Дозиметр переменного электрического поля Советский патент 1991 года по МПК G01R29/12 G08B23/00 

Os

N

2

О Ь

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности, при определении допустимой дозы воздействия электрического поля. Дозиметр содержит датчик 1, состоящий из двух одинаковых трехслойных носков 2 и компенсационного измерительного трансФорматора 10, выпрямитель 18, активный фильтр 19 нижних частот, аналоговый ключ 20, компараторы 21- 23, функциональный преобразователь 24, преобразователь 25 напряжения в частоту, счетчик 26 импульсов, эл-т ИЛИ 27 и блок 28 сигнализации. В процессе работы в электроустановке на теле человека наводится заряд Поскольку экранирующая одежда, как правило, с изнаночной стороны имеет внутреннюю прокладку из изолирующего материлла, ток с тела человека, находящегося на земле, стекает через проводящие носки 2, внутреннее сопротивление дозиметра и точопрово- дящую обувь на землю, Данное выполнение дозиметра позволяет определить допустимую дозу воздействия электрического поля при работе человека как на потенциале земли, так и на непосредственном прикосновении к токоведущим частям электроустановки, находящейся под напряжением. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. сл с

Фиг.1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для объективной оценки воздействия переменного электрического поля при работах в электроустановках сверхвысокого и ультравысокого напряжения,

Цель изобретения - повышение точности при определении допустимой дозы воздействия электрического поля.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема дозиметра переменного электрического поля; на фиг. 2 - структурная электрическая схема датчика; на фиг. 3 - структурная электрическая схема функционального преобразователя.

Дозиметр переменного электрического поля содержит датчик 1, состоящий из двух одинаковых трехслойных носков 2, внутренний 3 и наружный 4 слои которых выполнен из токопроводящей ткани, контактные выводы 5, 6 и 7, 8 - в виде экранирующего токопровода, а средний слой 9 - из изолирующей ткани, и компенсационного измерительного трансформатора 10, содержащего сердечник 1 и четыре обмотки - первую 12 и вторую 13, подсоединенные к соответствующим контактным выводам носксв2, усилителя 14 перекенно- го токе, выход которого подключен к третьей обмотке 15, соединенной последовательно с резистором 16, а вход- к четвертой обмотке 17, выпрямитель 18, активный фильтр 19 нижних частот, аналоговый ключ 20, первый 21, второй 22 и третий 23 компараторы, функциональный преобразователь 24, преобразователь 25 напряжения в частоту, счетчик 26 импульсов, элемент ИЛИ 27, блок 28 сигнализации, подключенный к выходу элемента ИЛИ 27 через экранированный провод 29. Функциональный преобразователь 24 состоит из делителя 30 напряжений, блока 31 вычитания, источника 32 опорного напряжения.

Дозиметр переменного электрического поля работает следующим образом.

Перед началом измерений проводят проверку дозиметра. Для этого входы компенсационного измерительного трансформатора 10 (контактные выводы 5, 6 и 7, 8) соединяют между собой параллельно и от стороннего источника на них подают токи, уменьшенные в два разапосровнению с заданными. Определяют время срабатывания дозиметра, т.е. промежуток времени от момента подачи сигнала до момента свечения индикатора т.ДОз. Его значение должно совпадать г. расчетным временем :ДОп, определяемым по формуле

Т.доп -

50

-2

50 12

ЕОI Лдоп

Трансформатор 10 совместно с элементами 18-27 располагают в корпусе из экрапирующего материала, который на ремие укрепляют на талии человека, а блок 28 сигнализации - на голове так, что его индикатор а поле зрения человека. С помощью контактных выводов 5 и 7 подсоединяют

0 начало обмоток 12 и 13 трансформатора 10. ,К внутреннему слою 3 каждого из носков 2 и с помощью контактных выводов 6 и 8 концы обмоток 12 и 13 трансформатора 10 подсоединяют к наружному слою 4 носков 2.

5 Выход элемента ИЛИ 27 подсоединен к входу блока 28 сигнализации с помощью экра- нированного провода 29. Одевают экранирующий комплект одежды, выполненный, например, в виде комбинезона с

0 капюшином, и обувь с токопроводящей подошвой, например ботинки, имеющие электрический KOHiaKT с наружным слоем носков 2 и 3. Электрически соединяют защитную одежду с токопроводящей обувью.

5В процессе работы в электроустановке

на теле человека наводится заряд. Поскольку экранирующая одежда, как правило, с изнаночной стороны имеет внутреннюю поокладку из изолирующего материала, то с

0 тела человека, находящегося на земле, стекает ток мере проводящие носки 2, внутреннее сопротивление дозиметра и токопроводящую обувь на землю.

