Устройство для контроля загрязнения атмосферы Советский патент 1981 года по МПК G08C19/12 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для контроля степени за- i грязнения атмосферного воздуха. Известно устройство для контроля параметров окружающей среды, содержа щее датчики, логические схемы обработки с коммутатором, блоков управле ния и регистрации U Однако функциональные возможности этого устройства ограничены, так как в схеме обработки информация не филь руется, а лишь накапливается за определениые фиксированные промежутки времени. Кроме того, передача лишь факта превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) вещества не позволяет в полной мере оценить состояние атмосферы. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ycтpoйctвo для передачи информации о загрязнении окружающей среды, содержащее в каждом информационном KaWле последовательно соединенные датчик, аналого-цифровой преобразователь, цифровой фильтр и регистр, выходы всех регистров соединены со входами элемента ИЛИ, блок управления, канальные выходы которого подключень к управляющим входам регистров, блок идентификации, вход которого подключен к выходу блока управления, блок регистрации,- первый вход которого соединен с выходом блока идентификации, а второй вход соединен с выходом схемы ИЛИ, и блок тревожной сигнализации, вк.гаочающий счетчик и шифратор порога, вход которого подключен к выходу блока идентификации Недостатком устройства является большой объем выходной информации, которую получатель до.шкен дополнительно обрабатывать для получения интегральных оценок степени загрязнения окружающей среды. Известны устройства, при помощи которьус уровни загрязнения приземно3го слоя атмосферы по степени их вред ного влияния на самочувствие и здоровье человека можно разделить на че тыре зоны: допустимое, вызывающее опасение, опасная и чрезвычайно опас ная, при этом для различных веществ кратность превышения ПДК на границах зон различна. Для веществ первого класса эти кратности равны 4,7 и 14, для второго - 4,12 и 38, для третьего - 4,13 и 67, для четвертого - 4,2 и 100. Поэтому для оперативности пол чения интегральной информации необхо димо передавать получателю зону загрязнения опасность которой определяется уровнем ПДК для рассматриваемого вещества. Однако доставка получателю на ряду с информацией о величине измеряемого параметра информации о номере зоны загрязнения не повышает быстродействия ycTpoftCTBat J. Цель изобретения - повышение быст родействия устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство для контроля загряз нения атмосферы, содержащее в кайсдом информационном канале последовательно соединенные датчик, аналого-цифровой преобразователь, цифровой фильтр и регистр, выходы регистров всех информационных каналов со%динены с соответствующими входами элемен та ИЛИ, выход которого соединен с пе вым входом регистратора, блок управления, первые и второй выходы которо го соединены соответственно с управляющими входами регистров информационных каналов и через блок идентификации со вторым входом регистратора, блок сигнализации, включающий счетчик и шифратор пороговых значений, вход которого соединен со вторым входом регистратора, введены в блок сигнализации формирователь кода и шифратор зоны, выход и первый вход которого соединены соответственно с третьим и вторым входами регистратора, входы формирователя кода соедине ны соответственно , с выходом элемента ИЛИ и выходом шифратора пороговых значений, выход формирователя кода соединен со входом счетчика, выходы которого соединены со вторыми входами шифратора зоны, кроме того, шифратор зоны выполнен на элементах И, элементе ИЛИ, кодере номера зоны, дешифраторе кратности и дешифраторе классности вещества, вход которого соединен с первым входом шифратора: 5 ЗОНЫ, первый, второй, третий и четвертый выходы дешифратора классности вещества соединены с объединенными первыми входами соответственно первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого, седьмого и восьмого элементов И, выходы элементов И соединены с соответствующими первыми входами элемента ИЛИ, выход которого через кодер номера зоны соединен с выходом шифратора зоны, входы дешифратора кратности соединены со вторыми входами шифратора зоны, один из выходов - со вторым входом элемента ИЛИ, другие выходы - со вторыми входами соответствующих элементов.И. На фиг. I показана функциональная блок-схема устройства для контроля загрязнения атмосферы; на фиг. 2 - блоксхема шифратора зоны. Устройство содержит датчики 1, аналого-цифровые преобразователи 2, цифровые фильтры 3, регистры 4, составляющие информационные каналы 5, .блок 6 управления, блок 7 идентификации, блок 8 сигнализации, содержащий шифратор 9 пороговых значений, формирователь 10 кода, включающий счетчик 11 и шифратор 12 зоны, регистратор 13, элемент ИЛИ 14. С выхода датчиков I снимается электрический сигнал, пропорциональ,ный величине измеряемого параметра загрязнения. Преобразователи 2 преобразуют выходные сигналы соответствующих датчиков 1 Б число-импульсный код. Цифровые фильтры 3 производят фильтрацию кода за определенный период времени. Блок 6 управлеш я вырабатывает сигналы считывания для каждого регистра 4 канала 5 и команды управления на блок 7 идентификации. Блок идентификации 7 формирует число-импулмсный код измеряемого вещества, соответствующий его классу по шкале загрязнения, т.е.с 1 по 4,в зависимости от номера подключенного канала 5 на вход элемента ИЛИ 14. Код параметра с выхода элемента ИЛИ 14 поступает в блок 8 сигнализации на вход формирователя 10 и в регистратор 13. На другой вход формирователя 10 поступает код ПДК данного параметра, формируемый шифратором 9, поэтому навыходе формирователя 10 формируется число-импульсный код, характеризующий кратность Превышения ПДК. Счетчик 11 преобразует числоимпульсный код кратности превышения ГЩК в параллельный двоичный, посту-,; пающий на информационные входы шифратора 12 зоны.

