Устройство для сигнализации Советский патент 1986 года по МПК G08B17/10 

Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике,, в частности к автоматическим системам для обнаружения и анализа взрывоопасных концентраций горючих газообразных веществ и их сме- сей, и может быть использовано в системах контроля, например, для создании системы мониторинга окружающей среды, автоматической системы безопасности, контроля и управления морских стационарных платформ и плавучих буровых установок континентального шельфа.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства для сигнализации путем полного диагностирования нормального функционирования датчиков.

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

Устройство для сигнализации содержит датчики 1, каждый из которых выполнен в виде камеры с двумя пробоотборниками и установленными в ней детектором 2j ключом 3 датчика и нормирующим усилителем 4, мультиплексор

10

15

20

25

непрерывно в режимах измерения, кали бровкиJ установки нуля и установки нижнего концентрационного предела воспламенения (НКПВ), причем режимы калибровки, установки нуля и установ ки НКПВ выполняются последовательно и запускаются подачей сигнала Кали ровка по входу 28 синхрогенератора 26. При отсутствии сигнала Калибров ка работа устройства выполняется в режиме Измерения.

Рассмотрим работу устройства для сигнализации в каждом из режимов.

Режим калибровки.

Синхрогенератор 26 вырабатывает сигнал режима калибровки, поступающий с выхода 33 синхрогенератора 26 на управляющие входы ключа 7 и блок 19 ключей. Кроме того, синхрогёнера тором 26 вырабатывается сигнал, поступающий с выхода 37 синхрогенерат ра 26 и открывающий управляемый вен тиль поверочного баллона 24 с инертным газом.

Калибровка нормирукндих усилителей 4 в данном режиме производится в атмосфере инертных газов с целью исключения некоторых флуктуационных явлений, возникающих при аналогич5, цифроаналоговый преобразователь 6j ной калибровке нормирукш х усилитеключ 7, аналого-цифровой преобразователь 8, блок 9 вычитания, компаратор 10, триггер 11, злементы И 12 и 13, счетчик 14, блоки 15 и 16 эле- И, блоки 17 и 18 сравнения, блок 19 ключей, оперативные запоминающие устройства 20 - 22, регистр 23, поверочные баллоны 24 и 25 и син- хрогекератор 26, имеющий пусковой вход 27, вход 28 Калибровка,уста- ные газы, оставшиеся в них от пре- новочный вход 29, управляющий вход 30, дыдущих режимов работы устройства.

лей в атмосфере обычного воздуха.

По сигналу с выхода 32 синхроге нератора 26 открываются управляющие входы датчиков 1 и инертный газ через открытый управляемый вентиль п верочного баллона 24 через первые пробоотборники газовых камер датчиков 1 поступает в камеры датчиков 1, под дайлением вытесняя атмосфервыходы с 31 по 43, шину 44 первого опорного напряжения, шину 45 второго опорного напряжения, сигнальные- выходы 46 и 47 устройства, адресный выход 48, установочный вход 49.

Синхрогенератор 26 содержит управляемый генератор 50 импульсов, триггеры 51 - 53, преобразователь 54 частоты, формироват- ль 55 импульсов, элементы И 56 61, элементы ИЛИ 62 - 66, инвертор 67, регистры 68 - 71, элементы 72 - 77 задержки, счетчик 78.

Запуск устройства выполняется подачей сигнала Пуск иа вход 27 синхрогенератора 26. Pa6ofa устрой- :ства для сигнализации осуществляется

45

50

55

После заполнения газовых камер датчиков 1 сигнал с выхода 32 синхрогенератора 26 снимается и закрывают ся управляющие входы датчиков 1.

К зтому времени синхрогенераторо 26 по адресной шине (выход 35 блока 26) инициирован первый измерительны канал, подключаемый мультиплексором 5, и определены соответствующие адреса оперативных запоминанндих устройств 20 - 22. Датчик 1 представля ет собой газовую камеру с двумя про боотборниками и управляющим входом, в которую помещен детектор 2, ключ 3 датчика и нормирующий усилитель 4

По единичному сигналу с выхода 3 синхрогенератора 26 вход нормирующе

непрерывно в режимах измерения, калич бровкиJ установки нуля и установки нижнего концентрационного предела воспламенения (НКПВ), причем режимы калибровки, установки нуля и установки НКПВ выполняются последовательно и запускаются подачей сигнала Калибровка по входу 28 синхрогенератора 26. При отсутствии сигнала Калибровка работа устройства выполняется в режиме Измерения.

Рассмотрим работу устройства для сигнализации в каждом из режимов.

Режим калибровки.

Синхрогенератор 26 вырабатывает сигнал режима калибровки, поступающий с выхода 33 синхрогенератора 26 на управляющие входы ключа 7 и блока 19 ключей. Кроме того, синхрогёнера- тором 26 вырабатывается сигнал, поступающий с выхода 37 синхрогенератора 26 и открывающий управляемый вентиль поверочного баллона 24 с инертным газом.

Калибровка нормирукндих усилителей 4 в данном режиме производится в атмосфере инертных газов с целью исключения некоторых флуктуационных явлений, возникающих при аналогичной калибровке нормирукш х усилитеные газы, оставшиеся в них от пре- дыдущих режимов работы устройства.

лей в атмосфере обычного воздуха.

По сигналу с выхода 32 синхрогенератора 26 открываются управляющие входы датчиков 1 и инертный газ через открытый управляемый вентиль поверочного баллона 24 через первые пробоотборники газовых камер датчиков 1 поступает в камеры датчиков 1, под дайлением вытесняя атмосфер

После заполнения газовых камер датчиков 1 сигнал с выхода 32 синхрогенератора 26 снимается и закрываются управляющие входы датчиков 1.

К зтому времени синхрогенератором 26 по адресной шине (выход 35 блока 26) инициирован первый измерительный канал, подключаемый мультиплексором 5, и определены соответствующие адреса оперативных запоминанндих устройств 20 - 22. Датчик 1 представляет собой газовую камеру с двумя пробоотборниками и управляющим входом, в которую помещен детектор 2, ключ 3 датчика и нормирующий усилитель 4.

