 с задержкой на второе оперативное запоминающее устройство 15 поступает сигнал разрешения записи, после чего в соответствующую ячейку второго оперативного запоминающего устройства 15 производится зап,ись кода индивидуального НКПВ, соответствующего динамическому диапазону подключенного датчика 1. На этом съем и обработка измеренной информации с пер-, вого датчика 1 прекращается и синхрогенератор 19 с второго выхода 24 выдает адрес следующего датчика 1. Так производится опрос всех датчиков 1 устройства (за исключением тех, для которых в режи, ме установки нуля) в контрольный бит записана логическая «1) и установление и определение индивидуальных значений НКПВ с учетом динамического диапазона с их записью в соответствующие ячейки второго оперативного запоминающего уст0 ройства 15.

Режим измерения.

Сигнал режима измерения поступает с седьмого выхода 29 синхрогенератора 19 и однозначно соответствует сигналу разрешения считывания информации по второму входу разрещения считывания оперативного запоминающего устройства 14 из ячейки, определяемой адресом, инициируемым синхрогенератором 19 сигналом по его второму вы-ходу 24.

Q С первого выхода 23 синхрогекератора 19 поступает сигнал, открывающий управляющие входы камер датчиков 1. После их проветривания в процессе работы в камеры поступает анализируемый газ, концентрация которого определяется детектором 2, усиливается нормирующим усилителем 3 и через мультиплексор 4 поступает на один вход блока 5 вычитания.

К этом времени код нулевого разбаланса датчика считывается из соответствующей ячейки первого оперативного запоминающего

0 устройства 14, записывается в третий регистр 9 (значение содержимого контрольного бита учитывается идентично режиму установки НКПВ), преобразовывается в аналоговую форму цифроаналоговым преобразователем 16 и поступает в аналоговой форме на другой вход блока 5 вычитания. В последнем происходит определение (с учетом значения нулевого разбаланса датчика) нулевой точки отсчета сигнала по амплитуде, затем измеренное значение текущей концентрации газа аналого-цифровым преобразователем 6 преобразуется в цифровую форму и поступает на хранение в первый .регистр 7.

Синхрогенератор 19 по третьему выходу 25 выдает сигнал разрешения считывания, поступающий на одноименный вход второс го оперативного запоминающего устройства 15, и разрешает прохождение кода измеренного значения текущей концентрации газа через первый блок 10 элементов И на соответствующие входы блока 12 сравнения. На другие входы блока 12 сравнения поступает из соответствующей ячейки второго оперативного запоминающего устройства 15 код индивидуального НКПВ, соответствующего динамическому диапазону данного датчика 1. Блок 12 сравнения производит сравнение кодов и, в случае, равенства либо

5 превыщения кодом текущей концентрации газа кода индивидуального НКПВ, по первому выходу на внещнее устройство индикации производится выдача тревожного сигнала. Далее синхрогенёратор, 19 с второго выхода 24 выдает адрес следующего датчика 1. При этом, как и в предыдущем режиме, исключается опрос датчиков, для которых содержимое контрольного бита в первом оперативном запоминающем устройстве 14 равно логической «1.

Синхрогенёратор 19 работает следующим образом.

С приходом сигнала «Пуск на вход 20 запускается управляемый генератор 31 импульсов, вырабатьшающий последовательность импульсов с частотой, определяемой временем выполнения микроопераций в сдвигающих регистрах.

