Устройство для передачи и приема сигналов Советский патент 1982 года по МПК G08C19/12 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ . Устройство относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано .для измерения параметров вибрации проводов воздушных линий электропередачи-. Известно наземное устройство для регистрации пляски проводов. Содержащее индукционный датчик, на.выходе которого при пляске появляются сигнал с частотой, характерной для механической частоты пляски, и анализатор, выявляющий эту частоту и сигнализирующий о наличии.пляс ки -1 3. Недостатками этого устройства являются невозможность измерения параметров вибрации вследствии низкой чувствительности при пляске проводов (величина смещения провода на несколько порядков выше, чем при вибрации), а также то, что этот прибор способен лишь выявлять наличие или отсутствие пляски без определения ее амплитуды. Известно устройство защиты от вибраций проводов малых сечений с под- ; держивающими зажимами, где описан способ измерения параметррв вибрации проводов, датчиком вибрации служит пьезоакселерометр, закрепленный на проводе. Сигнал с датчика по кабелю поступает на землю, где усиливается, а затем записывается при помощи шлейфового осциллографа. При необходимости получения информации об амплитуде вибрации проводов сигнал с датчика подвергается двойному интегрированию 2 . Недостатками такого способа являются отсутствие дистанционной передачи информации, невоз южность работы на действующей линии, а также JИЗкая точность измерений вследствие малой величины измеряемого сигнала. Наиболее близким к П зедлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для передачи и приема сигналов, содержащее на передающем пункте датчик, выход которого через первый вход усилителя сигналов подсоединен к второму входу радиопередатчика, выход которого соединен с передающейантенной, блок питания подсоединен через синхронизатор к вторым входам усилителя сигналов и радиопередатчи ка, на приемной стороне содержащее приемную антенну, подключенную к вх ду радиоприемника, первый выход которого подключен через синхронизато к первому входу регистратора сигналов, к второму входу которого подключен выход радиоприемника С 3 J. Основными недостатками известног устройства являются отсутствие кали ровки измерительного тракта и приме нение в качестве чувствительных эле ментов тензодатчиков, так как за Труднено их приклеивание на трос ЛЭП и необходима защита их от воздействия окружающей среды. При приклеивании тензодатчики могту деформироваться, в результате чего изменяется их градуировочные характеристики, снижается точность измерения параметров вибрации проводов, достоверность результатов и усложняется установка устройства на ЛЭП. Кроме того, для передачи информации с нескольких проводов или нескольки точек одного провода приходится пол зоваться несколькими устройствами, что приводит к возрастанию вероятности отказа одного из устройств и потери информации. Цель изобретения - повышение помехозащищенности сигналов и надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи и приема сигналов, содержащее на передающем пункте датчик сигналов, усилитель сигналов, выход которого соединен с первым входом радиопередатчика сигналов, блок питания, под ключенный к входу синхронизатораэ си налов, выход которого соединен с пе выми входами усилителя сигналов и вторым входом радиопередатчика сигналов, выход которого подключен к передающей антенне, на приемном пун те содержащий приемную антенну, под ключенную к входу радиоприемника си

налов, первый выход которого через синхронизатор сигналов соединен с первым входом регистратора сигналов.