По единичному сигналу с выхода 31 синхрогенератора 26 вход нормирующе3

го усилителя 4 датчика 1 первого измерительного канала подключается ключом 3 датчика к шине 44 первого опорного напряжения. Выход нормирующего усилителя 4 через первый сигнальный вход мультиплексора 5 соединяется с аналоговым входом цифроаналогового преобразователя 6. Цифроаналоговым преобразователем 6 вырабатывается на пряжение, зависящее от кода, поступающего на его цифровые входы. Компаратором 10 сра:внивается опорное напряжение, снимаемое с шины 45 второго опорного напряжения, с напряжением, снимаемым с выхода цифроаналогового преобразователя 6 и поступающего через ключ 7 на первый вход компаратора 10. Если разность входного сигнала компаратора 10 меньше напряжения его срабатывания, компаратором 10 вырабатывается сигнал логической единиць и сигнал логического нуля, в противном случае они поступают на вход .30 синхрогенератора 26. Сигнал логической единицы по установочному входу взводит в единичное состояние триггер 11 и разрешает с выхода 43 синхрогенератора 26 тем самым прохождение счетных импульсов через элемент И 12. Счетчик 14 в этом случае работает в режиме суммирования импульсов. Сигнал логического нуля с выхода компаратора 10 устанавливает в единичное состояние инверсный, выход триггера 11 (возможен вариант схемотехнического подключения входа установки в нуль триггера 11 через инвертор с выхода компаратора 10) и разрешает тем самым прохождение счетных импульсов с выхода 43 синхрогенератора 26 через -второй зле- мент И 13. Счетчик 14 начинает работу в режиме вычитания импульсов.Такое подключение счетчика 14 позволяет организовать работу схемы в еле- дящем режиме.

Изменяемый в процессе работы в настЬящ1ем режиме код в счетчике 1-4 благодаря произведенному ранее подключению блока 19 ключей сигналом с выхода 33 синхрогенератора 26 позволяет прохождение формируемого сче чиком 14 кода на цифровые входы цифроаналогового преобразователя 6.Поступающий с выхода компаратора 10 логический сигнал на вход 30 синхрогенератора 26 несет информацию о сформировании счетчиком 14 кода, соот789134

ветствующего завершению калибровки нормирующего усилителя 4 в составе датчика 1 и по сигналу с выхода 34 синхрогенератора 26, поступающего

5 на вход разрешения записи третьего оперативного запоминающего устройства 20, этот калибровочный код записывается в соответствующую ячейку оперативного запоминающего устрой ства 20. Затем с выхода 35 синхрогенератора 26 выдается адрес следующего датчика 1, мультиплексора 5 и ячеек оперативных запоминающих устройств 20 - 22; вход нормирующего.

ycилит ieля 4 в составе датчика 1 второго измерительного канала подключается соответствующим ключом 3 датчика к шине 44 первого опорного напряжения сигналом с выхода 31 синхроге20 нератора 26. Далее цикл обработки данных в режиме калибровки повторяется. Таким образом, производится опрос всех нормирующих усилителей 4 в каждом измерительном канале устройства и их калибровка с записью кодов в со- ответствующие ячейки оперативного запоминающего устройства 20.

25

Режим установки нуля.

Режим установки нуля инициируется сохранением сигнала на выходе 37 синхрогенератора 26 и отсутствием сигнала на выходе 33 синхрогенератора 26. Это означает, что управляемый вентиль

35 поверочного баллона 24 с инертным газом продолжает быть открытым, поддерживая тем самым поступление инертного газа в газовые камеры датчиков 1 и способствуя сохранению равной рабочей концентрации газа во всех датчиках 1. Этим сигналом с выхода 37 синхрогенератора 26 разрешается прохождение информации через блок 16 элементов И. Отсутствие единичного сигнала (факти- чески наличие нулевого сигнала) на выходе 33 синхрогенератора приводит к переключению ключа 7 и блока 19 ключей в положение для работы в режимах установки нуля, установки НКПВ и измерения, т.е. соединяются выход оперативного запоминающего устройства 20 с цифровыми входами цифроаналого- вого преобразователя 6, выход которого подключается к аналоговому вхо55 ду аналого-цифрового преобразователя 8. Управляющие входы камер датчиков 1 по-прежнему закрыты (выход 32 синхрогенератора 26 обнулен).

50

51278913

Синхрогенератор 26 по адресной шине (выход 35 блока 26) инициирует первый адрес датчика 1, мультиплексора 5 и оперативных запоминающих устройств 20 - 22. Поступающий с выхода 31 синхрогенератора 26 на ключ 3 датчика нуд1ёё й сигнал отключает вход нормирующего усилителя 4 в первом измерительном канале датчика 1 от шины 4Д первого опорного напряжения, подключая его к выходу соответствующего детектора 2, Таким образом,завершается формирование измерительного тракта первого канала (первого детектора 2, первого ключа 3 датчика, пер вого нормирующего усилителя 4 в составе первого датчика 1)«

Измеренное значение нулевого разбаланса первого детектора 2 в составе датчика 1 усиливается нормирующим усилителем 4 и с выхода датчика 1 поступает на сигнальный вход мультиплек сора 5, подключающего первьш датчик 1 аналоговому входу аналого-цифрового преобразователя 6,Поступающий с выхода 36 синхрогенератора 26 на вход разрешения считывания оперативного запоминающего устройства 20 сигнал разрешает выдачу из первой его ячейки калибровочного кода на цифровые входы цифроаналогового преобразователя 6, определяя его наличие в измерительном канале. Аналого- цифровой преобразователь 8 преобразует аналоговый сигнал в цифровой код и вьщает его на первый вход блока 9 вычитания. В связи с произведенным перед началом работы устройства предварительным обнулением.

