Устройство для контроля состояния горных выработок Советский патент 1991 года по МПК E21C39/00 

о So

00

00

одновибраторами 15, 16 и цифровым блоком 11 «Сложение-вычитание. Блок питания связан через ключи 6 и 7 с выходом коммутатора 4 и общим проводником 2, а через ключи 8, 9 - с этими же эле- ментами в противоположной по отношению к первой паре ключей полярности. Выход цифрового вольтметра соединен через пятый

и шестой ключи 12 и 13 соответственно с прямым и реверсивным входами цифрового блока 11 «Сложение-вычитание. Таймер связан через первый и второй ждущие одновибраторы 15 и 16 с входами всех ключей 6-9, 12, 13, а также транск- . риптора 17 и цифропечатающего устройства 18. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для дистанционной автоматической регистрации деформаций горных выработок с использованием в качестве первичных преобразователей реостатов Цель - повышение точности измерений. Устройство содержит датчик 1, коммутатор 4, блок 5 питания, цифровой вольтметр 10, таймер 14, транскриптор 17, блок 19 аварийной сигнализации, цифропечатаюшее устройство 18. Оно снабжено также шестью ключами 6-9, 12, 13, двумя ждущими

Изобретение относится к горному делу и предназначено для дистанционной автоматической регистрации деформаций горных выработок с использованием в качестве первичных преобразователей реостатов.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для контроля состояния горных выработок; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Чувствительный элемент каждого из дат- чиков 1 содержит реостат R1, последовательно соединенный с ним диод УД 1, а также второй диод УД2, присоединенный параллельно цепочке из реостата и первого диода, причем в общей точке анод одного диода соединен с катодом второго. Диоды УД1 и УД2 подбирают попарно на каждый датчик с примерно одинаковыми вольтам- перными характеристиками в прямом направлении. Одним из выводов каждый из датчиков 1 присоединен к общему проводнику 2, вторым посредством провод- ной линии 3 - с одним из входов коммутатора 4. Выходные клеммы блока 5 питания соединены с выходом коммутатора и общим проводником через первый 6 и второй 7 ключи соответственно. Третий 8 и четвертый 9 ключи соединяют вход коммутатора и общий проводник с выходными клеммами блока питания в противоположной по отношению к первому и второму ключу полярности. С выходными клеммами блока питания соединен вход цифрового вольтметра 10. Выход вольтметра соединен с прямым входом цифрового блока 11 «Сложение-вычитание через пятый ключ 12, а с реверсивным входом - через шестой ключ 13. Таймер 14 одним из выходов соединен с управляющим входом коммута- тора 4 и двумя выходами с входами запуска первого 15 и второго 16 ждущих од- новибраторов, выходы которых соединены с управляющими входами первого, второго, пятого и третьего, четвертого, шестого ключей соответственно. Таймер 14 связан также с транскриптором 17, а выход транскриптора - с управляющими входами цифропечатающего устройства 18 и блока 19

сигнализации. Информационные входы цифропечатающего устройства соединены с выходами коммутатора (выход номера канала), таймера и цифрового блока «Сложение- вычитание. Вход уровня сигнала в блоке сигнализации соединен с выходом блока «Сложение-вычитание.

Устройство работает следующим образом.

Таймер 14, работая в непрерывном режиме, выдает временные метки (фиг. 2а). В соответствии с заранее заданной программой по определенным временным меткам происходит коммутация очередного канала коммутатора (фиг. 26). По переднему фронту импульса, запускающего коммутатор, производится также запуск первого ждущего одновибратора 15 (фиг. 20). Сформированный одновибратором импульс отпирает первый 6 и второй 7 ключи. Через последовательную цепь, включающую открытый ключ 6, коммутатор 14, проводную линию 3, датчик 1, общий проводник 2, открытый ключ 7, протекает стабильный ток I, генерируемый блоком 5 питания. С некоторой задержкой т относительно момента срабатывания коммутатора, заведомо превышающей длительность переходных процессов в коммутируемой цепи, таймер 14 выдает импульс на запуск цифрового вольтметра 10 (фиг. 2г).