Шифратор зоны 12 (фиг. 2) предназначен для формирования кода зоны загрязнения в зависимости от кратности превышения ПДК для рассматриваемого класса вещества и содержит элементы И 15-22, дешифратор 23 классности вещества, элемент ИЛИ 24, кодер 25 номера зоны и дешифратор 26 кратности. Дешифратор 26 кратности преобразует параллельный двоичный код кратности превышения ПДК, поступающий на его информационные входы со счетчика 11, в десятичный. Вьтходы кратности 4, 7, 12, 13, 14, 20, 38, 67 и 100 дешифратора 26 соответствуют кратиостям ПДК, отдеЛЯЮ1ЦИМ зоны загрязнения. Так как эти кратности для различных классов вещества различны, то сигналы с выходо дешифратора 26 поступают на элементы И 15-22, управляемые кодом класса вещества. Код класса вещества, т.е. число импульсов от одного до четырех поступает с блока 7 на вход дешифратора 23.

Дешифратор 23 преобразует числоимпульсный код в десятичный, т.е формирует сигналы 1, 2, 3 и 4, открывающие ту или иную пару элементов И (И 2.1-22, И 19-20, И 1718, или И 15-16). Сигналы с выходов дешифратора 26 проходят через соответствующие элементу И на элемент ИЛИ 24, с выхода которого поступают на вход блока 25 кодирования номера зоны.

Число импульсов на выходе элемента ИЛИ 24 соответствует номеру зоны загрязнений. Для четвертой зоны три импульса, для третьей - два, для второй -один и для первой зоны ни одного импульса. Например, для вещества второго класса значения критических кратностей ПДК для зон загрузнения равны 4,12 и 38. Если кратность превьш1ения ПДК больше 38, то с выхода дешифратора 14 поступят сигналы на элементы И 19, И 16, И 21, И 18, И 20 и И 22.:

На выход дешифратора 23 поступают два импульса и разрешающий уровень, образованный на выходе дешифратора 23, откроет элементы И 19, И 20, тем самымразрешая доступ, сигналов с. выходов кратиости 12 и 38 дешифратора 14. Так как выход кратности 4 дешифратора 14 подключен к элементу ИЛИ 24- непосредственно, то на его выходе образуются три импульса (с выхода кратности 4 дешифратора 14, с выхода элементов И 19-20). Если кратность превышения ПДК для второго класса вещества лежит между 4 и 12, то на выходе элемента ИЛИ 24 появится только один импульс и т.д.

ПолученнЬе таким образом число импульсов кодируется кодером 25, Который формирует код номера зоны 00, 01, 10 или П соответственно 5 ДЛЯ первой, второй, третьей и четвертой зон загрязнения. Код зоны с выхода 25 поступает на третий вход регистратора 13.«

Регистратор 13 предназначен для 0 регистрации измеряемых значений параметров загрязнения (первый вход), для фиксации кода параметра (второй вход) и кода зоны опасного загрязнения (третий вход) на долговременный 5 носитель, например, на перфоленту или на табло оператора.

Устройство работает следующим образом.

По команде Начальная установка 0 (шииы команды не показаны) все блоки и элементы устройства обнуляются. С выходов датчиков 1 поступает информация о величине загрязняющих атмос- феру параметрах, которая в п еобразователе 2 преобразуется в число-импульсный код и поступает на вход цифрового фильтра 3. После фильтрации в регистры 4 записывается информация, соответствующая значению измеряемого 0 параметра за некоторый интервал времени. Считьгоание этой информации осуществляется по сигналам блока 6 управления последовательно по каналам 5 и через элемент ИЛИ 5 код измеряемого 5 параметра поступает на один из входов регистратора 13, на другой вход которого поступает сигнал с выхода блока 7 идентификации, код которого соответствует номеру (классу) параметра, информация о котором считывается. По0явление этого кода на выходе блока 7 идентификации обусловлено сигналом управления с блока 6 управления, образующегося одновременно с сигналами считывания.