10

15

20

25

30

разрядное сравнение; кодов, поступающих на его входы, и, в случае превышения кодом измеренного значения нулевого разбаланса датчика 1 с учетом калиброванного значения коэффициента нормирующего усилителя 4 в составе этого датчика 1, вьщает по сигнальному выходу 47 устройства для сигнализации информацию высокого уровня, равную логической единице, о превышении максимально допустимого нулевого разбаланса детектора 2,физически означающую потерю детектором 2 соответствующего датчика 1 работоспособности. Этот же сигнал вместе с измеренным значением нулевого разбаланса датчика 1 записывается в первое оперативное запоминающее устройство 21, сигнал разрешения записи в которое поступает к этому времени с выхода 38 синхрогенератора 26.При этом запись контрольной логической единицы с выхода блока 18 сравнения производится в контрольный бит соответствующего байта первого оперативного запоминающего устройства 21. В случае нахождения кода измеренного значения нулевого разбаланса датчика 1 в пределах допуска, ограниченного кодом максимально допустимого значения нулевого разбаланса датчиков 1 на регистре 23, с выхода . блока 18 производится запись в конт- 35 рольный бит первого оперативного за поминающего устройства 21 логического нуля. На этом съем и обработка измеренной информации с первого датчика 1 прекращается и синхрогенератор

второй вход блока 9 вычитания обнулен 26 с выхода 35 выдает адрес следую- и сигнал нулевого разбаланса первого щего датчика 1. Далее цикл обработки

данных в режиме установки нуля повторяется. Таким образом, производится опрос всех датчиков 1 и установление 5 значений нулевого разбаланса каждого датчик а 1 с учетом калибр,ованных значений коэффициентов нормирующих усилителей 4 в их составе с их записью в соответствующие ячейки первого

детектора 2 проходит через блок 9 вычитания (по его первому входу) без изменения, поступая на сигнальные входы блока 16 элементов И. Последний разрешает прохождение измеренного значения нулевого разбаланса датчика 1 с учетом кода калиброванного значения коэффициента нормирующего

усилителя 4 в составе этого же датчи- 50 оперативного запоминающего устройства 21.

Режим установки НКПВ. Синхрогенератором 26 вырабатывается сигнал режима установки нижнего 55 концентрационного предела воспламенения, поступающий с выхода 39 синхрогенератора 26 и открывающий электромагнитный вентиль поверочного балка 1 на соответствующие входы блока 18 сравнения. К этому моменту на другие входы блока 18 с регистра 23 поступает максимально допустимое значение кода нулевого разбаланса датчиков 1, обусловленное техническими условиями на качество pa6ofocnoco6- ности датчиков 1.

Блок 18 сравнения производит по

5

0

5

0

разрядное сравнение; кодов, поступающих на его входы, и, в случае превышения кодом измеренного значения нулевого разбаланса датчика 1 с учетом калиброванного значения коэффициента нормирующего усилителя 4 в составе этого датчика 1, вьщает по сигнальному выходу 47 устройства для сигнализации информацию высокого уровня, равную логической единице, о превышении максимально допустимого нулевого разбаланса детектора 2,физически означающую потерю детектором 2 соответствующего датчика 1 работоспособности. Этот же сигнал вместе с измеренным значением нулевого разбаланса датчика 1 записывается в первое оперативное запоминающее устройство 21, сигнал разрешения записи в которое поступает к этому времени с выхода 38 синхрогенератора 26.При этом запись контрольной логической единицы с выхода блока 18 сравнения производится в контрольный бит соответствующего байта первого оперативного запоминающего устройства 21. В случае нахождения кода измеренного значения нулевого разбаланса датчика 1 в пределах допуска, ограниченного кодом максимально допустилона 25, в котором находится взрывоопасный газ, характерный для данной контролируемой среды и концентрация которого соответствует НКПВ, -Цель режима - установка индивидуальных з«а- чений НКПВ с учетном технических особенностей датчиков 1, например нуле- -вого разбаланса датчиков 1.

С выхода 32 синхрогенератора 26 поступает сигнал, открывающий управ- ляющие 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 1 взрывоопасным газом концентрации НКПВ, сигнал с выхода 32 синхрогенератора 26 снимается и управляющие входы камер закрываются. По-прежнему, по нулевому сигналу с выхода 31 синхрогенератора 26 ключ 3 датчика находится в соответствующем рабочем состоянии.

Синхрогенератор 26 по выходу 35 инициирует адрес первого датчика 1 (измерительного канала датчик - нормирующий усилитель), в котором детектором 2 производится измерение и усиление сигнала нормирующим усилителем 4. Измеренное значение отработки детектором 2 уровня НКПВ (в даль-. нейшем - индивидуальное значение НКПВ) с выхода первого датчика 1 по- (ступает на соответствующий сигналь- ный вход мультиплексора 5, выполняющего коммутацию измерительного канала к аналоговому входу цифроанало- ; гового преобразователя Ь. Поступаю- щий с выхода 36 синхрогенератора 26 сигнал разрешения считьгеания инициирует выдачу из первой ячейки оперативного запоминающего устройства 20 кода калиброванного значения коэффициента соответствующего нормирующего усилителя 4 в составе датчика 1, поступающего через блок 19 ключей на цифровые входы цифроаналогового пре

образователя 6, с выхода которого че-50 нормирукчцих усилителей 4 в измерирез ключ 7 измеренное и усиленное от- калиброванным в первом режиме, работы устройства нормирующим усилителем 4 значение сигнала детектора 2 поступает на аналоговый вход аналого-циф- рового преобразователя 8. Последний преобразует это значение измеренного сигнала в цифровой код и вьщает его

е

0 5

0 5

0

5

для хранения в блоке 9 вычитания по его первому входу. К этому времени сигнал режима установки НКПВ с выхода 39 синхрогенератора 26 позволяет чтение из оперативного запоминающего устройства 21, измеренного в предыдущем режиме значения нулевого разбаланса первого датчика 1, которое выбирается из соответствующей ячейки оперативного запоминающего устройства 21. Одновременно с кодом нулевого разбаланса датчиков 1, поступающего на второй вход блока 9 вычитания, содержимое контрольного бита нулевого разбаланса датчика 1 поступает на установочный вход 29 синхрогенератора 26 и либо разреша- ет при нулевом сигнале продолжение обработки данных в режиме, либо блокирует (при единичном сигнале) обработку данных по данному адресу и

инициирует по следующему адресу пе- реход к второму датчику 1. .

