Устройство для сигнализации Советский патент 1991 года по МПК G08B21/00 

Изобретение относится к технике индикации наличия напряжения на электрооборудовании, а именно к устройствам, обеспечивающим сигнализацию о приближении к токоведущим частям электроустановок.

Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности и расширение области применения устройства за счет увеличения диапазона контролируемых напряжений.

На чертежа представлена схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 электромагнитного поля, масштабный усилитель 2, пороговый элемент 3, формирователь 4 импульсов, блок 5 формирования плавающей

уставки, генератор 6 импульсов, усилитель 7 мощности и акустический излучатель 8.

Масштабный усилитель 2 выполнен из резисторов 9-12, операционного усилителя 13 и контакта 14 кнопки

Пороговый элемент 3 выполнен из диодного моста 15, резисторов 16-19 и операционного усилителя 20.

Формирователь 4 импупьсов выполнен из диодного моста 21, резисторов 22-24 и операционного усилителя 25

блок 5 формирования плавающей уставки выполнен из резистора 26, конденсатора 27, резисторов 28 и 29, контакта 30 кнопки, резистора 31, выходов 32.1 и 32 2, резисторов 33-36, диода 37 и операционных усилителей 38 и 39.

Генератор б импульсов выполнен из диода 40, резисторов 41 и 42, конденсатора 43, резистора 44, элемента И-НЕ 45 и элемента НЕ 46.

Усилитель 7 выполнен из резисторов 47 и 48 и транзистора 49.

Устройство также содержит источник 50 питания и шину 51 нулевого потенциала. Контакты 14 и 30 являются контактами одной кнопки.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии вблизи от устройства конструкций, находящихся под напряжением, на входе масштабного усилителя 2 сигнал, поступающий от датчика 1 электромагнитного поля, близок к нулю. Ток, поступающий с выхода операционного усилителя 13 на вход порогового элемента 3, меньше, чем ток смещения, протекающий через диоды диодного моста 15, что приводит к появлению на выходе порогового элемента 3 напряжения, близкого к нулю. Напряжение на выходе операционного усилителя 13 в зтог/1 режиме имеет отрицательную полярность, что соответствует поступлению на вход элемента 1/1-НЕ 45 логического нуля. При этом на выходе элемента НЕ 46 имеется низкий уровень, транзистор 49 закрыт и звуковой сигнал отсутствует.

Если устройство находится вблизи от токоведущих частей, то отдатчика 1 на вход масштабного усилителя 2 поступает сигнал, пропорциональный напряженности электромагнитного поля в месте нахождения датчика 1. В случае нахождения устройства на расстоянии больше минимально допустимого выходном ток масштабного усилителя 2 превышает ток смещения порогового элемента 3 с зоной нечувствительности, задаваемой с помощью резисторов 17м 18, что привадит к появлению на выходе последнего прямоугольных импульсов разной полярности и длительности. Различная длительность импульсов определяется разной чувствительностью порогового элемента 3 к положительному и отрицательному входным сигналам (за счет различных значений сопротивлений резисторов 17 и 18). Это позволяет реализовать зависимость высоты тона звукового сигнала от расстояния до оборудования, находящегося под напряжением. Полученные на выходе порогового элемента 3 разнополярные импульсы, длительность которых пропорциональна кратности выходного сигнала масштабного усилителя 2 относительно уставки, поступают на вход формирователя 4 импульсов.

Последний осуществляет преобразование этих импульсов в серию однополярных ипульсов, которые являются управляющими для генератора 6 импульсов. На выходе последнего появляются пачки высокочастотных колебаний, для которых выходные импульсы формирователя 4 импульсов являются огибающей. Эти высокочастотные импульсы управляют работой усилителя 7.

0 Высота звука акустического излучателя 8 зависит от длительности огибающих импульсов. Одновременно на выходе операционного усилителя 38 формируется постоянный сигнал, пропорциональный вы5 ходному сигналу масштабного усилителя 2, т.е. напряженности электромагнитного поля в месте нахождения устройства. Этот сигнал, а также равный ему по величине и противоположный по знаку на выходе опе0 рационного усилителя 39 через резисторы 31 и 36 подаются на соответствующие входы диодного моста 15, осуществляя тем самым автоматическую регулировку чувствительности устройства. За счет наличия конден5 сатора 27 в обратной связи операционного усилителя 38 эти сигналы нарастают с экспоненциальной зависимостью и через некоторое время достигают значения, при котором пороговый элемент 3 возвращается

