Датчик определения начала и окончания шторма автоматической гидрометеорологической станции Советский патент 1986 года по МПК G01P5/06 

Изобретение относится к гидрометеорологическому приборостроению и может Выть использовано для включения автоматической станции на передачу информации о наступлении и прекращении шторма или для перевода этой стагщии в режим работы по штормовой программе.

Цель изобретения - повышение достоверности получаемой информации о шторме.

На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Датчик содержит последовательно соединенные ветроприемник 1 ротационного типа, тахогенератор 2 и бесконтактный электронный импульсатор 3, выход которого подключен к первым (счетным) входам максимального 4 и минимального 5 счетчиков импульсов, первый контактор 6, сигнальный вход которого подключен к выходу источника 7 питания, управляющий вход - к второму выходу тахогенератора, а выход - к вторым входам минимального и максимального счетчиков импульсов через блок 8 отметки времени, а также к третьим входам (Питание) этих жп счетчиков через второй 9 и третий 10 контакторы соответственно, и фор- г-шрователь 11 импульсов, вход которого подключен к второму выходу тахо генератора, а выход - к первым входам блоков 12 и 13 управления вторым и третьим контакторами, вторые входы которых объединены и подключены к выходу минимального счетчика импульсов и к первому входу установ- ,ленного на выходе устройства элемента ШШ 14, второй вход которого под- ;.-:лючен к выходу максимального счетчика импульсов и к третьему входу блока управления третьим контактором выходы которого- соединены соответственно с управляющим входом третьего контактора и с третьим входом блока управления вторым контактором, четвертый вход которого подключен к выходу блока отметки , а выход - к управляющему входу второго контактора. Кроме того, формирователь импульсов, используем1)Ш в составе устройства, выполнен в виде последовательно соединенных схемы 15 задержки переднего, фронта импульса и схемы 16 формирования короткого импульса (эти схемы записаны от источ932

ника 7 непосредственно, на фиг,1 указанная связь не показана), блок управления вторым контактором содержит элемент ИЛИ 17, входы которого

соединены с первыми двумя входами блока, а выход - с одним из входов (R) триггера 18, и элемент И 19, входы которого соединены с третьим и четвертым входами блока, а выход с другим входом (S) триггера, выход KOTrf poro является выходом блока, блок управления третьим контактором содержит элемент ИПИ 20, входы которого соединены с первыми двумя бло

ками, а выход - с одним из входов

(S) триггера 21, другой вход которого подключен к третьему входу блока, а единичный (Q) и нулевой (Q) выходы являются соответственно первым и

вторым выходами блока. Все используемые в устройстве контакторы (6, 9, 10) выполнены нормальноразомкнутыми, при этом выход первого из них соединен с входами Питание блока

отметки времени непосредственно и обоих счетчиков через соответствующие второй и третий контакторы (эти связи упомянуты выше и показаны на фиг.1), а также импульсатора 3, элемента ИЛИ 14 и обоих блоков управления контакторами (эти связи на фиг.1 не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Тахогенератор 2, жестко связанный с ветроприемником 1 ротационного типа, при текущей скорости ветра, близкой к штормовой (например V 10м/с), выдает импульсное напряжение (снимается со второго выхода та- хогенератора, фиг.2а), которое уста- навливает в замкнутое положение контактор 6 5 при этом напряжение питания с выхода источника 7 подается на элементы и узлы схемы, в том числе на триггеры 18 и 21 блоков 12 и 13 уп- равления контакторами 9 и 10 соответственно . При подаче напряжения питания указанные триггеры могут,оказаться в любом из двух возможных устойчивых положений (О или 1), хотя по логике работы датчика один из них (18) должен находиться в положении О (при котором контактор 9 разомкнут, а счетчик 5 обесточен), а другой (21) в положении 1 (при котором контактор 10 замкнут и напряжение питания через него подано на соответствующий вход счетчика 4).Чтобы обеспечить требуемое положение триггеров после подачи на них напряжения питания, схема 16 формирователя 11 импульсов, в момент времени, соответ ствующий задержанному схемой 15 (на