Таким образом, в блоке 9 вычитания происходит вычитание кодов (ус- .тановление динамического диапазона измерения), С вькода 42 синхрогенератора 26 с задержкой поступает сиг- нал разрешения записи на оперативное запоминающее устройство 22, после чего в соответствующую ячейку оперативного запоминающего устройства 22 производится запись кода индивидуального НКПВ, соответствующего динамическому диапазону подключаемого датчика 1. На этом съем и обработка измеренной информации с первого датчика 1 прекращается и синхрогенератор 26 с выхода 35 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 была записана логическая единица) и ; установление и определение индивиду- альных значений НКПВ с учетом динами- ных значений НКПВ с учетом динамического диапазона детекторов 2 и калиброванных значений коэффициентов

тельном тракте каналов с их записью в соответствующие ячейки оперативного запоминающего устройства 22.

Режим измерения.

Сигнал режима измерения, поступающий с выхода 40 синхрогенератора 26 на оперативное запоминающее устройство 21 и однозначно соответствующий

9 127

сигналу.разрешения считывания информации по второму входу разрешения считывания оперативного запоминающего устройства 21 из ячейки, определяемой адресом, инициируемым синхрогенерато- ром 26 сигналом по его выходу ЗЗ.Син- хрогенератор 26 также вырабатывает с выхода 36 сигнал, поступающий на вход разр ешения считывания оперативного запоминающего устройства 20. Адрес ячейки оперативного запоминающего устройства 20 также определен по выходу 35 синхрогенератора 26.

С выходя 32 синхрогенератора 26 поступает .сигнал, открьгаающий упра- вляющие входы камер датчиков 1, После их проветривания в процессе рабо- ты, в камеры поступает анализируемый газ контролируемой среды, концентрация которого определяется детектором 2, усиливается нормирующим усилителем 4 (ключ 8 датчика по нулевому сигналу с выхода 31 синхрогенератора 26 находится в рабочем состоянии и пропускает измеренное детектором 2 зна- чение взрывоопасной концентрации газа на вход нормирующего усилителя 4) и через мультиплексор 5 поступает на аналоговый вход цифроаналогового пре- образователя 6, на цифровые входы которого подается код калиброванного значения козффициента соответствующего нормирующего усилителя 4.Снятый с выхода блока 6 сигнал, пройдя через ключ 7, преобразуется в цифровой код аналого-цифровым преобразователем 8 и поступает на первый вход блока 9 вычитания,

К этому времени код нулевого разбаланса датчика 1 считывается из со- ответствующей ячейки оперативного запоминающего устройства 21 (значение содержимого контрольного бита учитывается идентично режиму установки . НКПВ) и поступает на второй вход бло- ка 9 вычитания, В блоке 9 вычитания происходит определение (с учетом значения нулевого разбаланса датчика 1, и соответственно калиброванного значения козффициента нормирующего уси- лителя 4 в составе датчика 1) нулевой точки отсчета сигнала по ампли- .туде.

Синхрогенератор 26 по выходу 41 выдает сигнал разрешения считывания, поступающий на одноименный вход оперативного запоминающего устройства 22 и разрешает прохождение кода из3 . 10

меренного значения текущей концентрации газа через блок 15 злементов И на соответствующие входы блока 17 сравнения. На другие входы блока 17 сравнения поступает из соответствующей ячейки оперативного запоминающего устройства 22 код индивидуального НКПВ, соответствующего динамическому диапазону данного датчика 1. Блок 17 сравнения производит сравнение кодов и, в случае равенства либо превышения кодом текущей концентрахщи газа кода индивидуального НКПВ, по сигнальному выходу 46 производится выдача тревожного сигнала. Далее сикхрогенератор 26 с выхода 35 выдает адрес следунще го датчика 1.При этом, как и в предыдущем режиме,исключается опрос датчиков, для которых срдержимое контрольного бита в оперативно запоминающем устройстве 21 равно логической единице.

Синхрогенератор 26 работает следующим образом,

С приходом сигнала Пуск на пусковой вход 27 запускается управляемый генератор 50 импульсов, вырабатывающий последовательность импульсов с частотой, определяемой временем выполнения микроопераций в регистрах 68-71.

При появлении сигнала на входе 28 Калибровка триггер 51 по установочному входу устанавливается в единичное состояние и логическая единица с его прямого выхода разрешает прохождение импульсов через элемент И 60 на вход регистра 71, При этом с выхода 37 синхрогенератора 26 выдается логическая единица, открывающая управляемый вентиль первого поверочного баллона 24, Каждый регистр 68 71 настроен на выполнение трех микроопераций, поэтому с первого выхода регистра 71 поступает логическая единица, которая через элемент ИЛИ 63 проходит на выход 32 синхрогенерато- ;ра 26 и открывает камеры датчиков 1. Этим же сигналом первой микрооперации с выхода 33 синхрогеиератора 26 выдается логическая единица, свидетельствующая о работе устройства для сигнализации в режиме Калибровка, и которая сохраняется на соответству кнцем выходе во время работы устройства в данном режиме подключением элемента ИЛИ 65 на выхо;9 регистра ;71. Отметим,, что к этому времени с выхода 35 синхрогенератора 26 счетI 127891312

чиком 78 инициирован адрес первого ющего устройства 20. Кроме того, этой датчика 1 устройства (начальная ус- же логической единицей через элемент тановка счетчика 78 соответствует

