Устройство для передачи информационных импульсов Советский патент 1993 года по МПК H04B13/00 

Фиг1

00

ю

XI Х|

ю о

Изобретение относится к обработке материалов импульсным воздействием, к технике измерений, регистрации, обработки информации и т.п. и может быть использовано в горнодобывающей промышленности.

Цель изобретения - расширение функциональных и эксплуатационных возможностей и снижение вероятности ложной тревоги.

Поставленная цель достигается тем, что устройство выполнено с двумя входами, которыми являются концы входной линии передачи, и при этом обе линии передачи расположены и выполнены с обеспечением передачи информации из входной в выходную в зоне встречи (суммирования) обоих входных импульсов, подаваемых на концы входной линии. Местоположение этой зоны по длине входной линии предопределяется разновременностью прихода входных импульсов и градиентом скорости их распространения.

Линии передачи в данном устройстве могут быть выполнены, например:

из а ку сто про водящего материала, носителем информации в котором является ПАВ, имеющая скорость от 1,62 до 4,0 км/с (в зависимости от типа материала);

из материала, поддерживающего реакцию самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, например, сплав TiNi , имеющий температуру беспламенного горения порядка 1237°С и температуру начала горения порядка 270...320°С.. Здесь носителем информации является фронт горения, распространяющийся со стабильной скоростью около 2 см/с;

из взрывчатого материала, носителем информации в котором является фронт детонации (область повышенного давления и температуры), в зависимости от рецептуры, прочности оболочки и других параметров, имеющий стабильную скорость (распространения по ВВ) от Ц..2 км/с до 8,5 км/с.

В варианте с Шсустопроводящей линией, в целях снижения вероятности непередачи информации в выходную линию (вследствие весьма вероятной противофаз- ности ПАВ в зоне встречи), входная линия передачи снабжается входными преобразователями, выполненными в виде фильтров с различающимися (желательно существенно, например, на порядок)частотами пропускания.

В этом случае на длине волны низкочастотной ПАВ уложится несколько длин волн более высокочастотной и потому всегда в зоне встречи на полудлине низкочастотной ПАВ найдется участок, на котором встретившиеся волны сложатся, и их суммарная ам плитуда будет достаточна для контакта t взаимодействия гребня волны с акустопро водом выходной линии.

В варианте с линией передачи из взрыв

чатого материала, в целях исключения вли яния фронта детонации, идущего от одногс конца к другому, на еще не сработавший источник входного информационного имО пульса, расположенный возле противолежащего конца входной линии, на входа устройства установлены развязывающие узлы - узлы односторонней передачи информации, выполненные, к примеру, в виде

5 установленного к концу линии передачи с зазором метаемого элемента (пластинки, прутка), разгоняемого метающим зарядни- ком ВВ и своим ударом по концу входной линии передачи, возбуждающего в ней де0 тонационный процесс.

Для сохранения работоспособности устройства в случае израсходования входной линии передачи в результате ее срабатывания отложной команды, поступившей толь5 ко на один из входов, это устройство снабжено, как минимум, еще одной дублирующей входной линией передачи, взрыво- изолированной от соседних входных линий. Для придания способности автомати0 чески вносить регулируемую задержку, эквивалентную (соответствующую) разновременности прихода входных импульсов, выходная линия передачи расположена вдоль входной и выполнена в сравнении с ней с

5 отличающейся (меньшей, либо большей) средней скоростью распространения информации. При одинаковых же скоростях распространения информации задержка не будет зависеть от величины разновременности

0 прихода входных импульсов, ибо протяженность геометрического пути запаздывающего входного импульса, складывающегося из участка до места встречи (его длина зависит от этого параметра) и участка после него,

5 всегда одна и та же.

В другом варианте реализации регулируемой задержки (самостоятельном либо совместимом с только что приведенным) входная и выходная линии передачи распо0 ложены также вдоль друг друга, но при этом хотя бы одна из них выполнена с изменяющимся по ее длине градиентом задержки (иначе, с изменяющейся скоростью распространения информации).

