Устройство для сигнализации Советский патент 1987 года по МПК G08B17/10 

индивидуальных НКПВ; запись последнего вместе с кодом нулевого разбаланса датчиков и содержимым контрольного бита производится соответственно в блоки 12 и 13 оперативной памяти.

1

Изобретение относится к автоматике, 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 окружающей среды, автоматической системы безопасности морских стационарных платформ и плавучих буровых установок континентального шельфа.

Цель изобретения - расширение функциональньпс возможностей устройства за счет оперативного воздействия на контролируемую газовоздушную среду и повьш1ение достоверности сигнализации.

На чертеже изображена функциональная . схема устройства для сигнализации.

Устройство дл-я сигнализации содержит датчики 1, каждый из которых выполнен в виде камеры с установленным в ней детектором 2, мультиплексор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, первьй 5 -и второй 6 регистры, блок 7 вычитания, блоки 8 и 9 сравнения, элементы И 10 и 11, блоки 12 и 13 оперативной памяти, демультиплексор 14, триггеры 15, первый поверочный баллон 16, вторые поверочные баллоны 17, одНовходовой клапан 18 на первом поверочном баллоне 16, эжекторы 19, синхрогенератор 20, имеющий пусковой вход 21, вход Калибровка 22, установочный вход 23, выходы 24-41, ус- т-айовочный вход 32, сигнальные выхо- дь 33-34 и адресный выход 35. Датчик 1 имеет первый пробоотборник 36 с одновходовым клапаном 37, второй пробоотборник 38 с управляемым вентилем 39, управляющий вход 40. Эжектор 19 снабжен управляемым вентилем 41 .

Вьщача результатов сравнения на выходах 33 и 34 устройства, работа которого управляется синхрогенератором 20, осуществляется элементами И 20 и 11. 1 ил.

Устройство работает следующим образом.

Перед работой устройства для сигнализации производится начальная установка его элементов и узлов, в частности очистка содержимого блоков 12 и. 13 оперативной памяти, сброс регистров 5 и 6 (цепи управления не показаны), синхрогенератора 20, причем исходное состояние синхрогенератора соответствует первому вдресу первого датчика 1, На практике, при установке датчиков 1 в технологич ес- g- ких помещениях, расположение, эжекторов 19 возможно либо в непосредственной близости от датчика 1, либо в самой отдаленной от него точке, в результате чего достигаются разные Q цели контроля.

Устройство для сигнализа ции работает непрерывно в режимах измерения, установки нуля и установки нижнего концентрационного предела воспла- 5 менения (НКПВ), причем установка нуля и установка НКПВ выполняются последовательно и запускаются пода-.- чей. сигнала Калибровка по входу 22 синхрогенератора 20. При отсутствии 0 сигнала Калибровка работа устройства происходит в режиме измерения. При подаче питания на устройство триггеры 15 устанавливаются в нулевое состояние.

Режим установки нуля. Синхрогенератор 20 вырабатывает сигнал режима установки нуля, поступающий с выхода 27 на другой вход второго элемента И 11, открывающий 0 управляемые вентили 39 вторых пробоотборников 38 датчиков 1 и позволяющий доступ инертного газа из вторых поверочных баллонов 17 в камеры датчиков 1. По сигналу с выхода 24 син- g хрогенератора 20 открываются управляющие входы 40 камер датчиков 1 и

5

инертный газ через открытые управляемые вентили 39 вторых пробоотборников 38 датчиков 1 поступает в камеры, под давлением вытесняя газы, оставшиеся в них от предыдущих циклов измерения. После заполнения датчиков 1 сигнал с выхода 24 синхроге- нератора 20 снимается и управляющие входы 40 датчиков 1 закрываются. Де тектор 2 является измерителем, предназначенным для вьщачи в. аналоговой форме в режиме измерения сигнала об изменении концентрации взрывоопасного газа, его компонента в газовой смеси или самой взрывоопасной смеси. В качестве детектора 2 может использоваться любой концентрационный де- тектор.