выдаче первого адреса). При выполИЛИ 62 по счетному входу счетчика ,78 изменяется его содержимое на единицу, определяя тем самым следующий второй адрес на выходе 35 синхрогене- |ратора 26, Затем цикл операций повто- ряется и после обработки последнего адреса датчика 1 с выхода старшего

нении второй микрооперации сдвига выход 32- синхрогенератора 26 обнуляется, управляющие входы ifaMep датчиков 1 закрьшаются и логическая единица со второго выхода регистра 71 сдвига через элемент ИЛИ 66 поступает на выход 31 синхрогенератора 26 и разрешает переключением ключа 3 датчика соединение входа нормирующего усилителя 4 в составе датчика 1 с шиной 44 первого опорного напряжения. Этот сигнал равно как и сигнал на выходе 33 синхрогенератора 26 сохраняется на выходе 32 до окончания работы устройства в данном режиме, что обеспеИЛИ 62 по счетному входу счетчика ,78 изменяется его содержимое на единицу, определяя тем самым следующий второй адрес на выходе 35 синхрогене- |ратора 26, Затем цикл операций повто- ряется и после обработки последнего адреса датчика 1 с выхода старшего

10 разряда счетчика 78 логическая единица поступает на второй сигнальный вход триггера 51 и первый сигнальный вход триггера 58 и устанавливает по первому сигнальному входу триггер 52

}5 в единичное состояние, тем самым запрещая по третьему входу элемента И 60 прохождение импульсов с управляемого генератора 30 и отменяя рабочий режим Калибровка, Работа преобразочивается подключением соответствующе- 20 вателя 54 частоты при этом блокирует- го элемента ИЛИ 66 к вторр/iy и тре- ся единичным сигналом, прекращая вы- тьему выходам регистра 71. С выходом дачу счетных импульсов с выхода 43

синхрогенератора 26, Этим же сигналом подготавливается по третьему входу 25 элемент И 59, разрешая прохождение импульсов на вход регистра 70 в слеуправляемого генератора 50 импульсов соединен преобразователь 54 частоты, который может быть выполнен, например, в виде умножителя частоты поступающих на его тактовый вход импуль- дующем режиме,

сов. Поскольку на входе блокировки Работа синхрогенератора 26 в ре- преобразователя 54 частоты присутст- жиме Установка нуля обусловлена вует логический нуль, преобразовательно сохранением сигнала на выходе 37 и 54 выдает с выхода 43 синхрогенерато- отсутствием сигнала на выходе 33 син- ра 26 счетные импульсы, управляющие . хрогенератора 26 (фактически - нали- работой счетчика 14 устройства. По- . чие нулевого сигнала на выходе 33). ступающий на вход 30 синхрогенерато- Счетчик 78 установлен в исходное сора 26 логический сигнал управляет ра-эг стояние, соответствующее первому ад- ботой формирователя 55 импульсов,фик- :ресу датчика 1, С выхода 31 синхрогене- сирующего приход логического сигнала на вход 30 синхроген.ератора 26 и вырабатывающего кратковременные импульсы для управления режимом записи в соответствующую ячейку, оперативного Запоминающего устройства 20 сформиро-. ванного счетчиком 14 кода. При выполнении третьей микрооперации сдвига регистром 71 логическая единица по- . ступает на второй сигнальный вход триггера 52 и третий сигнальный вход триггера 58 (при этом, как было сказано ранее, сохраняются сигналы на

выходах 31 и 33 синхрогенератора 26), о :полнении второй микрооперации сдвига Эта же логическая единица через эле- с второго выхода регистра 70 выдает- мент 72 задержки поступает на первый вход элемента И 61, кратковременный импульс по второму входу которого с выхода формирователя 55 импульсов

ратора 26 снимается нулевой сигнал, производящий подключение выхода детектора 1 через ключ 3 датчика к 40 входу нормирующего усилителя 4 в со- . ;ставе датчика 1, Элемент И 59 разрешает прохождение импульсов с выхода управляемого генератора 50 импульсов на вход регистра 70. При выполнении 45 первой микрооперации сдвига через ло- :гический элемент ИЛИ 64 с выхода 36 выдается сигнал, поступающий на вход .разрешения считывания оперативного запоминакщего устройства 20. При выся логическая единица, поступающая i4epe элемент 76 задержки на выход 38 синхрогенератора 26. Время задерж- j ки эхйй(ента 76 обусловлено временем прохождения сигналом блоков 1-9, .16 и 18, Логическая единица с третьего выхода регистра 70 поступает на второй вход триггера 58 и через элеразрешает по входу разрешения записи оперативного запоминающего устройства 20 запись соответствующего кода в первую ячейку оперативного запоминающего устройства 20. Кроме того, этой же логической единицей через элемент

ИЛИ 62 по счетному входу счетчика ,78 изменяется его содержимое на единицу, определяя тем самым следующий второй адрес на выходе 35 синхрогене- |ратора 26, Затем цикл операций повто- ряется и после обработки последнего адреса датчика 1 с выхода старшего

разряда счетчика 78 логическая единица поступает на второй сигнальный вход триггера 51 и первый сигнальный вход триггера 58 и устанавливает по первому сигнальному входу триггер 52

в единичное состояние, тем самым запрещая по третьему входу элемента И 60 прохождение импульсов с управляемого генератора 30 и отменяя рабочий режим Калибровка, Работа преобразоРабота синхрогенератора 26 в ре- жиме Установка нуля обусловлена но сохранением сигнала на выходе 37 и отсутствием сигнала на выходе 33 син- . хрогенератора 26 (фактически - нали- чие нулевого сигнала на выходе 33). Счетчик 78 установлен в исходное соэг стояние, соответствующее первому ад- :ресу датчика 1, С выхода 31 синхрогене-