Одна часть этою тока попадает на об5 мотку 12, а другая - на обмотку 13 трансформатора 10 и создает магнитный поток, пропорциональный общему току, стекающему с тела человека. Ток обратной связи, образуемый выходным напряжением усили0 теля 14, протекает по обмотке 15 обратной связи и резистору 16, создавая встречный поток обратной связи при соответствующем включении обмоток 15 и 17. Разность прямого и обратного потоков представляет со5 бой результирующий поток в магнитопроводе, наводит ЭДС во всех обмотках, в том числе и в обмотке 17. ЭДС обмотки 17 усиливается усилителем 14, Величина выходного напряжения про0 порциональна току, проходящему в землю через человека, находящегося в электрическом поле промышленной частоты, Кроме того,датчик 1 обеспечивает гальваническую развязку цепей и усиление сигналов, что

5 позволяет повысить помехоустойчивость измерительной схемы.

Далее сигнал поступает на сход выпрямителя 18, а через активный фильтр 19 нижних частот- на вход компараторов 21 - 23,

Работа дозиметра зависит от значения тока Ih 60 мкА, то компараторы 21-23 не срабатывают. Если 60 h 120 мкА, то уровень напряжения такой, что срабатывает компаратор 21 и производит пуск аналогового ключа 20, на первый вход которого подается сигнал с выхода фильтра 19, поэтому на вход функционального преобразователя 24 поступает сигнал практически без искажений.

Функциональный преобразователь 24 реализует зависимость

-

к

Ue

-2

)к,

„I 50 12 где К ;

Кос Л

UDBIX - выходное напряжение функционального преобразователя, пропорциональное допустимому времени пребывания человека в электрическом поле при заданном токе смещения;

К - коэффициент преобразования функционального преобразователя 24.

Напряжение с выходафункционального преобразователя 24 поступает на вход преобразователя 25 напряжения в частоту по линейному закону. После подсчета импульсов на выходе счетчика 26 появляется логическая единица, которая проходит через элемент ИЛИ 27 и запускает блок 28 сигнализации,

Если ток находится в пределах 240 Jh 300 мкА, то запускается лишь компаратор 22, так как компаратор 21 выполнен так, что состочние его выходов изменяется два раза при изменении входного сигнала в заданном диапазоне. С выхода компаратора 22 сигнал поступает на вход преобразователя 25. Уровень напряжения на вход преобразователя 25 подается такой, что счетчик 26 заполняется за 10 мин. При токе свыше 300 мкА срабатывает компаратор 23 и через логический элемент 27 запускает блок 28 сигнализации без выдержки времени. При плавном увеличении тока 60 Ih 300 мкА последовательно срабатывают компараторы 21 и 22, запускают счетчик 26 импульсов, количество импульсов которого зависит от длительности существования того или иного тока и соответствующему ему напряжению. Счетчик 26 суммирует импульсы от последовательно работающих компараторов 21-23.

Дозиметр позволяет определить допустимую дозу воздействия электрического

поля при работе человека как на потенциале земли, так и при непосредственном прикосновении к токоведущим частям электроустановки, находящейся под напряжением.

Формула изобретения 1. Дозиметр переменного электрического поля, содержащий датчик, первый, второй и третий компараторы, последовательно соединенные счетчик импульсов, элемент ИЛИ и блок сигнализации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при определении допустимой дозы воздействия электрического поля,датчик

выполнен в виде двух трехслойных носков и компенсационного измерительного трансформатора, содержащего сердечник с четырьмя обмотками, усилитель переменного тока и резистор, средний слои каждого из

трехслойных носков выполнен из изолирующей ткани, а наружный и внутренний слои выполнены из токопроводящей ткани и подсоединены соответственно к первой и второй обмоткам, к выходу усилителя

переменного тока последовательно подсоединены третья обмотка и резистор, выводы которого являются выходом датчика, а четвертая обмотка включена на выход усилителя переменного тока, а также введены

последовательно соединенные выпрямитель, вход которого подсоединен к выходу датчика, активный фильтр нижних частот, аналоговый ключ, функциональный преобразователь и преобразователь напряжения

в частоту, выход которого подключен к входу счетчика импульсов, при этом выход активного фильтра нижних частот соединен с входом первого компаратора, выход которого подключен к второму входу преобразователя напряжения в частоту, с входом второго компаратора, выход которого подключен к второму входу аналогового ключа, и входом третьего компаратора, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ.

тем, что функциональный преобразователь состоит из последовательно соединенных делителя напряжений, вход которого является входом функционального преобразователя, и блока вычитания, выход которого является выходом функционального преобразователя, а также источника опорного напряжения, выход которого соединен соответственно с вторь ми входами делителя напряжений и блока вычитания.

//10 //