На блок 8 тревожной сигнализации с выхода элемента ИЛИ 5 поступает число-импульсный код, соответствующий значениям измерения параметров. Этот

код приходит на первый вход блока делителя 0. Одновременно с блока 7 идентификации на шифратор 9 пороговых значений блока 8 тревожной сигнализации поступает код-идентификатор самого параметра, определяемый его классом (с первого по четвертый). На выходе шифратора 9 появляется код, соответствующий знаменита ПДК для данного параметра, который поступает на второй вход формирователя- 10.Поэтому на выходе формирователя 10 образуется число-импульсный код, соответствующий кратности превышения 1ЩК. Числоимпульсный код кратности поступает на счетчик II, с выходов которого параллельный код кратности превышения 1ЩК поступает на информационные входы дешифратора 14 кратности шифратора 13 зоны. В зависимости от величины кратности на части, или на всех выходах дешифратора 14 образуются сигналы, поступающие на соответствующие, элементы И 15-22. Одновременно на управляющий вход дешифратора 23 классности поступает код параметра (код класса вещества) с блока 7 идентификации, информация о котором анализировалась в фopмиpoвaтeJтe 10. В зависимости от кода на одном из выходов дешифратора 23 образуется разрйешающий сигнал для какой-либо пары элементов И 15-22, с выхода которых, а также непосредственно с выхода кратности 4 сигналы граничных превышений ПДК поступают на элемент ИЛИ 24, с выхода которой число импульсов, соответствующих номеру зоны загрязнений, поступает на вход кодера 25 номера зоны. С выхода кодера 25 код номера зоны поступает на третий вход регистратора 13. Так, если кратность превьш1ения ПДК выше значения, соответствующего границе между третьей и четвертой зонами загрязнения, то импульсы на вход элемента ИЛИ 24 поступают с обеих пар элементов И, соответствующих рассматриваемому классу вещества, и с выхода кратности 4 дешифратора 14, поэтому на выходе элемента ИЛИ 24 образуются три импульса, а на выходе кодера 25 код П, соответствующий четвертой - чрезвычайно опасной зоне загрязнения . Если кратность превышения ПДК ниже четырех, то ни на одном выходе дешифратора 14 не образуется сигнал, на выходе элементов ИЛИ 24 сигналов не будет и на выходе регистратора 25 образуется нулевой код 00, соответствующий зоне умеренного, неопасного загрязнения и т.п. Поступающая на вход регистратора 13 информация фиксируется на долговременный носитель типа перфоленты, магнитной ленты, или на табло оператора .

Технико-экономическая эффективность заключается в расширении , функциональных возможностей устройства для контроля загрязнения атмосферы и повышении оперативности при получении интегральной информации о зоне загрязнения наряду с информацией о самой величине измеряемого параметра. Получение информации об опасных зонах загрузнения позволяет оперативно воздействовать на процесс загрузнения

и своевременно регулировать его, снижая в конечном счете вредное влияние загрязнения на здоровье человека.

Формула изобретения

1.Устройство для контроля загрязнения атмосферы, содержащее в каждом информационном канале последовательно соединенные датчик, аналого-цифровой

преобразователь, цифровой фильтр и регистр, выходы регистров всех информационных каналов соединены с соотве,тствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом регистратора, блок управления, первые и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами регистров информационных каналов и через блок идентификации со вто.. рым входом регистратора, блок сигнализации, включающий счетчик и шифратор пороговых значений, вход которого соединен со вторым входом ревистратора, отлич ающе е с я тем, 4JO, с целью повьппения быстродействия устройства, в блок сигнализации введены формирователь кода и шифратор зоны, выход и первый вход которого соединены соответственно с третьим и вторым входами регитратора, входы формирователя кода соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ и выходом шифратора пороговых значений, выход формирователя кода соединен со входом счетчика, выходы которого соединены со вторыми входами, шифратора зоны.

2.Устройство для контроля загрязнения атмосферы по п. I, о т л и чающееся тем, что, шифратор зоны выполнен на элементах И, элементе ИЛИ, кодере номера зоны, дёшифраторе кратности и дешифраторе классности вещества, вход которого соединен с первым входом шифратора зоны, первый, второй, третий и четвертый выходы дешифратора классности вещества соединены с объединенными первыми входами соответственно первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого, седьмого и восьмого элементов И, выходы элементов И соединены с соответствующими первыми входами элемента ИЛИ, выход которого через кодер номера эоны соединен с выходом

шифратора зоны, входы дешифратора кратности соединены со вторыми входами шифратора зоны, один из выходов со вторьпм входом элемента ИЛИ, другие выходы - со вторыми входами соответствующих элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции 1 2140. П9, кл. G 08 В 11/00, опублик. 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 610149, кл. G 08-С 19/12, 1978 (прототип).

3.временные инструктивно методические указания по оценке загрязнения атмосферного воздуха. М., 1977. Ко9 кратности превышения ПДН (информационнее

Фи&.1