время i , Д S сра- батьюания контактора 6, Т- - время окончания переходных процессов в триггерах после подачи на них напряжения питания) переднему фронту импульсного напряжения с второго выхода тахогенератора, формирует короткий импульс (фиг.26), который, прой

дя через элементы ИЛИ 17 и 20, уста- 15 ственно). Разрешающий потенциал с

навливает в указанное положение тригеры: триггер.18 устанавливается в положение О (на единичном выходе Q триггера -- потенциал низкого уров ня, соответствующего уровню логичес кого фиг.2а), при котором контактор 9 разомкнут и напряжение питания на минимальный счетчик 5 импульсов не подается; триггер 21 устанавливается в положение 1 (на единичном выходе Q триггера - потенциал высокого уровня, соответствующего уровню логической .2в), при котором контактор 10 замкнут и через него напряжение питания пода- но на максимальный счетчик 4 импульсов, разрешая его работу в режиме счета импульсов с импульсатора 3.

С момента подачи напряжения питания электронный импульсатор 3 начинает выдавать импульсы, частота которых пропорциональна напряжению с первого выхода тахогенератора, т.е. скорости ветра (фиг.2д), а блок 8 отметки времени - синхроимпульсы (фиг.2е), которые периодически сбрасывают в нуль работающей счетчик, т.е. счетчик, на который подано напряжение питания (в данном случае, максимальный счетчик 4, который считает импульсы с выхода импульсатора, сбрасывается в нуль блоком 8, опять начинает считать импульсы и т.д.). Синхроимпульсы не могут пройти на триггер 18, так как элемент И 19 блока 12 закрыт запрещающим потен- даалом низкого уровня О с выхода Q триггера 21 блока 13 (фиг.2г).

Емкос1Ь максимального счетчика 4 выбрана таким образом, что при сред- ней (за промежуток времени между соседними синхроимпульсами) скорости ветра, превьш1ающей ее верхнее поррго

5

769934 ,

вое значение (например, м/с), он переполняется и выдает импульсный сигнал (Начало шторма,фиг.2ж), который через элемент ИЛИ 14 поступает на гидрометеорологическую станцию и разрешает передачу информации о начале шторма или переводит станцию в режим работы по штормовой программе. Кроме того, этот сигнал возвращает в положение О триггер 21 блока 13 (теперь на выходе Q триггера - потенциал низкого уровня О, а на выходе Q - потенциал высокого уровня iJ)Hr,2B и фиг.2г соответО

5

, 20 25 о

5

0

управляющего входа контактора 10 снимается (фиг.2в) и он размыкается, отключая напряжение питания от максимального счетчика 4, необходимости в котором уже нет, так как информация о начале щторма передана (таким образом, до окончания шторма, кото рый может продолжаться в течение длительного времени, jсчетчик 4 не потребляет энергии источника питания) . Потенциал высокого уровня 1 с нулевого выхода Q триггера 21 (фиг.2г) подготавливает элемент И 19 блока 12, поэтому ближайший (к импульсу Начало шторма) синхроимпульс блока 8 проходит через этот элемент И на триггер 18 и устанавливает его в положение 1, а потенциал высокого уровня 1 с единичного выхода Q триггера 18 (фиг.2з), в свою очередь устанавливает контактор 9 в замкнутое положение. Напряжение питания через замкнутый контактор 9 подается на минимальный счетчик 5, который начинает работать , считая импульсы с выхода электронного импульсатора 3 (фиг.2д). Продолжительность первого же цикла работы минимального счетчика, таким образом, оказывается равной интервалу времени между двумя соседними синхроимпульсами блока 8.