ратора 26 снимается нулевой сигнал, производящий подключение выхода детектора 1 через ключ 3 датчика к 0 входу нормирующего усилителя 4 в со- . ;ставе датчика 1, Элемент И 59 разрешает прохождение импульсов с выхода управляемого генератора 50 импульсов на вход регистра 70. При выполнении 5 первой микрооперации сдвига через ло- :гический элемент ИЛИ 64 с выхода 36 выдается сигнал, поступающий на вход разрешения считывания оперативного запоминакщего устройства 20. При :полнении второй микрооперации сдвига с второго выхода регистра 70 выдает-

ся логическая единица, поступающая i4epe элемент 76 задержки на выход 38 синхрогенератора 26. Время задерж- j ки эхйй(ента 76 обусловлено временем прохождения сигналом блоков 1-9, .16 и 18, Логическая единица с третьего выхода регистра 70 поступает на второй вход триггера 58 и через элемент ИЛИ 62 - на вход счетчика 78, изменяя его содержимсе на единицу и определяя тем самым следующий адрес на выходе 35 синхрогенератора 26.Затем цикл операций повторяется и после обработки последнего адреса датчика 1 с выхода старшего разряда C4eT чика 78 по первому сигнальному входу устанавливается триггер 53 в единичное состояние, тем самым запрещая по четвертому входу прохождение импульсов с управляемого генератора 5ti через элемент И 59 и отменяя рабочий режим Установка нуля (выход 37 синхрогенератора 26 обнуляется). Этот же сигнал подготавливает по четверто му вход,у элемент И 58, разрешая прохождение импульсов на вход регистра 69 в следующем режиме.

Работа синхрогенератора 26 в режиме Установка НКПВ обусловлена наличием или отсутствием сигнала блокировки по состоянию контрольного бита оперативного запоминающего устройства 21, поступающего на вход 29 синхрогенератора 26, Счетчик 78 установлен в исходное состояние, сЬотвеТ ствующее первому адресу датчика 1, Логическая единица, поступающая на установочный вход 29 синхрогенератора 26, вызывает через инвертор 67 блокировку по первому входу элемента И 58 и через элемент И 56 и элемент ИЛИ 62 - изменение состояния счетчика 78 на единицу, осуществляя выдачу с выхода 35 синхрогенератора 26 следующего адреса. Логический нуль на установочном входе 29 свидетель- ствует о нормальной работоспособности соответствующего датчика 1 (соответствие его допуску по максимальному нулевому разбалансу), закрывает элемент И 56 по его первому входу и разрешает прохождение импульсов с управляемого генератора 50 через элемент И 58 на вход регистра 69. По- прежнему, нулевой сигнал на выходе 3 синхрогенератора обеспечивает рабо 40 синхрогенератора 26,разрешая считывание в следукщем режиме работы устройства информации из оперативного запоминающего устройства 21.Счетчик 78 установлен при этом в исходное состояние, соответствующее первому адресу датчика 1. Время, задержки элемента 77 обусловлено временем прохождения сигналом блоков 1-8. Работа синхрогенератора 26 в речее подключение нормирующего усилите- . ...

ля 4 к выходу детектор 2. При выпол- жиме Измерение также обусловлена

нении первой микрооперации сдвига с наличием или отсутствием сигнала блопервого выхбда регистра 69 через элемент ИЛИ 63 поступает логическая един нида, которая подается на выход 32 синхрогенератора 26 и открывает камеры датчиков 1. При выполнении второй микрооперации сдвига выход 32 обнуляется, управляющие входь7 камеп

датчиков 1 закрываются и логическая единица с второго выхода регистра 69 i через элемент 73 задержки поступает на выход 39 синхрогенератора 26.Время задержки элемента 73 обусловлено временем прохождения сигналом блоков 1 - 8. При выполнении этой же микрооперации сдвига производится выдача через элемент ИЛИ 64 сигнала с выхода 36 синхрогенератора 26, поступающего на вход разрешения, считывания оперативного запоминающего устройства.20. При выполнении третьей микрооперации сдвига логическая единица с третье5 го выхода регистра 69 через элемент 75 задержки появляется на выходе 42 синхрогенератора 26 для управления записью информации по входу разрешения записи оперативного запоминанядего устройства 22. Время задержки элемента 75 задержки обусловлено временем прохождения сигналом блоков 9, 15 и 17. Этот же сигнал поступает на второй сигнальный вход триггера 51 и через элемент ИЛИ 62 - на ;счетный вхйд счетчика 78, изменяя его содержимое на единицу и определяя тем самым следующий адрес на выходе 35 синхрогенератора 26, Затем цикл операций повторяется и после отработки последнего адреса датчика 1 с выхода старшего разряда счетчика 78 логическая единица по первому сигнальному входу устанавливает триггер 51

5 в нулевое состояние по его прямому выходу, разрешая по инверсному выхо- ду прохождение импульсов через элемент И 57. Этот же сигнал поступает через элемент 77 задержки на выход

40 синхрогенератора 26,разрешая считывание в следукщем режиме работы устройства информации из оперативного запоминающего устройства 21.Счетчик 78 установлен при этом в исходное состояние, соответствующее первому адресу датчика 1. Время, задержки элемента 77 обусловлено временем прохождения сигналом блоков 1-8. Работа синхрогенератора 26 в ре0

5

0

5

. ...

жиме Измерение также обусловлена

кировки по состоянию контрольного бита оперативного запоминающего уст- ррйства 21, поступающего на устано- 55 вечный вход 2 синхрогенератора 26.