Сигнал с выхода 25 синхрогенера- тора 20 инициирует первый адрес датчика 1, мультиплексора 3, блоков 12 и 13 оперативной памяти демультиплек сора 14. Измеренное значение нулевого разбаланса первого детектора 2 соответствующего датчика 1 с его выхода поступает на первый вход мультиплексора 3, подключающего первый датчик 1 к входу аналого-цифрового преобразователя 4, преобразующего аналоговый сигнал в цифровой код и выдающего его для хранения на регистр 5. В связи с произведенным обнулением ячеек блока 12 оперативной памяти постоянно обнулен другой вход блока 7 вычитания. Поэтому сигнал с выходов регистра 5 проходит через блок 7 вычитания в данном режиме без изменения .

С выхода блока 7 вычитания измеренное значение нулевого разбаланса датчика 1 поступает на первые входы блоков 8 и 9 сравнения. Однако, поскольку первый элемент И 10 не разрешает прохождение результата сравнения с выхода блока 8 на сигнальный выход 33 устройства, срабатывают бло ки 9 и 11. Ко времени прохождения сигнала на первый вход блока 9 сравнения поступает измеренное значение нулевого разбаланса датчика 1, на второй вход которого подается значение максимально допустимого нулевого разбаланса датчиковj обусловленное техническими условиями на качество работоспособности датчиков.

Блок 9 сравнения производит поразрядное сравнение кодов, поступающих на его входы, и в случае превьштения

5

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

кодом измеренного значения нулевого разбаланса датчика 1 кода максимально допустимого значения нулевого разбаланса датчиков, выдает по сигнальному выходу 34 устройства для сигнализации информацию высокого уровня, равную логической единице, о превышении максимально допустимого нулевого разбаланса детектора 2, физически означающего потерю детектором 2 соответствующего датчика I работоспособности.

Этот же сигнал вместе с измеренным значением нулевого разбаланса датчика 1 с выходов блока 7 вычитания записывается в блок 12 оперативной памяти, сигнал разрешения записи в который поступает к этому времени с выхода 29 синхрогенератора 20. При этом запись контрольной логической единицы с выхода блока 9 сравнения производится в контрольный бит соответствующего байта блока 12 оперативной памяти. Оператором производится идентификация неисправных датчиков с выходов 34 и 35 устройства.

В случае нахождения кода измеренного значения нулевого разбаланса соответствующего датчика I в пределах допуска, ограниченного кодом максимально допустимого значения нулевого разбаланса датчиков на регистре 6, с выхода блока 9 сравнения производится в контрольный бит блока 12 оперативной памяти запись логического нуля. На этом съем и обработка измеренной информации с первого датчика 1 прекращаются. Синхроге- нератор 20 с второго выхода 25 вьща- ет адрес следующего датчика. Далее цикл обработки данных в режиме установки нуля повторяется. Таким образом, производится опрос всех датчиков 1 и установление значения нулевого разбаланса каждого датчика 1 с их записью в- соответствующие ячейки блока 12 оперативной памяти.

Режим установки НКПВ.

Синхрогенератор 20 вьфабатывает сигнал режима установки НКПВ, поступающий с выхода 28 синхрогенератора 20 и подготавливающий по первому входу считывания блок 12 оперативной памяти к выдаче информации. Цель режима - установка индивидуальных значений НКПВ с учетом технических особенностей датчиков, например, нулевого разбаланса датчиков. .

Синхрогенератор 20 по выходу 25 инициирует адрес первого датчика 1 . Оператор производит подключение первого поверочного баллона 16 со взрывоопасным газом, характерным для данной контролируемой среды и концентрация которого соответствует нижнему концентрационному пределу воспламенения , через одновходовые клапаны 18 и 37 к пробоотборнику 36 камеры датчика 1. С выхода 24 сиюсрогенератора 20 поступает сигнал, открывающий управляющие входы 40 датчиков 1. Газ повьшенной концентрации (уровня НКПВ) поступает в камеры датчиков и под давлением вытесняет инертный газ, оставшийся в них от предьщущего режима работы устройства.