ческии датчик позволяет пoлyчиtь на выходе устройства сигнал, пропорциональный как ускорению колебаний 94 к второму входу которого подключен второй выход радиоприемника сигналов, на передающем пункте введены генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, коммутатор сигналов и датчик сигналов, выполененный на пьезоэлектрических акселерометрах, выходы которых соответственно подключены к первым входам комтора сигналов подключен к второму входу коммутатора сигналов, первым входам генератора калибровочных сигналов, распределителя импульсов и генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с вторым входом распределителя импульсов, выходы которого соответственно соединены с третьими входами коммутатора сигналов, к четвертому входу которого подключен выход генератора калибровочных сигналов. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 принципиальная схема передаюцего полукомплекта; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства. Устройство содержит передакйдий пункт 1, контролируемый пункт 2. Передающий пункт содержит датчики 3 сигналов, генератор k калиброванных сигналов, генератор 5 тактовых импульсов, распределитель 6 импульсов, коммутатор 7 сигналов, усилитель 8 сигналов, радиопередатчик 9 сигналов, блок 10 питания, синхронизатор 11 сигналов. Приемный пункт содержит радиоприемник 12 сигналов, регистратор 13 сигналов, синхронизатор Н сигналов. Датчиками вибрации являются пьезоэлектрические акселерометры, выходная ЭДС которых пропорциональна виброускорению е Sx, где S - чувствительность датчика, х - смещение провода. Применение в качестве датчиков акселерометров позволяет повысить точность измерений, поскольку по сравнению с тензодатчиками, используемыми в прототипе, параметры акселерометров значительно меньше зависят от условий окружающей среды, а при креплении акселерометр не подвергается деформации. Пьезоэлектрипроводов (при этом измерительный . усилитель 8 осуществляет только уси ление сигнала сдатчиков), так и амплитуде колебаний при этом измерительный усилитель 8 производит двойное интегрирование сигнала). Генератор калиброванного сигнала вырабатывает прямоугольные импульсы фиксированной амплитуды и ча тоты. Повышение помехозащищенности сигнала происходит за счет повышения точности измерений при введении источника калиброванного сигнала, Сигналы с датчиков и калиброванный сигнал, проходя по одному тракту передачи информации, подвергаются воздействию одних и тех же факторов, вызывающих погрешности. Так погрешности, вносимые усилителем 8, радио передатчиком 9 радиоприемником 12 вследствие зависимости коэффициента усиления усилителя, девиации частот частотного модулятора радиопередатчика, коэффициента передачи радиоприемника от. температуры и нестабил ности напряжения питания одинаковы для обоих сигналов. Следовательно, при измерении информационного сигна ла относительно калиброванного сигнала -эти погрешности исчезают. Необходимость введения Калиброванного сигнала вызывается тяжелыми условия ми эксплуатации устройства, так как температурный диапазон от -АО до +50°С. Генератор 5 тактовых импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы длительностью 1 с. Эти и1-)пульсы поступают на вход распределителя 6 им пульсов , на пяти выходах которого поочередно появляются сигналы, при наличии которых осуществляется поочередное подключение генератора Ц калиброванного сигнала и датчиков 3 через коммутатор 7 к входу усилителя 6. Усилитель 8 предназначен для уси ления сигналов при измерении ускоре ний вибрации проводов или усиления и двойного интегрирования сигналов при измерении амплитуды вибрации проводов. Радиопередатчик 9 осуществляет частотную модуляцию несущей сигна-. лом, поступающим с усилителя 8, уси ление высокочастотного сигнала и из лучение его в эфир. Синхронизатор 11 определяет цикличность работы всего устройства. 9 6 ериодически синхронизатор подклюает питание, поступающее с блока 10 питания, к генератору U калиброванного сигнала, к генератору 5 тактовых импульсов, распределителю 6 импульсов, коммутатору Т, усилителю 8 и радиопередатчику 9. Радиоприемник 12 осуществляет прием, детектирование и усиление полезного сигнала. Регистратор 13 производит запись . измеряемого сигнала, поступающего с радиоприемника 12. В качестве регистратора может использоваться магнитофон, магнитограф, шлейфовый осциллограф и т.д. Может осуществляться и визуальное наблюдение сигнала на экране осциллографа. При наличии сигнала в эфире синх|ронизатор }k включает регистратор 13 и осуществляется запись измеряемого параметра. При отсутствии сигнала в эфире регистратор 13 посредством синхронизатора отключается и запись прекращается. Повышение.