При этом, в случае единичного сигнала : осуществляется переход к измерению по следующему адресу (аналогично рас15127891316

смотренному ранее), В случае нуле- чиков объединены и подключены к выходу вого сигнала через инвертор 67 эле- управляемого вентиля второго повероч- мент И 57 разрешает прохождение им- кого баллона,соответствующие сигналь- пульсов с, генератора 50 импульсов ные входы первого и второго блоков эле- на вход регистра 68. Нулевой сигнал j ментов И и входы сигнала данных первого на выходе 31 синхрогенератора 2.6 обе- и второго оперативного запоминающих спечивает- рабочее подклк)чение ключом устройств объединены, второй выход 3 датчика 1 нормирующего усилителя 4 синхрогенератора соединен с управ- к выходу детектора 2. В связи с тем, ляющим входом первого блока элемен- что в режиме Измерение управляющие 10 тов И и входом считывания второго входы камер датчиков 1 должны быть оперативного запоминающего устройст- открыты, управляющая логическая еди- ва, третий выход синхрогенератора со- ница появляется на выходе 32 синхро- единен с управляющим входом второго генератора 26 во время первой микро- блока элементов И и управляющим вхо- операции сдвига и присутствует на нем 15 дом управляемого вентиля первого подо выполнения последней микрооперации верочного баллона, четвертый выход сдвига, что осуществляется через эле- синхрогенератора соединен с первым мент ИЛИ 63, При выполнении второй входом считьша«ия первого оператив- микрооперации сдвига логическая еди- ного запоминающего устройства и уп- ннца через элемент ИЛИ 64 появляется 20 равляющим входом управляемого венти- нaJвыxoдe 36 синхрогенератора 26,обе-, ля второго поверочного баллона,пя- спечивая.чтение информации из опера-. тый и щестой выходы синхрогенерато- тивного запоминающего устройства 20. ра соединены соответственно с входом Эта же логическая единица также по- записи и вторым входом считывания ступает через элемент 74 задержки на 25 первого оперативного запоминающего выход 4 Гсинхрогенератора 26. Время :устройства, седьмой выход синхроге- задержки элемента 74 обусловлено вре- нератора соединен с входом записи менем прохождения сигналом блоков второго оперативного запоминающего 1 - 9, 15 и 17. При выполнении тре- устройства, выходы первого блока тьей микрооперации сдвига логическая 30 элементов И и второго оперативного единица с третьего выхода регистра запоминающего устройства соединены 68 также поступает через элемент ИЛИ :соответственно с первой и второй груп- 62 на счетный вход счетчика 78, измег пами входов первого блока сравнения, няя его содержимое на единицу и опре выход которого является первым сиг- деляя тем самым адрес следующего дат- 35 иальным выходом устройства для сиг- чика 1 и измерительного канала на вы- нализации, установочным входом ко- ходе 35 синхрогенератора 26. Затем торого является вход регистра, вы- цикл операций повторяется вновь с ходы которого и выходы второго блока первого адреса по исходному состоянию элементов Н соединены соответствен- счетчика 78, первой и второй группами входов

второго блока сравнения, выход ко- Формула изобретения торого соединен с контрольным входом

первого оперативного запоминающего

1. Устройство для сигнализации,со- Устройства и является вторым сигналь- держащее цифроаналоговый преобразо- . 45 выходом устройства для сигнализа- :ватель,аналого-цифровой преобразова- Ции, восьмой выход синхрогенератора :тель, блок вычитания,два блока эле- соединен с управляющими входами всех ход которого соединен с адресными вхо- датчиков, контрольный выход первого дами первого и второго оперативных за- рперативного запоминающего устрой- поминающих устройств и мультиплексо- л ства соединен с установочным входом ра и Является адресным выходом уст- синхрогенератора, пусковой вход кото- ройства для сигнализации, каждый дат- рого является пусковым входом уст- чик которого выполнен в виде камеры ройства для сигнализации, вход Ка- с двумя пробоотборниками, содержащей либровка синхрогенератора является детектор, все первые пробоотборники ее входом Калибровка устройства для камер всех датчиков объединены и под- сигнализации, отличающееся ключены к выходу управляемого венти- тем, что, с целью повышения функцио- ля первого поверочного баллона, все нальной надежности устройства путем вторые пробоотборники камер всех дат- полного диагностирования нормального

1712

функционирования датчиков,, в него введены компаратор, триггер, первый и второй элементы И, счетчик, ключ, блок ключей, третье оперативное запоминающее устройство, шины первого и второго опорных напряжений, а в каждый датчик введены ключ и нормирующий усилитель,в каждом датчике выход детектора соединен с первым входом ключа, выход которого соединен с входом нормирующего усилителя,выходы нормирующих усилителей всех датчиков соединены с сигнальными входами мультиплексора, вторые входы ключей всех датчиков соединены с шиной первого опорного напряжения, девятый выход синхрогенератора соединен с третьими входами ключей датчиков, выход мультиплексора соединен с аналоговым входом цифроаналогового пре- образователя, выход которого соединен с информационным входом ключа, десятый выход синхрогенератора соединен с управляющими входами блока ключей и ключа, одиннадцатый выход сии- хрогенератора соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика, выходы которого соеди нены с входами сигнала данных третьего оперативного запоминающего устрой ства и первой группой сигнальных входов блока ключей, вторая группа сигнальных входов которого соединена с выходами третьего оперативного запоминающего устройства, адресный вход которого соединен с первым выходом синхрогенератора, двенадцатый и тринадцатый выходы которого соеди- нены соответственно с входом записи и входом считывания третьего оперативного запоминающего устройства, выходы блока ключей соединены с цифг ровыми входами цифроаналогового пре- образователя, шина второго опорного напряжения соединена с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с первым выходом ключа, а выход соединен с. управляющим входом синхрогенератора и установочным входом триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а инверсный - с вторьм входом второго элемента И, второй вы- ход ключа соединен с входом аналого- цифрового преобразователя, выходы которого соединены с первой группой входов блока вычитания, вторая груп13

18

па входов которого соединена с выходами первого оперативного запоминающего устройства, выходы блока вычитания соединены с входами сигнала данных первого оперативного запоминающего устройства,