5 в частности, при подаче запаздывающего импульса на наиболее удаленный от выхода устройства вход для осуществления задержки, пропорциональной разновременности входных импульсов, выходную линию передачи выполняют с убывающим в

направлении ее выхода градиентом задержки (входная линия то же может иметь отличный от нуля градиент, но противоположного знака).

С противоположного конца выходной линии тоже можно снимать выходной импульс, но с обратным законом изменения величины задержки (чем больше разновременность прихода входных импульсов, тем меньше задержка).

Для придания устройству способности выполнять функции схемы совпадений (либо управляемого ключа) выходная линия передачи расположена с обеспечением возможности взаимодействия не со всей входной линией, а лишь с ограниченным по длине ее участком, отстоящим от ее концов на одинаковых, либо отличающихся временных удалениях.

Одинаковость предполагает выдачу выходного импульса только при одновременном появлении входных импульсов на обоих входах.

Во всех других случаях данное устройство является декодирующим, либо фильтрующим элементом, пропускающим на выход входные импульсы, следующие со строго заданным взаимным запаздыванием.

Данная особенность весьма полезна с точки зрения улучшения помехозащищенности, в частности, взрывных цепей, используемых в горнодобывающей промышленности, при обработке материалов энергией взрыва, что позволяет повысить безопасность указанных работ.

Суть изобретения поясняется иллюстрациями.

На фиг.1 схематично представлено устройство, в котором линии передачи выполнены на основе ВВ; на фиг.2 и 3 - два варианта взаимного расположения (ориентации) входной и выходной линий передачи в устройстве, которое может использоваться в качестве схемы совпадений, либо декодера, фильтра пары входных импульсов, следующих со строго заданным взаимным запаздыванием; на фиг.4 - устройство, выполненное на базе линий передачи из аку- стопроводящего материала.

Вдоль входной линии передачи 1 с зазором 2 проходит выходная линия передачи 3, выход 4 которой нагружен исполнительным блоком 5. На концах (входах) 6 и 7 входной линии установлено по развязывающему узлу 8, 9 однонаправленной (односторонней) передачи информации (только внутрь линии), состоящему из метаемых зарядами 10 пластин 11, бьющих по концам входной линии передачи и вызывающих в ней распространение информационных импульсов 12 и 13 в виде фронтов детонационных волн (если линия и ВВ), либо ПАВ (если линия аку- стопроводящая).

В зоне встречи зти импульсы складываются, и амплитуды суммарного импульса (всплеска) 14 становится достаточно для пробития зазора (прокладки) 2 и возбуждения информационного импульса в выход0 ной линии передачи 3.

Входные развязывающие узлы 8, 9 (аналоги диодов в электрических цепях) исключают вредное воздействие импульса 13 на источник 15 входного импульса 12, и им5 пульса 12 - на источник 16 второго входного импульса 13.

С противоположной линии 1 стороны возле выходной линии 3 расположена дублирующая входная цепь (из линии передачи

0 17 с развязывающими узлами 18 и 19).

Величина удаления 20 суммарного всплеска 14 (зоны взаимодействия импульсов 12 и 13) от входа 7 предопределяется разновременностью прихода входных импульсов 12 и 13, а также градиентом скорости их распространения в линии 1.

При параллельности обеих линий друг другу на протяжении всей их длины величина допустимой (чтобы импульсы встрети0 лись) разновременности максимальна.

Если требуется сделать ее минимальной, например, при использовании данного устройства в качестве схемы совпадений (выдающей выходной импульс только при

5 совпадении во времени импульсов 12 и 13), то участок 21 взаимодействия обеих линий передачи искусственно сокращают. Согласно фиг.2 это достигается перекрестным расположением линий передачи 1 и 3, а

0 согласно фиг.З - отведением конечных-уча- стков 22 и 23 выходной линии передачи 3 от входной на такое расстояние, при котором амплитуды всплеска 14 недостаточно для ( возбуждения в них информационного им5 пульса. Этого же можно достичь и введением между обеими линиями на определенных участках их длины (вне зоны 21) изолирующих прокладок.

.Согласно фиг.З в устройстве использу0 ются оба выхода (конца) линии передачи 3. Если же необходим только один выход, то второй отрезок (поз. 22 либо 23) выходной линии 3 можно убрать.

Согласно фиг.4 устройство содержит

5 входной 24 и выходной 25 акустопроводы (из пьезоэлектрического материала), зафиксированные относительно друг друга с зазором 2 посредством прокладок 26. Съем информации с акустопровода 25 осуществляется выходным преобразователем 27

(ПАВ в электрический импульс). После усиления усилителем 28 выходной сигнал подается на исполнительный блок 5.

В зоне встречи входные ПАВ 12 и 13, рожденные входными преобразователями (источниками) 15 и 16, образуют суммарную ПАВ 14, амплитуда которой больше зазора 2 и потому своим гребнем ударяет по выходному акустопроводу 25 и рождает в нем ПАВ 29 и 30 (изображены пунктиром), распространяющиеся в обе стороны от места удара, в том числе и к выходному преобразователю 27.

В представленном примере ПАВ 13 имеет большую частоту (за счет фильтрующих свойств входного преобразователя 16). Это гарантирует обязательную (для образования всплеска 14)синфазность ПАВ 12 и 13 в зоне встречи.

Величина зазора 2 превышает амплитуду наибольшей из ПАВ 12 и 13, но не должна превосходить их сумму.

При вполне реальных для указанных целей частотах порядка 10 МГц и скорости распространения 1,5-3,5 км/с, амплитуда ПАВ, соизмеримая с полудлиной акустической волны, будет не меньше 0,2 мм.

При выполнении линии передачи из материала, поддерживающего реакцию самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, в частности из сплава TiNi, носителем и передатчиками информации являются встречные температурные фронты 12, 13. Температура в зоне их встречи поднимается и становится достаточной (с учетом рассеивающего зазора 2) для возбуждения такой же реакции в выходной линии 3, распространяющейся в сплаве TiNi со скоростью порядка 2 см/с.

Работа устройства имеет два разнесенных в пространстве пульта управления 15 и 16 и заключается в следующем.

С пультов управления 15 и 16 на развязывающие узлы 8 и 9 подают команды на проведение блоком 5 требуемой технологической операции, при этом срабатывают заряды 11 и пластинки 10 ударом возбуждают детонационные импульсы 12 и 13. Если разновременность подачи команд с обоих пультов не превышает заданного предела (времени прохода одним из импульсов 12 и 13, линии 1), то фронты детонации 12 и 13 встретятся в пределах длины линии 1 и образуют суммарный всплеск 14, способный через зазор (либо прокладку) 2 вызвать детонацию выходной линии 3 на удалении 20 от входного конца 7. Если импульсы 12 и 13 порождены одновременно, и скорость их распространения по длине линии 1 не меняется, то всплеск будет находится посередине линий 1 и 3. В противном случае он смещается в сторону более позднего импульса либо участка, имеющего меньшую скорость распространения информации.

Исполнительный блок 5 срабатывает

после того, как продетонирует участок 2С выходной линии 3.

При случайной же (либо преднамеренной, но не санкционированной) подаче ко0 манды только с одного пульта (либо с обоих пультов, но с недопустимо большой разновременностью) передача детонации в выходную линии 3 не проихзойдет, ибо амплитуды каждого из импульсов 12 и 13 по

5 отдельности недостаточно для этого. Для санкционированной (разрешенной) работы вместо сработавшей входной линии передачи 1 используют одну из резервных (поз. 17-19).

0 Устройство пригодно для проведения и иных технологических операций. Например, для фоторегистрации (посредством фоторегистратора 5) ориентации метаемой (привариваемой либо упрочняющей) пластины

5 после прохода за контрольный участок трассы полета (за датчики 15 и 16 прохода заданных сечений трассы) ка строго заданное расстояние, причем вне зависимости от неизбежного технологического разброса ско0 ростей движения от образца к образцу. Это возможно благодаря тому, что величина удаления 20 всплеска 14 несет информацию о времени пролета известной базы между датчиками 15, 16 (т.е. о скорости) и что вы5 ходная линия 3 в сравнении с входной при использовании для этих целей выполнена с меньшей средней скоростью распространения информации а в некоторых случаях и с убывающим градиентом времени задержки

0 по ходу к выходу 4, Таким образом, при расположении датчика 1 б первым при реги- страции менее скоростной пластины всплеск 14 смещается влево (протяженность участка 20 увеличивается). А так как

5 средняя скорость распространения информационного импульса по линии 3 ниже, чем в линии 1, то выходная команда для такого тела выдается с большей задержкой, что позволяет менее скоростной пластине до0 стичь рубежа фоторегистрации (узкого поля зрения быстродействующего фоторегистратора 5) вместе с более скоростной и тем самым одинаково эффективно регистрировать тела в широком диапазоне скоростей

5 движения.

Формула изобретения 1. Устройство для передачи информационных импульсов, содержащее входную и выходную линии передачи, выполненные с возможностью передачи информации из

входной в выходную в зоне суммирования встречных входных импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных и эксплуатационных возможностей и снижения вероятности ложной тревоги, выходная линия передачи расположена с возможностью взаимодействия с ограниченным по длине участком входной линии, отстоящим от ее концов на соответствующем удалении.

2.Устройство по п.1, отличающее- с я тем, что линии передачи выполнены из акустопроводящего материала.

3.Устройство по п.2, отличающее- с я тем, что входные преобразователи выполнены в виде фильтров с различающимися частотами.

4.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что линии передачи выполнены из материала, поддерживающего реакцию самораспространения высокотемпературного синтеза,

5.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем что линии передачи выполнены из взрывчатого материала.

6.Устройство по п.5, отличающее- с я тем, что на входах устройства выполнены

узлы однонаправленной передачи информации, выполненные в виде установленного к линии передачи с зазором метаемого элемента.

7. Устройство по пп.1-6, отличающееся тем, что входная или выходная линия передачи выполнена по длине с изменяющимся градиентом времени задержки или с изменяющейся скоростью распространения информации.

8. Устройство по пп.1-6, отличающееся тем, что выходная линия передачи выполнена с отличающимися средними скоростями распространения информации.

9. Устройство по пп.1-8, отличающееся тем, что оно снабжено дублирующей входной линией передачи.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, к обработке материалов импульсным воздействием, к технике измерений, регистрации, обработки информации и т.п. Цель изобретения - расширение функциональных и эксплуатационных возможностей, снижение вероятности ложной тревоги. Устройство для передачи информационных импульсов содержит входную 1 и выходную 3 линии пе# редачи, взаимодействующие друг с другом за счет взаимного расположения и протекания процесса распространения информаци- онных импульсов с выходом на/за их наружную поверхность. Входами устройства являются концы 6 и 7 входной линии, при этом обе линии передачи расположены и выполнены с обеспечением передачи информации из входной в выходную только в зоне встречи (суммирования) 14 входных импульсов 12 и 13. Приведены варианты выполнения линий передачи из взрывчатого, акустопроводящего и иных материалов, как с параллельным, так и перекрестным расположением линий передачи. Для осуществления задержки, соответствующей разновременности прихода входных импульсов 12, 13, обе линии передачи выполнены имеющими разную скорость распространения информации и/либо градиент времени задержки по длине линий. 8 з.п. ф-лы, 4 ил. СО с

Фиг. 2

Фиг.З

25 I 29 К 30 V.

I I У 15 24 П

13

Фиг. 4

11

I Т

26 16