надежности работы устройства при измерении параметров вибрации нескольких проводов или од- ного провода в нескольких точках удалось добиться путем введения генератора тактовых импульсов, распределителя импульсов, коммутатора и использования одного усилителя, радиопередатчика, блока питания, синхронизатора. Введение трех новых блоков при исключении четырех из каждого из четырех на передающей сторона и использование на приемной стороне одного полукомплекта SNjecTO четырех повышает надежность раЬоты устройства в целом. Устройство для передачи и приема сигналов имеет блочную конструкцию. Такая конструкция обеспечивает надежное электромагнитное экранирование отдельных узлов устройства от взаимных наводок. Блоки соединены при помощи разъемов и помещены в корпус. Для обеспечения магнитостатического экранирования устройства корпус выполнен из ферромагнитного материала. Снаружи корпус покрыт споем металла, обладающего высокой электропроводностью, что улучшает электромагнитное экранирование и способствует повышению отдачи антенны. Устройство раЬотает следующим оЬразом (фиг. 2, Синхронизатор 11 под79ключает питание кй всем блокам передающей стороны 1. Генератор 5 такто вых импульсов вырабатывает первый . импульс, который, пройдя через распределитель 6, появляется на входе коммутатора. При этом замыкается соответствующий ключ коммутатора 7 и напряжение с генератора калиброванного сигнала поступает на вхо усилителя 8, усиливается и проходит в радиопередатчик, где происходит частотная модуляция несущей, усиление высокочастотного сигнала и излучение его в эфир. При возникновении сигнала в эфире появляется сигнал на обоих выходах радиоприемника 12. При этом синх ронизатор 14 осуществляет включение регистратора 13 и производится запись продетектированного и усиленного сигнала, поступающего с выхода радиоприемника. Затем генератор Ц тактовых импуль сов вырабатывает второй импульс. Появляется сигнал на втором входе коммутатора 7, происходит подключение первого датчика 8 к усилителю, затем усиление, модуляция, излучение в эфир, демодуляция и запись сигнала. Далее по очереди подключаются остальные датчики и устройство работает аналогично. Затем синхронизатор 11 отключает питание от остальных блоков передающей стороны 1, наступает пауза в работе, которая используется для под зарядки аккумуляторов блока 10 питания. При этом сигнал в эфире исчезает, синхронизатор Т отключает регистратор 13 от сети и запись информации прекращается. По истечении паузы, длящейся 15 мин, синхронизатор вновь подключает питание и цикл ваботь устройства повторяется. Предлагаемое устройство обладает более высокой точностью вследствие калибровки измерительного тракта в процессе работы и имеет более высокую надежность при измерении параметров вибрации в нескольких точках за счет поочередного,опроса четырех датчиков и измерения,их параметров одним устройством. Формула изобретения Устройство для передачи и приема сигналов, содержащее на передающем пункте датчик сигналов, усилитель сигналов, выход которого соединен с первымвходом радиопередатчика сигналов, блок питания, подключенный к входу синхронизатора сигналов, выход которого соединен с первыми входами усилителя сигналов и вторым входом радиопередатчика сигналов, выход которого подключен к передающей антенне, на приемном пункте содержащий приемную антенну, подключенную к входу радиоприемника сигналов, первый выход которого через синхронизатор сигналов соединен с первым входом регистратора сигналов, к второму входу которого подключен второй выход радиоприемника сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности передачи сигналов и надежности устройства, в него на передающем пункте введены генератрр тактовых импульсов, распредел 1тель импульсов, коммутатор сигналов и датчик сигналов,выполненный на пьезоэлектрических акселерометрах, выходы которых соответственно подключены к первым входам коммутатора сигналов, выход синхронизатора сигналов подключен к второму входу коммутатора сигналов, первым входам генератора калибровочных сигналов, распределителя импульсов и генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с вторым входом распределителя импульсов, выходы которого соответственно соединены с третьими входами коммутатора сигналов, к четвертому входу которого подключен выход генератора калибровочных сигналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 556528, .кл. Н 02 C7/1t, 1977. 2.. Савваитов Д.С. Защита от вибраций проводов малых сечений с поддерживающими зажимами . - Электрические станции, 1972, № 8. 3. Бюкнер В., Кернер Г., ФиллипсВ. (ФРГ) Механические напряжения в проводах линий электропередачи около поддерживающего зажима. - Воздушные линии электропередачи. Переводы докладов . международной конференции по большим электрическим системам CIGRE, 1968. Под ред. В.В. Бургсдорфа.. М., Энергия, 1970, с. 162 (прототип).

Риг.1

Vni/maMt/ff

V ee/feffomopa /

П

:

i//jflh jfe/ i/ff // /7e/ aff// /коде ffff/f/i mamffjya

Vt/nM jfew Щ //77ffffff hffffe /r0/f//y/77aa7o a.

Ify/y aSjfeffi/ Mim/ e/7 de/f/Xff ff /tff/f /7 G/77o/ &

/7/ra e// /fav f/ / 7ff/vff;f0fff /fff/fff / afffff/fo.

Iw

//a ff;(ff(7e /fffff/ry/ amajya

Ъ tef/e amff/ a ./fa/ i/ /yff a//// eff .

V

/