Устройство для индикации температурных интервалов Советский патент 1982 года по МПК G01K7/20 G01K7/32 

1

Изобретение относится к термочувствительным элементам и может использоваться в телеизмерительных системах, в частности в системах автоматической аварийной сигнализации в качестве датчика, осуществляющего дистанционный допусковый контроль температуры,

По основному авт. св. К 543839 известно устройство для индикации температурньлх интервалов, содержащее генератор, выполненный на негатроне, парашлельно которому подключены источник питания и колебательный контур, выполнений в виде последовательно соединенных индуктивной обмотки и конденсатора, параллельно которому подключена цепочка из соединенных разделительного конденсатора и термочувствительного резистора, а параллельно индуктивной обмотке подключен регулировочный потенциометр. Принцип действия устройства основан на зависимости амплитуды и частоты колебаний генератора от сопротивления чувствительного элемента, в качесаве которого используется терморезнстор.

Известное устройство обеспечивает дистанционный контроль двух пороговых значений температуры при простой, на;;ежной и экономичной схеме устройства 1 J

Недостатками устройства являются постоянное наличие сигнала определенной частоты в эфире, необходимость сравнительно частой замены или подзарядки автономного источника питания, что снижает надежность работы устройства и ухудшает условия его эксплуатации, появляется возможность ложного срабатывания устройства из-за сужения области устойчивости и перехода схемы от режима высокочастотных к режимунизкочастотных колебаний при незначительном изменении сопротивления терморезистора. В частности, ширина области устойчивости быстро сужается при уменьшеш и отношения L/C/R/., где L и С - параметры колебательного контура, I R| модуль отрица- тельного сопротивления негатрона в рабочей точке. Цель изобретения - повышение надежности и эффективности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок формирования контрольного сигнала и два параллельно соединенных между собой релейных элемента, включенных .последовательно в цепь питания негатрона, причем управляющий вход одного релейного элемента соединен с блоком формирования контрольного сигнала, а термочувствительный преобразователь второго релейного элемента помещен в контролируемую среду На чертеже представлена принципиальная схема устройства для индикации температурных интервалов. Устройство содержит источник I пи тания, негатрон 2, последовательный колебательньш контур, состоящий из индуктивной обмотки 3 и конденсатора 4, регулировочный потенциометр 5, термочувствительный резистор 6, разделительные конденсаторы 7 и 8, реле ные элементы 9 и 10 и блок 11 формирования контрольного сигнала. Устройс во работает следующим образом. Если температура контролируемой среды находится первого порога срабатьша шя, то цепь питания негат на 2 разомкнута, так как управляемые релейные элементы 9 и 10 разом кнуты, и выходной сигнал отсутствует. Релейный элемент 10 может быть выполнен, например, в виде электрон ного ключа на транзисторном каскаде в базовую цепь которого включен тер морезистор с отрицательным температ ным коэффициентом сопротивления. Пр этом режим каскада выбирается таким, чтобы коллекторный ток был бли КИМ к нулю с целью экономного испол зования мощности источника 1 питани Б этом режиме транзисторный каскад заперт, а цепь питания разомкнута. При достижении температурой первого порогового значения транзистор отпирается и переходит в насьщенное состояние. Цепь питания негатрона замыкается. Исполнительный орган релейного элемента 10 может быть выполнен в виде биметаллической пластины либо пружины, замыканщих цепь питания негатрона при достижении температуры контролируемой среды, установленного порогового значения. В схеме генераторавозникают высокочастотные колебания. Выходной сигнал устройства может быть зарегистрирован, например, настроенным колебательным контуром, находящимся на пункте централизованного наблюдения. Полученный высокочастотный сигнал свидетельствует о превышении температурой контролируемой среды первого порогового значения и может использоваться в системе дистанционного контроля в качестве предварительного сигнала. При дальнейшем увеличении температуры сопротивление термочувствительного резистора, имеющего положительный температурный коэффициент сопротивления, увеличивается, При этом частота колебаний генера тора изменяется незначительно, а амплитуда колебаний уменьшается. В случае увеличения сопротивления терморезистора до значений диапазона IRl( IRKR, щг где R - сопротивление термочувствительного резистора, J3:y - волновое сопротивление контура;RP сопротивление регулировочного потенциометра, колебания срываются, что свидетельствует о достижении температурой контролируемой среды второго порогового значения В случае дальнейшего повышения температуры и достижения третьего порогового значения, колебания в схеме генератора вновь возникают, но на более низкой частоте. Данный сигнал может быть зарегистрирован с помощью другого колебательного контура, установленного в устройстве контроля на пункте централизованного наблюдения и настроенного на соответствующую частоту. Полученный сигнал свидетельствует о превышении контролируемой температурой установленного значения и может, например, одновременно служить сигналом тревоги для по разделения пожарной охраны, а такж использоваться для запуска установок пожаротушения и дымоудаления в системах автоматической пожарной защиты. Следует отметить, что значения частот колебаний на порогах температурного интервала различаются примерно на порядок, аширина зоны температур, в-которой колебания от сутствуют, зависит от величины со/1ротивления потенциометра Rp и мож регулироваться при настройке устройства. Контроль работоспособности устройства, осуществляется при помощи управляемого релейного элемента 9, в качестве которого может испол зоваться частотное реле, настроенн на определенную частоту, не совпадающую с частотами колебаний генератора. При этом в режиме контроля на устройство подается сигнал с блока 11 формирования контрольного сигнала поступающий на управляющий, вход частотного реле. В результате срабатывания управляемого релейного элемента 9, цепь питания негатро на замыкается при нормальной температуре контролируемой среды. На вхо де устройства возникают колебания на частоте, соответствуняцей первому порогу срабатывания, которые могут быть зарегистрированы на пункте цен трализованного наблюдения по описан ному выше принципу. Отсутствие сигнала на выходе устройства в режиме контроля свидетельствует о его неисправности. I Таким образом, на основе предлагаемого устройства может быть соз дана высокоэффективная централизованная система автоматической аварийной сигнализации, например пожар ной, на множестве объектов с переда чей измерительной и командной инфор ции по беспроводным линиям связи с использованием принципа частотного разделения ,каналов связи. Применен устройства обеспечивает также возможность использования частотных реле, настроенных на определенные частоты, в исполнительных органах р личных автоматических систем контро ля и управления, например в установ ках, автоматического пожаротушения и дымоудаления. Использование нескольких порогов срабатывания устройства приводит к значительному снижению вероятности ложных срабатывании. Отсутствие постоянного сигнала на выходе устройства при нахождении температуры контролируемой среды в допустимом интервале обеспечивает устранение помех при функционировании системы в нормальньк условиях. Некоторое усложнение предлагаемого устройства, связанное с включением двух релейных элементов и блока формирования контрольного сигнала является экономически оправданным, так как обеспечивает подачу только кратковременных сигналов в случай возникновения пожарной опасности или в режиме контроля. Это приводит к значительному повышению эффективности предлагаемого устройства по сравнению с известным, в котором сигнал, свидетельствугаций о нормальном температурном режиме контролируемой среды, излучается постоянно. При большом количестве объектов контро ля, данная ситуахщя приводит к крайне нерациональному расходованию мощности источников питания и созданию радиопомех в широком диапазоне частот. Таким образом, предлагаемое устройство представляет собой автономный датчик системы аварийной сигнализации, который сочетает возможность дистанционного порогового контроля температуры при простой, надежной и экономичной схеме устройства с повышенной достоверностью определения аварийной ситуации и улучшением эксплуатационных характеристик. Формула изобретения Устройство для индикации температурных интервалов по авт. св. . № 543839, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности и эффективности работы устройства, в него введены блок формирования контрольного сигнала и два параллельно соединенных между собой релейных элемента, включенных последовательно в цепь питания негатрона, причем управлякящй вход одного релейного элемента соединен с блоком формирования контрольного

сигнала, а термочувствительный преобразователь второго релейного элемента помезцен в контролируемую среду.

9018458

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 543839, кл. G 01 К 7/20, J975.

f/

Hh±9