Двухтональное устройство для звуковой предупредительной сигнализации

 

Изобретение относится к автоматике и сигнализации и может быть использовано Изобретение относится к автоматике и сигнализации и может быть использовано для подачи звукового предупредительного сигнала, например, с рудничных электровозов , эксплуатируемых в условиях высокого уровня производственных шумов и в опасной по газу и пыли среде. Известно устройство СЭЗ-1 для звуковой предупредительной сигнализации, используемое на рудничных электровозах и содержащее кнопку управления, электрондля подачи звукового предупредительного сигнала, например, с рудничных электровозов , эксплуатируемых в условиях высокого уровня производственных шумов и в опасной по газу и пыли среде. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Для этого в устройство, содержащее первый ключ, который выполнен из транзистора, двух резисторов и диода, усилитель низкой частоты, который выполнен из двух транзисторов, пяти резисторов, двух стабилитронов и трансформатора, источник питания, две кнопки управления, генератор задающей частоты, формирователь токов частоты и два звуковых сигнализатора, введены элемент блокировки и второй ключ, выполненный из четырех резисторов, двух транзисторов, двух диодов и конденсатора, в первый ключ введено реле, а формирователь токов частоты выполнен из трех делителей частоты, двух О-триггеров, мультиплексора, дифференцирующего элемента и формирователя импульса сброса. Устройство обеспечивает формирование разнотонального сигнала. 2 ил. ный блок и звуковой сигнализатор мембранного типа. Однако в условиях агрессивной шахтной среды мембрана быстро ржавеет, выходит из строя, что снижает надежность устройства в работе. Известен также пневматический двухтональный тифон, однако его использование для предупредительной сигнализации на рудничных электровозах затруднено по причине необходимости применения дополнительного вида энергии и отсутствия блосл С to 00 00 Ч оэ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 08 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4769029/24 (22) 11.12.89 (46) 23.04.92. Бюл. М 15 (71) Луганский филиал Государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского института Гипроуглеавтоматиэация" (72) А.Д.Пузанов, ВЛ,Довженко и А.Ю.Жигулевцев (53) 654.9 (088.8) (56) Аппаратура сигнализатора электрического звукового СЭЗ-1. Руководство по эксплуатации 1406.00.00.000-02 РЭ, завод "Красный металлист", Конотоп, Сумской обл., 1980. °

Авторское свидетельство СССР

М 352285, кл. G 08 B 3/06, 1972.

Сигнализатор звуковой двухтональный СЗД. Руководство по эксплуатации

1508.00.000 РЭ, завод "Красный металлист", Конотоп, Сумской обл., 1983. (54) ДВУХТОНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЗВУКОВОЙ ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОЙ СИГНАЛ ИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматике и сигнализации и может быть использовано

Изобретение относится к автоматике и сигнализации и может быть использовано для подачи звукового предупредительного сигнала, например, с рудничных электровозов, эксплуатируемых в условиях высокого уровня производственных шумов и в опасной по газу и пыли среде.

Известно устройство СЭЗ-1 для звуковой предупредительной сигнализации, используемое на рудничных электровозах и содержащее кнопку управления, электрон!

Ж 1728873 А1 для подачи звукового предупредительного сигнала, например, с рудничных электровозов, эксплуатируемых в условиях высокого уровня производственных шумов и в опасной по газу и пыли среде. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Для этого в устройство, содержащее первый ключ, который выполнен из транзистора, двух резисторов и диода, усилитель низкой частоты, который выполнен из двух транзисторов, пяти резисторов, двух стабилитронов и трансформатора, источник питания, две кнопки управления, генератор . задающей частоты, формирователь токов частоты и два звуковых сигнализатора, введены элемент блокировки и второй ключ, выполненный из четырех резисторов, двух транзисторов, двух диодов и конденсатора, в первый ключ введено реле, а формирователь токов частоты выполнен из трех делителей частоты, двух 0-триггеров, мультиплексора, дифферен цирующего элемента и формирователя импульса сброса. Устройство обеспечивает формирование разнотонального сигнала. 2 ил. ный блок и звуковой сигнализатор мембранного типа. Однако в условиях агрессивной шахтной среды мембрана быстро ржавеет, выходит из строя, что снижает надежность устройства в работе.Известен также пневматический двухтональный тифон, однако его использование для предупредительной сигнализации на рудничных электровозах затруднено по причине необходимости применения дополнительного вида энергии и отсутствия бло1728873