Емкость и конструкция минимального счетчика 5 выбраны таким образом, что при средней (за промежуток времени между двумя соседними синхроимпульсами блока 8) скорости ветра, превышающей ее нижнее пороговое значение (например, V 13 м/с), он переполняется, но не выдает импульсный сигнал. Только при условии V iV счетчик 5, который не успевает заполняться полностью, формирует указанный сигнал (Окончание шторма, фи.г.2и), который поступает на гидрометеорологическую станцию через элемент ИЛИ 14 и пройдя через элементы ИЛИ 17 и 20 блоков 12 и 13, устанавливает триггеры 18 и 21 в положение О и 1 соответственно, при ;ITOK на единичном выходе Q триггера 21 вновь появляется потенциал высокого уровня 1 (фиг.2в), устанавливающий контактор 10 в замкнутое положение, при котором напряжение питания подается на максимальный счетчр к 4 (счетчик включается в работу, подсчитывая импульсы электронного им- пульсатора), а на единичном, выходе Q триггера 18 - потенциал низв:ого уровня О (контактор 9 разошснут, минимальный счетчик 5 обесточен) . Дальне даая последовательность операций (при V Vyj-) аналогична рассмотренной выше. Если скорость ветра продолжает падать и становится меньше 10 м/с, то импульсное напряжение та- хогенератора 2 с управляющего входа контактора 6 снимается (фиг,2а) и он размыкается, отключая -напряжение питания источника 7 от элементов и узлов схемы (кроме формирователя 11) Датчик перез однт в жд ьаций режим работы .

Формула иэобре тения

1. Датчик определения начала и окончания шторма автоматической гидрометеорологической станции, содержащий последовательно соединенные

.ветроприемник ротационного типа, та- когенератор и бесконтактный эле .ктрон ный и fflyльcaтop, выход которого подключен .к первым входам максимального и минимального счетчиков импульсов, .первый контактор, сигнальный вход которого подключен к выходу источника

, питания, управляющий вход - к второму выходу тахогенератора, а выход - к вторым входам максимального и минимального счетчиков ш-шульсов через блок отметки времени и к третьему входу минимального счетчика импульсов через второй контактор о т л ичающийся тем, что, с целью - повьшения достоверности получаемой информации 5 в него введены третий контактор, элемент ИЛИ, блоки управ- ления вторым и третьим контакторами и формирователь импульсов, вход которого подключен ко второму выходу тахогенератора, а выход - к первым входам блоков управления контакторами, вторые входы которых объединены и подключены к зыходу минимального счетчика импульсов и к первому входу установленного на выходе датчика элемента ИЛИ,, второй вход которого подключен к выходу максимального счетчика импульсов и к третьему входу блока управления третьим контактором, выходы которого соединены соответственно с управляющим

входом третьего контактора и с третьим входом блока уп;завления вторым контактором,, четве)этьй вход которого подключен к выходу блока отметки времени, а выход - к управляющему

входу второго контактора, сигнальный вход третьего :; :онтактора подключен к выходу первого контактора, а выход - к третьему входу максимального счетчика импульсов.

2.Датчик по п., о т л к ч а ю- щ и и с я тем, что в нем блок управления вторым ко1-::тактором выполнен в виде триггера и элементов И и ИЛИ,

при этом ВХОДЕ. элемента ИЛИ соединены с первым; двумя входами блока, а выход - с одним из входов триггера, входы элемента И соединены с третьим и четвертым .ами блока, а выход - с другим вхогок триггера, выход которого являеэся выходом блока.

3.Датчик по п.1, о тли ч а ю- щ и и с я тем, что в нем блок управления третьим контактором выполнен в виде триггера и элемента ИЛИ, входь которого соединены с первыми двумя входами блока, а выход - с одним из входов триггера, другой вход которого подключен к третьему входу

блока, а единичный и нулевой выходы являются соответственно первыми и вторыми выходами блока.

М 10м/с

иг. 2

Изобретение относится к гидрометеорологическому приборостроению и может быть использовано для включения автоматической станции на передачу информации о наступлении и прекращении шторма или для перевода этой станции в режим работы по штормовой программе. Цель изобретения - повьшение достоверности получаемой информации. В момент времени, соответствующий первому переполнению максимального счетчика 4, формируется для данного шторма импульс, устанавливающий триггер 21 в положение О, отключается указанный счетчик от источника питания 7 и подготавливает блок 12 управления к включению контактора; 9 синхроимпульсом блока 8 устанавливающим триггер 18 в положение 1, а в момент времени, соот- . ветствующий первому нёзаполнению минимального счетчика 5, формируется единственный для данного шторма импульс, возрастающий триггер 18 в положение О, отключается минимальный счетчик 5 от источника питания 7 и устанавливает триггер 21 в положение 1, подготавливает датчик к следующему шторму. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. с (Р to О) со ОЭ . 1