0 в исходное состояние. Это приводит к исчезновению импульсов на выходе формирователя 4 импульсов и прекращению работы генератора 6 импульсов. При приближении к оборудованию и увеличении напряженно5 сти поля устройство снова формирует звуковой сигнал, как указано, так как возрастает сигнал на выходе масштабного усилителя 2 при увеличении напряженности электромагнитного поля. Если расстояние между

0. устройством и оборудованием, находящимся под напряжением, сокращается до минимально допустимого, то дополнительный сигнал, снимаемый с выходов операционных усилителей 38 и 39, больше не возраста5 ет (за счет выбора параметров блока формирования плавающей уставки таким образом, что в этом случае происходит ограничение выходного напряжения на уровне насыщения). Такой выбор построения схе0 мы устройства позволяет обеспечивать автоматический, съем предупредительного сигнала при расстояниях до установки, находящейся под напряжением, больше минимально допустимого и, в то же время,

5 обеспечивать непрерывный сигнал при сокращении этого расстояния.

Для проверки работоспособности устройства, а также степени разряда элементов питания предусмотрена подача через контакт 14 кнопки тестового сигнала на вход

операционного усилителя 13, что при достаточном для нормальной работы устройства напряжении источника 50 питания вызывает формирование звукового сигнала высокого тона (максимально высокого для устройства). При сильном разряде источника 50 питания уменьшается соответственно громкость звука или вообще звук отсутству- .ет. Одновременно через контакт кнопки происходит разряд конденсатора 27, что обеспечивает возврат устройства к состоянию максимальной чувствительности. Формула изобретения Устройство для сигнализации, содержащее генератор импульсов, который выполнен из трех резисторов и конденсатора, в генераторе импульсов первый вывод первого резистора соединен с шиной нулевого потенциала, а второй - с первым выводом второго резистора, первые выводы третьего резистора и конденсатора объединены, пороговый элемент, выполненный из трех резисторов, первый вывод первого резистора соединен с шиной нулевого потенциала, первый вывод второго резистора подключен к первой шине источника питания и к первому выводу акустического излучателя, датчик электромагнитного поля, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности и расширения области применения устройства за счет увеличения диапазона контролируемых напряжений, в него введены масштабный усилитель, блок формирования плавающей уставки, формирователь импульсов и усилитель мощности, в пороговый элемент введены диодный мост, четвертый резистор и операционный усилитель, а в генератор импульсов - диод, элемент И-НЕ и элемент НЕ, в генераторе импульсов второй вывод первого резистора соединен с первым входом элемента И-НЕ. выход которого подключен к второму выводу третьего резистора и входу элемента НЕ, выход которого соединен с вторым выводом конденсатора, первый вывод которого подключен к второму входу элемента И-НЕ, второй вывод второго резистора соединен с катодом диода, в пороговом элементе второй вывод первого резистора соединен с первым входом операционного усилителя, выход которого подключен к первому выводу диодного моста, второй вывод которого соединен с вторым входом операционного усилителя и первым выводом третьего резистора, третий вывод диодного моста подключен к второму выводу второго резистора, а четвертый - к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом питания формирователя импульсов, с первым выводом питания усилителя мощности и с второй шиной источника питания, первая шина которого подключена к второму выводу питания усилителя мощности, к второму выводу питания формирователя импульсов, и к выводу питания масштабного усилителя,датчик электромагнитного поля соединен с входом масштабного усилителя, выход которого подключен к второму выводу третьего резистора порогового элемента и к входу блока формирования плавающей уставки, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым выводами диодного моста порогового элемента, выход операционного усилителя порогового элемента подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с анодом диода генератора импульсов, выход элемента НЕ которого подключен к усилителю мощности, выход которого соединен с вторым выводом акустического излучателя.

со ;

I,J

Изобретение относится к технике индикации наличия напряжения на электрооборудовании, а именно к устройствам, обеспечивающим сигнализацию о приближении к токоведущим частям электроустановок.-Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности устройства, и расширение области его применения за счет увеличения диапазона контролируемых напряжений Для этого в Г устройство, содержащее генератор импульсов, который выполнен из трех резисторов, конденсатора и шины нулевого потенциала, пороговый элемент, который выполнен из трех резисторов и шины нулевого потенциала, источник питания, датчик эпектоомаг- нитного поля и акустический излучатель, введены масштабный усилитель, блок формирования плавающей уставки, формирователь импульсов и усилитель мощности, в пороговый элемент введены диодный мост два резистора и операционный усилитель, а в генератор импульсов введены диод элемент Й-НЕ и элемент НЕ Устройство обеспечивает на расстоянии, большем минимально допустимого формирование прерывистого звукового сигнала и непрерывного - при минимально допустимом расстоянии. В устройстве также предусмотрена как проверка его работоспособности, так и состояния источника питания. 1 ил