Термохимический сигнализатор Советский патент 1981 года по МПК G01N27/16 G01R17/10 

(54) ТЕРМОХИМИЧЕСКИЙ СИГНАЛИЗАТОР

1

Изобретение относится к средствам газового контроля и может быть использовано для обнаружения довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров в емкостях, колодцах и др. местах.

Известны схемы переносных термохимических сигнализаторов, обеспечивающих непрерывный режим работы в течение определенного времени без перезарядки или замены источников питания.

Известен сигнализатор, содержащий датчик, мостовую измерительную схему, плечевыми элементами которой служат чувствительные элементы датчика, источник питания постоянного тока, подключенный к диагонали питания измерительной мостовой схемы, контактный микроамперметр, включенный в измерительную диагональ мостовой схемы, преобразователь напряжения, релейную схему коммутации и сигнальное устройство 1.

К недостаткам данной схемы следует отнести ее высокое энергопотребление, больщие массу и габариты, обусловленные наличием релейной схемы коммутации и питанием релейной схемы и сигнального устройства от преобразователя напряжения.

Наиболее близким к изобретению является термохимический сигнализатор, содержащий подключенную к источнику постоянного тока измерительную мостовую схему, плечевыми элементами которой служат измерительный и сравнительный чувствительные элементы датчика, сигнальное устройство, связанное с операционным усилителем, инвертирующий вход которого включен в измерительную диагональ мостовой схемы 2. Учитывая, что переносный сигнализатор

IQ предназначен для работы во взрывоопасных помещениях, он не должен являться источником взрыва при возможных повреждениях его схемы. С этой целью в схему введены специальные меры защиты, в частном случае ограничительный резистор, монтируемый в неразборный блок с источником питания.

Наличие в схеме реактивных элементов (конденсаторов, трансформаторов и т.п.} влечет за собой увеличение сопротивления ограничительного резистора, а следовательно, увеличения напряжения источника питания.

При работе такого сигнализатора на смесях с низкой температурой воспламенения потребовалось бы применение источника питания с неприемлемыми для переносных сигнализаторов массой и габаритами. Схема устройства, в силу заложенного в ней принципа (обработки сигнала переменного тока) построена на конденсаторных связях. Питание измерительного моста и сигнального устройства осуществляется непосредственно от источника питания сигнализатора за счет введения в схему дополнительного реактивного элемента - разделительного трансформатора. Целью изобретения является снижение энергопотребления устройства, упрощение конструкции и обеспечения искробезопасности при работе на смесях с низкой температурой воспламенения. Поставленная цель достигается тем, что в термохимическом сигнализаторе, содержащем подключенную к источнику постоянного тока измерительную мостовую схему, плечевыми элементами которой служат измерительный и сравнительный чувствительные элементы датчика, сигнальное устройство, связанное с операционным усилителем, инвертирующий вход которого включен в измерительную диагональ мостовой схемы, неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к делителю напряжения, которым зашунтирован измерительный элемент датчика, а выход усилителя через сравнительный элемент датчика - ко входу сигнального устройства. Такое подключение позволяет осуществить питание измерительного моста и сигнального устройства непосредственно от источника питания сигнализатора, не прибегая к помощи разделительного трансформатора. На чертеже представлена схема принципиальная электрическая предлагаемого устройства. Устройство содержит измерительную мостовую схему 1, плечевыми элементами которой служат чувствительные элементы - измерительный 2 и сравнительный 3 датчики, источник питания постоянного тока 4, подключенный.к диагонали питания измерительной мостовой схемы и преобразователю напряжения 5,.операционный усилитель 6, инвертирующий вход которого подключен к измерительной диагонали мостовой схемы, а неинвертирующий - к делителю 7 опорного напряжения, выпрямитель - удвоитель напряжения питания операционного усилителя 8, сигнальное устройство 9 и индикатор 10 выходного сигнала измерительной мостовой схемы. Делителем 7 защунтирован измерительный элемент датчика 2. Устройство работает следующим образом. При отсутствии сиг;а -а датчика на- oneрационный усилитель подается через его неинвертирующий вход опорное напряжение положительной полярности с делителя 7. Выходное напряжение операционного усилителя той же полярности приложено через сравнительный чувствительный элемент 3 измерительного моста ко входному транзистору сигнального устройства, удерживая его в закрытом состоянии. При появлении с датчика на инвертирующем входе операционного усилителя напряжения положительной полярности, по величине превыщающем опорное, выходное напряжение изменяется на противоположное, входной транзистор сигнального устройства открывается и включает коммутирующее напряжение от обмотки преобразователя на выходной каскад сигнального устройства. Последний с частотой коммутирующего напряжения подключает к источнику питания громкоговоритель и сигнальную лампу. Наличие в цепи управления входным транзистором сигнального устройства чувствительного элемента измерительного моста на работоспособность устройства не влияет, а лищь способствует лучщему запиранию входного транзистора при отсутствии сигнала датчика. Протекание через сравнительный чувствительный элемент тока управления входным транзистором сигнального устройства после срабатывания сигнализатора на температурный баланс чувствительных элементов влияния не оказывает, так как ток управления и ток питания измерительного моста несоизмери.мы. Таким образом, сравнение входного сигнала с опорным напряжением на входе операционного усилителя и подключение выхода усилителя ко входу сигнального устройства через чувствительный элемент измерительного моста позволяет упразднить из схемы устройства ряд реактивных элементов, упростить конструкцию и обеспечить работоспособность сигнализатора на смесях с низкой температурой воспламенения без увеличения напряжения источника питания. Положительный эффект от внедрения изобретения заключается в повыщении качества, расщирении области применения и улучщении эксплуатационных характеристик устройства, предназначенного для обеспечения техники безопасности ведения работ. Формула изобретения Термохимический сигнализатор, содержащий подключенную к источнику постоянного тока из.мерительную мостовую схему, плечевыми элементами которой служат измерительный и сравнительный чувствительные элементы датчика, сигнальное устройство, связанное с операционным усилителем, инвертирующий вход которого включен в измерительную диагональ мостовой схемы, отличающийся тем, что, с целью снижения энергопотребления, упрощения конструкции и

обеспечения искробезопэсности при работе на смесях с низкой температурой воспламенения, неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к делителю напряжения, которым зашунтирован измерительный элемент датчика, а выход усилителя через сравнительный элемент датчика - ко входу сигнального устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 288401, кл. G 01 N 27/16, 1970 (прототип).