Термохимический сигнализатор Советский патент 1982 года по МПК G08B17/10 

Изобретение относится к измерению, довзрывных концентраций горючих газов и паров, в частности к термохиьическому анализу газов и паров и м6жет найти применение для контроля воздуха производственных помещений в автоматических системах взрывопредупреждения на предприятиях химической промышленности, стационарных и пловучих буровых установках и других взрывоопасных объектах.

. Известен индикатор взрывоопасности, предназначенный для определения довзрывных концентраций горючих газов и паров в воздухе производственных помещений,который состоит из источника питания, каталитически активного чувствительного элемента, включённого в четырехплечий измерительный мост, иизмерительного прибора. Реакция термокаталитического окисления горючего компонента на каталитически активном чувствительном элементе изменяет его темперэтуру и сопротивление, что приводит к разбалансу измерительного моста, который регистрируется измерительным прибором с нанесенной на его шкалу сигнальной зоной С1.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является сигнализатор, содержащий источник питания, каталитически активный чувствительный элемент, включенный в четырехплечий измерительный мост, подключенный к выходу моста, операционный усилитель с источником опорного напряжения, пороговое реле, реле времени, усили10тельный каскад на транзисторах и средство сигнализации 2 .

Недостатком известных устройств является то, что они дают информацию о достижении сигнального значения

15 концентрации горючего компонента без учета скорости нарастания концентрации горючего компонента.

Цель изобретения - повышение информативности термохимического сигна20лизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в термохимический сигнализатор, содержащий каталитически активный чувствительный элемент, включенный

25 в -измерительный мост, одна диагональ 1 которого подключена к источнику питаний, а другая подключена кодним . входам операционного усилителя, другие входы которого соединены с резис30торным делителем напряжения,- подключенным к источнику питания, выходы которого подключены к соответствующим шинам питания операционного iусилителя, усилителя и порогового оеле/ выход операционного усилителя подключен через усилитель к пороговому реле, первый сигнальный элемент и реле времени, которые подключены первыми выводами к первому полюсу ис точника питания, введены блок обработки сигнала, выполненный на двух реле, первое из которых имеет задерж ку на срабатывание,второй и третий сигнальные элементы, один выход источника питания соединен с первыми выводами обмотки первого реле блока обработки сигнала, второго и третьего сигнальных элементов непосредственно и через размыкающий контакт реле времени подключен к первому выводу второго реле блока обработки сигнала, вторые выводы первого сигнального элемента и обмоток реле времени и первого реле блЪка обработки сигнала соединены с.подвижным контактом переключающей группы порогового реле , через параллельно соединенные замыкающие контакты первого реле блока обработки сигнаша и порогового реле с другим выходом источника питания и через замыкающий контакт второго реле блока обработки сигнала с вторнм выводом обмотки второго реле блока обработки сигнала, первый и второй контакты переключающей группы порогового реле соединены соответственно со вторым выводом обмотки второго реле блока обработки сигнала и с подвижным контактом переключающей группы второго реле блока обработки сигнала, первый и второй контакты кб -орой подключены соответственно к другим выводам второго и третьего сигнальных элементов, параллельно одному из резисторов резисторного делителя напряжения пбдключен замйкающий контакт первого реле блока обработки сигнала.

На фиг. 1 представлена схема термохимического сигнализатора; на фиг. 2 - динамические характеристики измерительного моста сигнализатора.

Сигнализатор содержит источник 1 питания, измерительный мост 2 с чувствительным 3JieMeHTOM, операционный усилитель 3, источник 4 опорного напряжения; пороговое реле 5, усилитель 6, сигнальные элементы 7-9 и релейный блок 10 обработки сигнала датчика, содержгцций два реле 11, 12 и реле 13 времени. Пороговое реле 5 имеет контакты 14 и 15, реле 13 времени - контакт 16, реле 11 - контакты 17, 18 и реле 12 - контакты 19 и 20.

Сигнализатор работает следующим образом.

На операционный усилитель 3 с источника 4 опорного напряжения подают напряжение Uon На вход измерительного моста 2 подается анализируеMak смесь с концентрацией горючегО;

компонента Cj. Независимо от скоросФи нарастания концентрации горючего компонента при достижении выходным сигнале 1-змерительного моста 2 значения, равного и2« , выходной

сигнал операционного усилителя 3 скачком изменяет свой знак, что вызывает изменение состояний транзисторов усилителя б и пороговое реле 5 срабатывает. Его контакты 15 замыкаются, а контакт 14 переключается. Реле 13 времени срабатывает и начинает отсчет времени t, ,разомкнув на время отсчета контакты 16. Включается сигнальный элемент 7, что соответствует сигналу Концентрация С,. После окончания времени задержки срабатывает реле 11, замкнув свои контакты 17 и 18. РеЛе 11 самоблокируется контактами 18, так как на операционный усилитель 3 после замыкания контактов 17 реле 11 подается опорное напряжение Uon реле 5 возвращается в исходное положб Ние.