После заполнения газовых камер датчиков взрывоопасным газом концентрации НКПВ сигнал с выхода 24 синхро генератора 20 снимается. Управляющие входы 40 датчиков закрываются. Закрытие управляющих входов 40 датчиков 1 является сигналом оператору о разрешении отключения первого поверочного баллона 16. Поскольку инерционность оператора по отключению баллона 6.большая, это не препятствует поступление измеренного значения отработки детектором 2 уровня НКПВ (в дальнейшем - индивидуальное значение НКПВ) с выхода первого датчика 1 на соответствзтощий вход мультиплексора 3, выполняющего коммутацию измерительного канала к входу аналого-цифрового преобразователя 4.

После этого оператор производит подключение первого поверочного баллона 16 со взрывоопасным газом концентрации НКПВ через одновходовые клапаны 18 и 37 к пробоотборнику 36 следующего датчика 1, обеспечивая выполнение режима установки НКПВ в следующем цикле опроса датчиков. Причем подключение -к соответствующему датчику 1 оператором производится с учетом значения сигналов на сигнальном выходе 34 устройства и его адресном выходе 35 (идентификация неисправного по его адресу датчика), полученных в режиме установки нуля датчиков (т.е. оператор не производит подключение первого поверочного баллона 16 к выявленным: неисправным датчикам 1).

Поскольку сигнал с выхода 28 снн хрогенератора 20 разрешает чтение

измеренного в предьщущем режиме значения нулевого разбаланса первого датчика 1, выбираемого из соответствующей ячейки блока 12 оперативной памяти, код нулевого разбаланса датчика 1 поступает на другой вход блока 7 вычитания. Содержимое контрольного бита (байта с кодом значения нулевого разбаланса датчика 1) поступает на установочный вход 23 синхро- генератора 20 и автоматически либо разрешает при нулевом сигнале продолжение обработки данных в режиме, 5 либо при единичном сигнале блокирует обработку данных по данному адресу и инициирует по следующему адресу переход к второму датчику 1.

Аналого-цифровой преобразователь 0 4 преобразует аналоговый сигнал в цифровой код, который хранится на регистре 5 и поступает на один вход блока 7 вычитания, на другой вход которого к этому времени поступает 5 код нулевого разбаланса этого же датчика и происходит вычитание (установление динамического диапазона измерения) .

G выхода 31 синхрогенератора 20 поступает на блок 13 оперативной памяти сигнал разрешения записи, после чего в соответствующую ячейку этого блока оперативной памяти производится с выходов блока 7 вычитания запись кода индивидуального НКПВ, соответствующего динамическому диапазону подключенного датчика 1 (прохождение соответствующих сигналов на выходы 33 и 34 устройства запрещается отсутствием сигналов на выходах 27 и 26 синхрогенератора 20). На этом съем и обработка измеренной информации с первого датчика 1 прекращаются. Синхрогенератор 20 с выхода 25 выдает адрес следующего датчика 1. Так производится опрос всех датчиков 1 устройства (за исключением тех, для которых в режиме установки нуля в контрольный бит бьша занесена логическая единица), определение и установление индивидуальных значений НКПВ с учетом динамического диапазона с их записью в соответствующие ячейки блока 23 оперативной памяти .

Режим измерения.

Режим измерения в устройстве для сигнализации может выполняться либо после последовательной отработки

0

5

0

45

50

55

режимов установки нуля и установки НКПВ автоматическим запуском, либо автономно после подачи пускового сигнала на вход 21 синхрогенератора 20. Сигнал режима измерения поступает с выхода 30 синхрогенератора 20 и однозначно соответствует сигналу разрешения считывания информации по второму входу разрешения считывания блока 12 оперативной памяти из ячейки, инициируемой синхрогенерато- ром 20 по его выходу 25.