Пренебрегая проводимостью обратно включенного диода УД2, напряжение И, измеренное цифровым вольтметром 10, можно записать в виде

(Я,+)+Ц,л ,

где Rp- сопротивление реостата;

- сопротивление линии;

Ц,ф- прямое падение напряжения на диоде VD1.

Одновременно с отпиранием ключей 6 и 7 отпирается также пятый ключ 12. С выхода вольтметра 10 по сигналу «Конец измерений информация в последовательном коде переносится в регистры блока 11 «Сложение-вычитание.

Через интервал времени t относительно момента подключения данного канала, заведомо превышающий длительность импульса, сформированного одновибрато- ром 15, таймер 14 выдает сигнал на запуск второго ждущего одновибратора 16, который отпирает третий 8, четвертый 9 и шестой 13 ключи (фиг. 2д). С задержкой т относительно начала отпирания ключей таймер 14 снова выдает сигнал на запуск цифрового вольтметра (фиг. 2е). В данном случае к датчику 1 напряжение от блока питания прилагается в обратной полярности. Пренебрегая проводимостью диода УД1, оказавшимся запертым для напряжения U2, величину этого напряжения, измеренную вольтметром 10, можно записать в виде

Ц «Л+Ч«

где Uvaz- пРямое падение напряжения на

диоде УД2.

Так как через открытый ключ 13 информация с выхода вольтметра 10 после окончания измерения попадает на реверсивный вход блока «Сложение-вычитание, то конечный результат на выходе блока 11 равен

U Ц«-и„Д2,

а поскольку прямое падение напряжения на диодах при одном и том же токе можно считать равными (следствие подбора диодов попарно), то

.

Считая величину RP пропорциональной деформации, можно установить соответствующее значение тока /, чтобы получить значение напряжения U численно равным величине деформации.

Через промежуток времени /2 относительно момента начала коммутации канала транскриптор 17 выдает команду цифропечата- ющему устройству 18 на поочередную печать результатов на выходах: коммутатора (выход номера канала), таймера (текущее значение времени) и блока «Сложение- вычитание (величину деформации). Одновременно с выхода транскриптора подается разрешающий сигнал на блок сигнализации для сравнения значения на выходе блока «Сложение-вычитание с заранее заданным значением. В случае превышения допустимого значения включается аварийная сигнализация

По переднему фронту очередного импульса на переключение канала происходит сброс результата, записанного в регистрах блока 11 «Сложение-вычитание и указанный цикл повторяется. Порядок коммутации каналов определяется программой работы таймера.

10

Формула изобретения

Устройство для контроля состояния горных выработок, содержащее датчики, каждый из которых соединен одним выводом

с общим проводником, а другим посредством проводной связи - с соответствующим входом коммутатора, блок питания, цифровой вольтметр, таймер, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, соединенный с таймером транскрип тор, блок аварийной сигнализации и циф- ропечатающее устройство, информационные входы которого соединены с выходами коммутатора и таймера, а управляющий вход - с выходом транскриптора, отличающееся

5 тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено шестью ключами, двумя ждущими одновибраторами и цифровым блоком «Сложение-вычитание, причем выходные клеммы определенной полярности блока питания связаны через первый и

0 второй ключи соответственно с выходом коммутатора и общим проводником, через третий и четвертый ключи - с выходом коммутатора и общим проводником в противоположной по отношению к первой паре ключей поляркости, выход цифрового вольт5 метра связан через пятый и шестой ключи соответственно с прямым и реверсивным входами цифрового блока «Сложение-вычитание, выход которого соединен с входами блока сигнализации и цифропечатающего

0 УстРоиства. а выход таймера соединен через первый и второй ждущие одновибра- торы с управляющими входами соответственно первого, второго, пятого и третьего, четвертого, шестого ключей, при этом чувствительный элемент каждого датчика выпол5 нен в виде последовательно включенных реостата и диода, зашунтированных встречно включенным вторым диодом, а блок питания выполнен в виде стабилизатора тока.