Если скорость нарастания концентрации С3 велика (t )) прежде

чем контакты 16 замкнутся второй раз сработает реле 5 (так как U оп и его контакты 15 замкнутся,, а контакты 14 переключатся. Сигналь ный элемент

8 включится,что соответствует сигналу

Концентрация Cj. при большой скорости нарастания концентрации. После отсчета реле 13 времени t контакты 16 замкнутся, но реле 12 не сработает, так как контакты 14 реле 5 разомкнуты.

Если скорость нарастания концентрации С мала (t, t,), крнтакты 16 реле 13 замыкаются раньше, чем вторично сработает реле 5. При этом срабатывает реле 12, самоблокируясь контактгили 19, и переключаются контакты 20 реле 12. После вторичного сраба-. тывания реле 5 переключаются контакты 14 реле 5 и выключается сигнальный

элемент 9, что соответствует сигналу Концентрация С при малой скорости нарастания концентрации.

Если на вход измерительного моста 2 подана анализируемая смесь с концентрацией горючего компонента большей, чем Сс, сигнализатор выдает сигнализацию Концентрация С и Концентрация Cj. в зависимости от скотрости нарастания концентрации,как

это описано при работе сигнализатора на концентрации С.

Если на вход измерительного моста. 2 подана анализируемая смесь с концентрацией горючего компонента,при

которой иg -моста равно больше

U но меньше Uj, реле 5 срабатывает один раз. Контакты 15 реле 5 замыкаются, а контакты 14 переключаются. Реле 13 времени срабатывает и начинает отсчет времени t,, разомкнув на время отсчета свои контакты 16. .Включается сигнальный элемент 7, -что соответствует сигналу Концентрация . После окончания времени задержки срабатывает реле 11, замкнув свои контакты 17 и 18. Реле 11 самоблокируется своими контактами 18. Так как на операционный усилитель 3 после . эамякания контактов 17 реле 11 будет подано опорное напряжение Uooj, реле 5 возвратится в исходное положение. После отсчета реле 13 времени tj контакты 16 и 13 замкнутся, реле 12 сработает и самоблокируется своими контактами 19. Так как реле 5 вторично не сработало (UB, моста Uj), кон|Такты 14 реле 5 разомкнуты и сигнальные элементы 8 и 9 обесточены.

Экономическая эффективность от использования предлагаемого устройства определяется указанными выше его техническими преимуществами.;

Формула изобретения

Термохимический сигналнзатор,содержёицийкаталитически активныйчувствительный элемент, включенный в измерительный мост, одна диагональ которого подключена к источнику питания, а другая подключена к одним входам операционного усилителя, другие входы которого соединены с резисторным делителем напряжения, подклю ченным к источнику питания,выходы которого подключены к соответствующим шинам питания операционного усилителя, у 3илителя и порогового реле, выход операционного усилителя подключен через усилитель к пороговому реле, первый сигнальный элемент и реле времени, которые подключены первыми выводами к первому полюсу источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности сигнализатора, в него введены блок обработки сигнала, выполненный на двух реле, первое из. которых имеет задержку на сраба тывание, второй и третий сигнальные

элементы, один выход источника пита-ння соединен с первымн выводами обмотки первого реле блока обработки сигнала, второго и третьего сигнальных элементов непосредственно и через

0 размыкающий контакт реле времени поДг ключен к первому выводу обмотки вто- рого реле блока обработки сигнала, вторые выводы первого сигнального элемента и обмоток реле времени и

5 первого реле блока обработки сигнала соединены с подвижньпи контактом переключающей группы порогового реле, через параллельно соединенные замыкающие контакты первого реле блока

0 обработки сигнала и пороговЬго реле с другим выходом источника питания и через замыкающий контакт второго реле блока обработки сигнала с вторым выводом обмотки второго реле

5 блока обработки сигнгита, первый и второй контакты переключающей группы порогового реле соединены соответственно с вторым выводом обмотки второго реле блока обработки сигнала и

0 о подвижным контактом переключающей группы второго реле блока обработки сигнала, первый и второй контакты которого подключены соответственно к дйэугим выводам второго и третьего

с сигнальных элементов, параллельно

одному из резисторов резисторного делителя напряжения подключен эамыкаиощий контакт первого реле блока обработки сигнала.

0

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Иовенко Э.Н. Автоматические анализаторы и сигнализаторы токсичных и взрывчатых веществ в воздухе,;

М., Химия, 1972.

2.Сигнализатортермохимической СТХ-ЗУ4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 5В2.840. 323 ТО (прототип).