С выхода 24 синхрогенератора 20 поступает сигнал, открывающий управляющие входы 40 датчиков 1. После их проветривания в процессе работы в камеры поступает анализируемый газ концентрация которого определяется детектором 2 и через мультиплексор 3 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 4, которым преобразуется в цифровую форму и поступает для хранения в регистр 5.

К этому времени код нулевого разбаланса датчика 1 считывается из со- ответствзпощей ячейки блока 12 оперативной памяти (значение содержимого контрольного бита учитывается идентично режиму установки НКПВ) и поступает на другой вход блока 7 вычитания, на один вход которого постзшает код, соответствующий текущей концентрации взрывоопасного газа в контролируемой среде. В блоке 7 вычитания происходит определение (с учетом значения нулевого разбаланса датчика) нулевой точки отсчета сигнала по амплитуде.

Синхрогенератор 20 по выходу 26 выдает сигнал разрешения считывания, поступающий на одноименный вход блока 13 оперативной памяти, из соот- ветствтлощей ячейки которого.на другой вход первого блока 8 сравнения поступает код индивидуального.НКПВ, соответствующего динамическому диапазону данного датчика 1. На первый вход блока 8 сравнения подается код

измеренного значения текущей кондент- Q гулирование выброса порций флегмати- рации газа. Блок 8 производит сравне- зирующих добавок повторным логичес- ние кодов. В случае равенства либо ким сигналом на входе сигнала данных превьшгения кодом текущей концентра- демультиплексора ,14: логическая еди- ции газа кода индивидуального НКПВ ница вызывает повторный выброс оче- (сигнал логической единицы на выходе gg редной порции инертного газа; логи- блока 8), первьш элемент И 10 по ческий нуль не вызывает такого выбро- своему другому входу ранее поступив- . са ввиду очевидности отсутствия в шим сигналом с выхода 26 синхрогене- этом цикле опроса датчика аварийной ратора 20 разрешает вьщачу тревожно- ситуации.

,

345226

го сигнала на сигнальный выход 33 устройства и внешнее устройство инди- кации (прохождение соответствующего сигнала, на выход 34 устройства запрещается отсутствием сигнала на выходе 27 синхрогенератора 20).

Сигнал с выхода 26 синхрогенератора 20 также поступает на вход синхро- 10 сигнала выбора демультиплексора 14, адрес соответствующего выхода которого определен на выходе 25 синхрогенератора 20, на вход сигнала данных которого поступает в виде логическо- 15 го с игнала результат сравнения с выхода блока 8 сравнения и элемента И-10. Демультиплексор 14 производит инициализацию первого триггера 15, поступление логической единицы на 20 вход которого вызывает открывание управляемого вентиля 41 эжектора 19 и выброс инертного газа из соответствующего второго поверочного баллона 17. Длительность.выброса флегма- .25 тизатора зависит от длительности каждого цикла опроса датчиков 1 в режиме измерения.

Поступление на вход сигнала данных демультиплексора 14 нулевого сиг- 30 нала не вызывает через триггер 15 отрывание управляемого вентиля 41 эжектора 19 и, соответственно, выброс инертного газа в контролируемую среду. Далее синхрогенератор 20 с 3g выхода 25 выдает адрес следующего датчика 1. При этом, как и в предыдущем режиме, исключается опрос датчиков 1, для которых содержимое контрольного бита в блике 12 оперативной памяти равно логической единице.

40

После завершения цикла опроса всех датчиков и в случае необходимости выброса флегматизирующей газо- 45 вой добавки в контролируемую соответствующим датчиком 1 среду после, выдачи им соответствующего единичного тревожного сигнала на сигнальном выходе 33 устройства, производится ре-