При появлении сигнала на входе 21 «Калибровка первый триггер 32 по установочному входу устанавливается в единичное состояние и логическая «1 с, прямого выхода триггера 32 разрещает прохождение импульсов через четвертый элемент И 37 на вход третьего сдвигающего регистра 44. При этом с четвертого выхода 26 выдается логическая «1, свидетельствующая о работе устройства для сигнализации в режиме «Установка нуля. Каждый регистр сдвига настроен на выполнение трех микроопераций, поэтому с первого выхода третьего сдвигающего регистра 44 поступает логическая «1, которая через второй элемент ИЛИ 40 поступает на первый выход 23 и открывает камеры датчиков 1. При выполнении второй микрооперации сдвига первый выход 23 обнуляется, управляющие входы камер датчиков 1 закрываются и логическая «1 с второго выхода третьего регистра 44 через третий элемент 47 задержки поступает на щестой выход 28 синхрогенератора 19 и разрещает запись данных в первое оперативное запоминающее устройство 14. Время задержки элемента 47 обусловлено временем прохождения сигналом измерительного тракта (блоков 1 и 4-7) и отработкой блоков II и 13. При выполнении третьей микрооперации сдвига логическая «1 с третьего выхода третьего регистра 44 поступает на первый вход триггера 33 и через первый элемент ИЛИ 39 на вход счетчика 48, изменяя его содержимое на единицу и определяя тем самым следующий, второй адрес на втором выходе 24 си-нхрогенератора 19. Затем цикл операций повторяется и после отработки последнего адреса датчика с выхода .старщего разряда счетчика 48 логическая «1 по второму входу устанавливает триггер 33 в единичное состояние, тем самым запрещая по третьему входу прохождение импульсов с управляемого генератора 31 через четвертый элемент И 37 и отменяя рабочий режим «Установка нуля. Этот же сигнал подготавливает по четвертому входу второй элемент И 36, разрещая прохождение импульсов на вход второго регистра 43 сдвига в следующем режиме.

Работа синхрогенератора 19 в режиме «Установка НКПВ обусловлена наличием или отсутствием сигнала блокировки по состоянию контрольного бита первого оператив: ного запоминающегося устройства 14, поступающего на вход 22. Счетчик 48 установлен в исходное состояние, соответствующее первому адресу датчика 1. Логическая «I, поступающая на установочный вход 22 синхрогенератора 19, вызывает через инвертор 0 41 блокировку по первому входу третьего элемента И 36 и через первый элемент И 34 и первый элемент ИЛИ 39 изменение состояния счетчика 48 на единицу, осуществляя выдачу с второго выхода 24 синхрогенератора 19 следующего адреса. Логический «О на установочном входе 22 свидетельствует о нормальной работоспособности соответствующего датчика 1 (соответствие его допуску по максимально допустимому нулевому разбалансу), закрывает первый элемент И 34 по его первому входу и разрешает прохождение импульсов с управляемого генератора 31 импульсов через третий элемент И 36 на вход второго регистра 43 сдвига.

При выполнении первой микрооперации 5 сдвига с первого выхода второго регист.ра 43 сдвига через второй элемент ИЛИ 40 поступает логическая «1, которая подается на первый выход 23 синхрогенератора 19 и открывает камеры датчиков 1. При выполнении второй микрооперации сдвига пер0 вый выход 23 обнуляется, управляющие входы камер датчиков 1 закрываются и логическая «1 с второго выхода второго регистра 43 сдвига через второй элемент 46 задержки поступает на восьмой выход 30 синхрогенератора 19. Время задержки элемен5 та 46 обусловлено временем прохождения сигналом блоков 1-7, 9, 14 и 16. При выполнении третьей микрооперации сдвига логическая «1 с третьего выхода второго регистра 43 сдвига поступает на первый сигнальный вход первого триггера 32 и через первый элемент ИЛИ 39 на счетный вход счетчика 48, изменяя его содержимое на единицу и определяя тем самым следующий адрес на втором выходе 24 синхрогенератора 19. Затем цикл операций повторя5 ется, и после отработки последнего адреса датчика с выхода старщего разряда счетчика 48 логическая «I по второму сигнальному входу устанавливает триггер 32 в нулевое состояние по его прямому выходу, раз. рещая по его инверсному выходу прохожде0 н«е импульсов через второй элемент И 35. Этот же сигнал поступает на седьмой выход 29 синхрогенератора 19, разрешая считывание информации из первого оперативного запоминающего устройства 14. Счетчик 48 установлен при этом в исходное состояние, 5 соответствующее первому адресу датчика 1. Работа синхрогенератора 19 в режиме «Измерение также обусловлена наличием или отсутствием сигнала блокировки по сое