Устройство для дистанционного аэрогазового контроля Советский патент 1980 года по МПК G08B23/00 

I

Иаобретение относится к контролю параметров рудничной атмосферы и может быть использовано дпя дистанционного контроля концентрации метана и подаваемого в забой количества воздуха в шахтах, опасных по газу.

Известны системы, совмещающие канал питания nepavieHHoro тока с каналом дистанционного контроля параметров рудничной атмосферы.

Эти системы состоят из диспетчерских пунктов, распределительных устройств и рассредоточенных контролируемых пункте, связанных с датчиками метана.

В данных системах реализован распределительный метод избирания контролируемых объектов. Опрос датчиков и передача информации о содержании газа метана в рудничной атмосфере ведется пиклнчески И.

Однако для забоев, опасных по внезапным выбросам газа метана, системы с циклическим контролем газовой ситуации являются неприемлет.1ыми, поскольку опас2

ная концентрация метана в таю1х забоях может появиться за врачуя меньшее, чем время между очередными опросами датчиков, установленных в данных забоях, в результате чего может возникнуть опасность взрыва газа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является система, содержащая феррорезонансный стабилизатор напряжения, к выходу которого через пинию связи подключен датчик метана. По этой же цепи от дат чика nocTOSHHbnvj током передается дискре-гаый сигнал о предельно допустимой концентрации метана.

Для разделения переменной и постоянной составляющей тока в блоке стабилизатора последовательно с нагрузкой конденсатор, параллельно которому подключено промежуточное реле |2J.

Однако система обладает следующими недостатками; по линии электропитания датчика осуществляется передача только дискретного сигнала о превышении кон 377 центрации метана допустимых значений; для питания датчика и передачи аналогового сигнала используется четырехпровод ная линия; аналоговый сигнал, передаваемый по отдельной naps проводов, сильно искажается помехами от работающего з& бойного электрооборудования, и, при вводе его, например в управляющее логичест кое устройство или ЭВМ, требует допоп нительной обработки; при наращивании связи требуется подстройка датчиков. Цель изобретения - повышение помехо устойчивости и упрощение схемы за счет передачи сигналов контролируемого параметра по пинии электропитания датчика. Эта цель достигается тем, что последовательно с феррорезонансным стабилизатором включен стабилизатор переменного тока, а передающее устройство - на выходе линии электропитания последовательно с датчиком, причем коллекторы транзисторов передающего блока включены в цепь переменного тока, эмиттеры соединены друг с другом через резистор, переходы коллектор-эмиттер по обратному току зашунтированы диодами и переходы база-коллектор - резисторами, при этом выход датчика соединен с базами транзисторов передающего блока, а парал лельно входу линии электропитания подключен низкочастотный РС-фильтр приav Horo блока. На чертеже представлена принципиальная сквма системы аэрогазового контроля Устройство содержит феррорезонансный стабилизатор 1, соединенный с линией 2 электропитания через стабилизатор 3 перйугенного тока и разделительный элемен 4. Параллельно входу линии 2 электропитания через резисторы 5 и 6 подключен низкочастотный RC-фипьтр 7 приемного блока 8. В конце линии 2 в цепь переменного тока включены последовательно датчик 9 метана или воздуха и передающий блок 10 на двух транзисторах 11 и 12. ит теры транзисторов соединены между собой через резистор- . 13, переходы колле тор-эмиттер по обратному току зашунтированы диодами 14 и 15, а переходы база-коплектор - резисторами 16 и 17 сюответственно. Выход датчика 9 соединен с базами транзисторов 11 и 12 п&редакицего блока 1О. Система работает следующим образом Встречно включенные транзисторы 11 и 12 передающего устройства работают на переменном токе поочередно и при О-Р утствии входного сигнала представляют ля него симметричную нагрузку. При появлении газа метана в месте становки датчика 9 на его выходе возникает сигнал постоянного тока, который оздействует на вход передающего устройтва. При этом один из транзисторов, например 11 открывается больше на соответствующем полупериоде тока, а транзистор 12 на другом полупериоде - меньше, чем при отсутствии сигнала на выходе передающего устройства. В результате передающее устройство для переменного тока из симметричной нагрузки .превращается в несимметричную. Но, так как стабилизатор 3 переменного тока при любых колебаниях сопротивления нагрузки поддерживает в ней ток неизменным по амплитуде и по форме, то при асимметрии нагрузки асимметричным становится напряжение в линии 2 электропЕН тания, т.е. амплитуда полупериодов одного знака становится больше амплитуды полупернодов другого знака.Разность пиковых от клонений переменного напряжения при этом пропорциональна контролируемому датчикам аэрогазовому параметру. Эта разность выделяется низкочастотным RC-фильтром 7 приет ного устройства в виде сигнала постоянного тока, пригодного как для непосредственного измерения, так и для использования его в цепях управления средств автоматики. При этом для питания приемного уст ройства представляется возможным использовать источник нелимитируемой искробезопасными параметрами мощности, так как наличие вьюокоомнык токоограничительных резисторов 5 и 6 на входе RC-фипьтра 7 препятствует влиянию этого источника на искробезопасностъ линии 2 электропитания. Это дает возможность преобразовывать принимаемый сигнал в любой удобный вид или использовать для совершенствования выполняемых системой функций, например размножение с гальванической развязкой аналоговых сигнале® для ввода их в различные информационные и управляющие системы, сосредоточение в одной системе нескольких уставок срабатьюания с независимой их настройкой для дифференцированного отключения электрооборудования при нарушении нормального аэрогазового peжшvfa и т, д. Помехоустойчивость системы обеспечивается за счет передачи контролируемого параметра по линии электропитания на основной частоте, что дает возможность осуществлять обработку принимаемых из пинии сигналов низкочастотным RC-фипьг ром, частота среза которого много меньше частоты питающего тока. Помехи, наводимые в пинии электроп тания от работающего забойного электрооборудования, не велики по амплитуде, а по частоте близки к оснавной частоте. При этом RC-фильтр отсеивает переме ную составляющую основной частоты, в том числе и помеху, в результате чего на выходе фильтра выделяется сигнал пос тоянного тока, практически не подверженный влиянию помех. При переносе датчика на новое место длина линии связи изменяется и, следоваттельно, изменяется суммарная нагрузка. Однако за счет применения в системе ста билизатора переменного тока потребляемый датчиком ток автоматически поддерживается на заданном, уровне, что исклк чает его ручную подстройку. Кроме того, изменение длины линии связи не оказывает влияния на величину выходного сигнала приемного устройства, так как для стабилизатора переменного тока линия связи является нагрузкой симметричной. Включенный последовательно со стабилизаторами разделительный элемент 4 предназначен для исключения влияния разброса параметров элементов стабилизатора переменного тока не симметрию напряжения на входе линии 2 электропитания. Применение изобретения позволит сократеть число жил кабеля связи до двух, повысить помехоустойчивость системы и сократить время при переносе датчика на новое место за счет исключения операции по подстройке датчика Формула изобретения Устройство для дистаншюнного аэрогазового контроля, содержащее датчик, передающий блок, линию электропередачи, разделительный элемент, феррорезонансный стабилизатор и приемный блок, отличающееся тем, что, с пелью повышения помехоустойчивости и упрсяцения устройства, в него введен стабилизатор переменного тока, а передающий блок содержит два транзистора, эмиттеры которых соединены через резистор, параллельно эмиттерно-коллекторным переходом транзисгоров включены диоды, параллельно переходу база -коллектор транзисторов включены резистор точки соединения резисторов и базы каждого из транзисторов через переменный резистор подключены к датчику, выход которого и общая точка коллектора одного из транзисторов резистора и диода подключены соответственно к проводам линии электропитания, которые через стабилизатор переменного тока и разделительный элемент подключены к феррорезонансному стабилизатору, который соединен с приемным блоком, низкочастотный Ж -фильтр которого подключен пара; лельно линии электропитания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 253443, кл. Q О8 С 19/28, 1968. 2.Биренберг И. Э. ЦНИИ экономики и научно-технической информации угольной промышленности. Система автоматической газсдаой защиты и телеавтоматического централизованного контроля содержания метана в рудничной атмосфере АМТ-3, М., 1972.