Формула изобретения

Устройство для сигнализации, содержащее п датчиков, каждый из которах выполнен в виде камеры с первым и вторым пробоотборниками и установленным в камере детектором, управляющие входы датчиков объединены и подключены к первому выходу синхрогене- ратора, второй выход которого подклю чен к адресным входам первого и второго блоков оперативной памяти и мультиплексора и является адресным выходом устройства, выходы детекторов датчиков подключены соответственно к сигнальным входам мультиплексора, аналого-цифровой преобразователь , выходы которого подключены к входам первого регистра, третий выход синхрогенератора подключен к входу считывания второго блока оперативной памяти, четвертый выход - к первому входу считывания первого блока оперативной памяти, пятый и шестой выходы - соответственно к входу записи и второму входу считывания первого блока оперативной памяти, седьмой выход - к входу записи второго блок оперативной памяти, вход второго регистра является установочным входом устройства, контрольный выход первого блока оперативной памяти подклю- чен к установочному входу синхрогенратора, пусковой вход которого является пусковым входом устройства, вход Калибровка синхрогенератора является входом Калибровка устройства, блок вычитания, два блока сранения, первый и второй поверочные баллоны, отличающееся тем, что, с целью расширения функцинальных возможностей устройства и повышения достоверности сигнализаци устройства, в него введены два элемента И, демультиплексор, триггеры по числу датчиков, п-1 вторых поверочных баллонов, вторые поверочные баллоны снабжены эже;кторами с управляемыми вентилями, первый пробоотбоСоставитРедактор И.Касарда Техред А

Заказ 4923/49

Тираж 543Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по д{шам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

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

ник каждого датчика снабжен одновхо- довьш клапаном, второй пробоотборник каждого датчика снабжен управляемым вентилем, каждый второй поверочный баллон подключен соответственно к второму пробоотборнику датчика через управляемый вентиль, второй выход синхрогенератора подключен к адресному входу демультиплексора, третий выход синхрогенератора подключен к входу синхросигнала выбора демультиплексора и одному входу первого элемента И, выход которого соединен с входом сигнала данных демультиплексора и является первым сигнальным выходом устройства, выходы мультиплексора соединены соответственно со счетными входами триггеров, выходы каждого из которых подключены к управляющему входу вентиля соответствующего эжектора, выход мультиплексора соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы первого регистра соединены с одним входом блоКа вычн0

тания, информационные выходы первого блока оперативной памяти подключены к другому входу блока вычитания, выходы которого подключены к входам сигнала данных первого и второго блоков оперативной памяти и первым входам блоков сравнения, информационные выходы второго блока оперативной памяти подключены к второму входу перj- вого блока сравнения, выходы второго регистра подключены к второму входу второго блока сравнения, выход которого соединен с одним входом второго элемента И, восьмой выход синхрогене0 ратора подключен к управляемым вентилям датчиков и другому входу второго элемента И, выход которого соединен с контрольным входом первого блока оперативной памяти и является вторьш

g сигнальным выходом устройства, выход первого элемента сравнения подключен к другому входу первого элемента И, первьй поверочный баллон снабжен одновходовым клапаном .

Корректор М.Демчик

Изобретение относится к измерительной технике для обнаружения и анализа взрывоопасных концентраций горючих газообразных веществ и их смесей. Цель изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет оперативного воздействия в режиме измерения на контролируемую датчиками I газовоздушную среду и уменьшении степени критичности концентрации взрывоопасного газга в среде. Выброс эжектором I9 газа-флегматизатора из баллона 17 обеспечивается по адресу датчика 1, вьщающего на выходе 33 устройства тревожный сигнал, управляющий работой демультиплексора 14, триггеров 15 и эжекторов 19. Режим установки нуля детекторов 2 производится в атмосфере инертного газа-флегматизатора, подаваемого на датчики 1 из поверочных баллонов 17, режим установки нижнего концентрационного предела воспламенения (НКПВ) при взрывоопасном газе, характерном для контролируемой среды, концентрация которого соответствует НКПВ, и поступающем на датчики 1 из подключаемого оператором поверочного баллона 16 через одновходовые клапаны 18 и 37. В указанных режимах измеренный сигнал проходит через мультиплексор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, регистр 5, блок 7 вычитания, проверяется в режимах блоками 8 и 9 сравнения на соответствие допуску работоспособности, код граничного значения которого записан в регистре 6, и уровню i СЛ .л//У ел ю ГчЭ з: