Устройство автоматического контроля концентрации горючих газов и паров рассредоточенных объектов Советский патент 1981 года по МПК E21F7/00 

блоке совмещения цепь постоянного тока. Приемное реле приемного нолукомнлекта, обмотка которого включепа в эту цепь, находится под током. При достижении предельных значений концентрации метана реле фазочувствительпого усилителя обесточивается, размыкая при этом цепь постоянного тока блока совмещения и включая элемент аварийной сигнализации. В свою очередь обесточивается реле приемного полукомплекта, включая элемент аварийной сигнализации. Сигнал телеизмерения с усилителя переменного тока поступает через линию связи на указывающий прибор приемного полукомплекта.

К недостаткам этого устройства следует отнести необходимость использования четырехжильного кабеля, двух самостоятельных усилителей для телесигнализации и телеизмерения, наличие блока согласования нагрузки, требующего ручной настройки при изменении длины линии связи. Кроме того, термокаталитическнй датчик сохраняет работоспособность в узком диапазоне концентраций метана. При высоких значениях концентрации датчик выдает ложные показания или выходит из строя.

Известно устройство контроля концентрации горючих газов п паров для рассредоточенных объектов 2. Оно состоит также из приемного и передающего полукомплектов, но соединенных двухпроводной линией связи. Приемный полукомплект включает в себя искробезопасный источник напряжения прямоугольной формы с двумя выходами, к одному из которых подключены один из входов приемного реле с двумя временными дискриминаторами и показывающим прибором на выходе и линия связи. Второй выход источника соединен с вторым входом приемного реле.

К линии связи через стабилизатор папряжения подключен блок питания передающего полукомплекта. Элемент световой сигнализации подключен к выходу блока питания параллельно термокаталитическому датчику. В свою очередь, выход термокаталитического датчика соединен с входом широтно-импульсного преобразователя, к выходам которого подключены реле, показывающий прибор и вход регулирующего элемента стабилизатора. Выходы реле подключены к входу регулирующего элемента стабилизатора п к блоку питания.

К недостаткам такого устройства следует отнести слол ность аппаратуры и значительные неудобства в ее эксплуатации. Расположение реле в нередающем полукомплекте требует оснащения индивидуальных узлов приемного полукомплекта блоками и установки на передающем полукомплекте регулируемого сопротивления, задающего порог срабатывания реле, что существенно усложняет аппаратуру.

Кроме того, известное устройство неудобно в эксплуатации в отношении метрологического обслуживания. Обычно устройства контроля концентрации горючих газов н паров фиксируют три уровня содержания контролируемой компоненты: нулевой, предупредительный и аварийный. Это обусловливает необходимость для метрологического обслуживания зстройства располагать пятью баллонами с аттестованными поверочными газовыми смесями контролируемой компоненты: одним баллоном с чистым воздухом, двумя баллонами с концентрациями газовой смесн, равными соответственно ±б от предупредительного уровня, н двумя баллонами с копцентрацня.ми газовой смеси, равными соответственно zh6 от аварийного уровня концентрации контролируемой компоненты (б - погрешность телесигнализации).

Целью изобретения является упрощение н улучшение эксплуатационных качеств устройства.

Цель достигается тем, что устройство снабжено общим для всех индивидуальных

приемных узлов блоко.м формнровапия импульсов, выполненным в виде последовательно соединенных многопозициоиного переключателя, формирователя прямоугольных импульсов с переменной скважностью

и формирователя прямоугольных импульсов с фиксированной скважностью, каладый индивидуальный приемный узел снабжен последовательно соединенными элементом сравнения и одновибратором, а индивидуальный нриемный узел снабл ен кнопкой, подключенной стабилизатором и импульсным преобразователем, при этом выход формирователя прямоугольных импульсов с фиксированной

сквал :ностью соединен с одним нз входов элемента сравнения индивидуального передающего узла, второй вход которого соединен с линией связи и через многопозиционный и двухнозиционный переключатели - с

формирователем нрямоугольных импульсов сквал ;ности, а входы искробезопасного источника переменного напрял ения подключены к выходам однозибратора н к входам формирователей прямоугольных импульсов с фиксированной и переменной сквал ностью.

На чертел е представлена блок-схема устройства.

Устройство состоит из приемного и нередающего полукомплектов, соединенных двухпроводной лннней связи. Приемный полукомнлект включает в инднвид альпых узлах нскробезопасный источник 1 переменного иапрял ения, один выход которого

нодключен к линии связи 2, а вход - к одиовибратору 3, и элемеит сравнения 4, соединенный входом с линией связи 2 и выходом с одновибратором 3. Приемный полукомплект включает блок формирования импульсов, выполненный с формирователями

5 и 6 прямоугольных импульсов с фиксированной и переменной сквах ностью соответственно и миогопозиционным 7 и двухпозиционным 8 переключателями, причем формирователь прямоугольных импульсов 5 соединен с элементом сравнения 4 (индивидуальный узел), а формирователь прямоугольных импульсов 6 через переключатели 7 и 8 - с линией связи 2 (индивидуальный узел). Оба формирователя 5 и 6 соединены с искробезонасным источником 1 одного из индивидуальных узлов.

Блок питания 9 передающего полукомплекта подключен к линии связи 2 через стабилизатор напряжения 10. Выход термокаталитического датчика 11 соединен с входом широтно-импульсного преобразователя 12, к выходам которого подключены показывающий прибор 13 и через кнопку 14 стабилизатор напряжения 10. Элемент световой сигнализации 15 подключен к выходу блока питания 9 параллельно термокаталитическому датчику И.

Устройство работает следующим образом.

Аналоговый сигнал с выхода термокаталитического датчика И усиливается и преобразуется щиротно-импульсным преобразователем 12 в последовательность импульсов прямоугольной формы с шириной, пропорциональной концентрации измеряемой комноненты. Задним фронтом импульсов преобразователя 12 стабилизатор напрялсения 10 закорачивает кратковременно линию связи 2 (телеизмерительная посылка). При этом на зажимах линии связи 2 со стороны приемного ползкомплекта происходит кратковременное изменение напряжения, которое сопоставляется в элементе сравнения 4 с нрямоугольным импульсом формирователя 5. Так как длительность имнульсов, формирземых формирователем 5, устанавливается в соответствии с аварийным значением концентрации контролируемой компоненты, то при ее значении, меньшем аварийного, закорачивание линии связи происходит в момент времени, когда вход элемента сравнения 4, соединенный с формирователем 5, возбужден. При этом отсутствует сигнал на выходе элемента сравнения 4 и в линию связи подается питающее напряжение. Если же концентрация контролируемой компоненты превышает аварийное значение, то закорачивание линии связи происходит в момент времени, когда вход элемента сравнения 4, соединенный с формирователем 5, не возбужден и на его выходе появляется сигнал, вызывающий срабатывание одновибратора 3, который обесточивает искробезопасный источник 1 питания на время, необходимое для остывания термокаталитического датчика 11. По истечении этого времени одновибратор 3 возвращается в исходное состояние, подается напряжение в линию связи, а следовательно, и на термокаталитический датчик И и элемент световой сигнализации 15. По мере нагрева термокаталитического датчика 11, если концентрация цревыщает аварийное значение, цикл работы повторяется. Следовательно, появление сигнала на выходе элемента сравнения 4 фиксирует аварийное значение концентрации контролируемой компоненты (выход 1). При аварийном состоянии линии связи (короткое замыкание или обрыв) или при выходе из строя стабилизатора напрял ения 10, блока питания 9, датчика И, преобразователя 12 передающего полукомплекта прекращается

формирование телеизмерительных посылок, фто фиксирует неисправное состояние аппаратуры (выход 2). Для визуального наблюдения и регистрации значений контролируемой комноненты к линии связи соответствующего контролируемого объекта при помощи многопозиционного 7 и двухпозиционного 8 переключателей подключается выход 3, соединенный с указывающим и регистрирующим приборами.

Уровни сигнализации (предупредительные и аварийные) контролируемой компоненты формируются на приемном нолукомплекте (для формирования предупредительного уровня индивидуальные узлы приемного полукомплекта необходимо оснастить дополнительным элементом сравнения, не соединенным с одновибратором 3, а общие узлы - дополнительным формирователем прямоугольных импульсов -с фиксированной скважностью). Поэтому после поверки во время метрологического обслуживания нулевого и максимального значения контролируемой компоненты и подключения при помощи переключателей 7 и 8 фор

мирователя 6 к элементам сравнения 4 соответствующего контролируемого объекта осуществляется поверка зфовней сигнализации путем изменения скважности импЗльсов формирователя 6.

Кнопка 14 служит для формирования посылок диспетчеру о проведении работ по метрологическому обслуживанию определенного контролирующего объекта. Размыкание при помощи кнопки 14 цепи, соединяющей щиротно-импульсный преобразователь 12 со стабилизатором 10, приводит к прекращению выдачи в линию связи телеизмерительных посылок, что воспринимается на приемной стороне как неисправность аппаратуры. Определенная длительность и определенное число посылок могут быть восприняты как сигнал о метрологическом обслуживании контролируемого объекта.

Предлагаемое устройство значительно проще известного и удобнее в эксплуатации. Прежде всего упрощение схемы передающего полукомплекта повышает его надел ность. Кроме того, существенно упрощается метрологическое обслуживание.