2, Устройство по п,1, о т л и - чающееся тем, что синхрогене- ратор содержит управляемый генератор импульсов, три триггера, преобразователь частоты,формирователь импульсов, инвертор, шесть элементов И, пять элементов ИЛИ, четыре регистра, щесть элементов задержки и счетчик, вход инвертора является установочным входом синхрогенератора и соединён с первым входом первого элемента И, выход инвертора соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вход управляемого генератора является пусковым входом синхрогенератора, а выход соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, с вторыми входами первого, второго и третьего элементов И, и с тактовым входом преобразователя частоты, выход которого является одиннадцатым выходом синхрогенератора, входом Калибровка которого является установочный вход первого триггера,прямой выход которого соединен с.вторыми входами четвертого и пятого элементов И и с третьим входом третьего элемента И, инверсный выход первого триггера соединен с третьим входом второго элемента И и с входом .первого элемента задержки, выход которого является ше стым выходом синхрогенератора, управляющим входом которого является вход формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, вы- ход которого является двенадцатым выходом синхрогенератора и соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен, с входом счетчика, выходы которого являются пер- вьм выходом синхрогенератора, выход старшего разряда счетчика соединен с первыми сигнальными входами первого, второго и третьего триггеров,выход второго элемента И соединен с входом первого регистра, первый,второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым вторым и третьим входами второго элемента И.ПИ, выход которого является выходом синхрогенератора, второй выход первого регистра соединен с первьгм

191278913

входом третьего элемента ИЛИ и с входом второго элемента задержки,выход которого является вторым выходом син- хрогенератора, третий выход первого регистра соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход первого элемента-И соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход третье го элемента И соединен с входом второго регистра, первый выход которого соединен с четвертым входом второго элемента ИЛИ, второй выход второго регистра соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и с входом третьего элемента задержки, выход которого является четвертью выходом син- хрогенератора, третий выход второго регистра соединен с вторым сигнальным входом первого триггера, четвер20

того элемента задержки, выход которого явлется пятым выходом синхроге- нератора, третий выход третьего регистра соединен с пятым входом первого элемента ИЛИ и с вторым сигнальным входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с четвертым входом третьего элемента И, инверсный выход третьего триггера соединен с четвертым входом четвертого элемента И и является третьим выходом синхро- генератора, выход пятого элемента И соединен С входом четвертого регистра, первый выход которого соединен с 5 первым входом четвертого и с пятым входом второго элементов ИЛИ, второй выход :четвертого регистра соединен с вто- рым входом четвертого элемента ИЛИ и первым входом пятого элемента ИЛИ,выW

тым входом первого элемента ИЛИ и ход которого является девятым выходом дом четвертого элемента задержки,вы- синхрогенератора, третий выход четвертого регистра соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ, третьим сигнальным входом третьего триггера,вхо- 25 дом шестого элемента задержки, вторым сигнальным входом второго триггера и

ход которого является седьмым выходом синхрогенератора, прямой выход второго триггера соединен с блокирующие входом преобразователя частоты и с третьим входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом третьего регистра, первый выход которого соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ, выход которого является тринадцатым выходом синхрогенератора, второй выход третьего регистра соединен с входом пя20

того элемента задержки, выход которого явлется пятым выходом синхроге- нератора, третий выход третьего регистра соединен с пятым входом первого элемента ИЛИ и с вторым сигнальным входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с четвертым входом третьего элемента И, инверсный выход третьего триггера соединен с четвертым входом четвертого элемента И и является третьим выходом синхро- генератора, выход пятого элемента И соединен С входом четвертого регистра, первый выход которого соединен с 5 первым входом четвертого и с пятым входом второго элементов ИЛИ, второй выход :четвертого регистра соединен с вто- рым входом четвертого элемента ИЛИ и первым входом пятого элемента ИЛИ,вы

О ход которого является девятым выходом синхрогенератора, третий выход четвертого регистра соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ, третьим сигнальным входом третьего триггера,вхо- 5 дом шестого элемента задержки, вторым сигнальным входом второго триггера и

с третьим входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого является десятьм выходом синхрогенератора, выход шесто- 30 го элемента задержки соединен с вторым входом шестого элемента И, инверсный выход второго триггера соединен с третьим входом пятого элемента И.

Изобретение относится к измерительной технике для обнаружения и анализа взрывоопасных концентраций горючих газообразных веществ и их ; смесей. Целью изобретения является повьшение функциональной надежности устройства для сигнализации полного диагностирования нормального функционирования датчиков за счет автоматической калибровки коэффициентов нормируюй1их усилителей.Устрой- ство для сигнализации работает в режимах калибровки нормируюп их усилителей, установки нуля и установки нижнего концентрационного предела воспламенения (НКПВ), обусловленных качеством и особенностью функционирования детекторов . Отработка первых режимов производится в атмосфере инертных i газов, подаваемых на датчики КЗ поверочного баллона, последнего - при взрывоопасном газе, характерном для контролируемой среды, концентрация которого соответствует НКПВ и поступающего на датчики из поверочного баллона. Установка ко- эф(фициентрв нормирующих усилителей с их записью в ОЗУ производится в :первом режиме, умножающим ЦАП,компаратором и счетчиком. Во втором режиме с учетом калиброванных значений указанных коэффициентов, подаваемых в ОЗУ на цифровые входу ЦАП,сигнал нулевого разбаланса датчиков,проходя через блок вычитания, проверяется бл оком сравнения на соответствующие допуску работоспособности, код граничного значения которого записан в регистре. Результат сравнения и цифровой код нулевого разбаланса датчи- ков записывается в ОЗУ. В третьем ре- ;жиме с учетом данных ОЗУ и содержания .контрольного бита последнего производится адресный опрос датчиков, определение их индивидуальных НКПВ и запись цифровых кодов в ОЗУ. В режиме измерения производится определение текущей концентрации газа с учетом данных ОЗУ. Снимаемый из ОЗУ код индивидуального НКПВ сравнивается блоком сравнения с измеренным. Результаты сравнения выдаются на выходах устройства, работа которого управляется.синхрогенератором.1 з.п. ф-лы, 2 ил. I оэ

;

Редактор Г.Волкова

Составитель В.Королев Техред Л.Сердюкова

Заказ 6844/50Тираж 515 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгброд, ул.Проектная,4

Корректор С.Шекмар