10

20

55 ков формирования выдержки время гарантированного звучания предупредительного сигнала, Наиболее близким по технической сущностии к п редла гаемому я ел я ется двухтональный звуковой сигнализатор СЗД для рудничных электровозов, содержащий генератор задающей частоты, формирователь тонов частоты в виде переключающего генератора, времязадающий резистор„в RC-цепи которого периодически шунтируется первым транзисторным ключом, который связан по входу с выходом генератора задающей частоты, узел выдержки времени с времязадающим конденсатором на базе ждущего мультивибратора, выход которого связан с входом второго транзисторного ключа, усилитель низкой частоты с согласующим звеном на входе в виде третьего транзисторного ключа и трансформаторным выходом, причем каждая из двух раздельных выходных обмоток с искробезопасными электрическими цепями трансформатора нагружена на свой звуковой сигнализатор, две кнопки управления, одноименные зажимы которых зашунтированы, причем одни из них связаны непосредственно с минусовым зажимом аккумуляторной батареи и одной общей шиной питания сигнализатора, а вторые — с базой открытого в исходном состоянии транзистора ждущего мультивибратора, при этом вторая шина питания сигнализатора является общей для параметрического стабилизатора напряжения, усилителя низкой частоты и узла выдержки времени и непосредственно связана с плюсовым зажимом аккумуляторной батареи.

B известном устройстве электрическая схема узла выдержки времени и усилителя низкой частоты получает питание непосредственно от части элементов аккумуляторной батареи электровоза, что снижает надежность в работе сигнализатора в условиях эксплуатации вследствие возникающих при утечках аккумуляторных батарей перенапряжений. Кроме того, ждущий мультивибратор узла выдержки времени в условиях действия шахтных импульсных помех, например от тиристорных преобразователей системы управления приводом электровоза, склонен к самозапуску, а усилитель низкой частоты работает с перегрузками по причине формирования мощного звукового предупредительного сигнала давлением порядка 106-108 дБ на расстоянии 1 м по оси излучателя одновременно в обоих звуковых сигнализаторах, т.е. без учета направления движения двухкабинного элек.".ровоза.

Наличие двух раздельных выходных обмоток и элементов, обеспечивающих искробезопасность их выходных электрических цепей, увеличивает не только габаритную мощность трансформатора усилителя низкой частоты, но и общее число элементов, подлежащих заливке эпоксидным компаундом, что также снижает надежность работы известного устройства.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу формирователя тонов частоты.

Двухтонал ьное устройство для звуковой предупредительной сигнализации содержит генератор 1 задающей частоты, формирователь 2 тонов частоты, первый 3 и второй

4 ключи, усилитель 5 низкой частоты, источник питания с первым 6 и вторым 7 выводами, элемент 8 блокировки, первую 9 и вторую 10 кнопки управления, звуковые сигнализатора 11 и 12.

Формирователь 2 тонов частоты выполнен из первого 13, второго 14 и третьего 15 делителей частоты, первого 16 и второго 17

D-триггеров, мультиплексора 18, дифференцирующего элемента 19 и формирователя

20 импульса сброса.

Ключ 3 выполнен из транзистора 21, первого 22 и второго 23 резисторов, реле 24, диода 25 и замыкающего контакта 26 реле

24. Ключ 4 выполнен из первого 27 и второго

28 транзисторов, реле 29, первого 30 и второго 31 диодов, конденсатора 32, первого

33, второго 34, третьего 35, четвертого 36 резисторов и переключающего контакта 37 реле 29.

Усилитель 5 низкой частоты выполнен из первого 38 и второго 39 транзисторов, трансформатора 40, встречно включенных первого 41 и второго 42 стабилитронов, первого 43, второго 44, третьего 45, четвертого

46 и пятого 47 резисторов. Шины 48 и 49 питания являются общим для ключей 3 и 4 и усилителя 5 низкой частоты, а также вспомогательного источника для питания формирователя 2 тонов частоты и генератора 1 задающей частоты. При этом шины 48 и 49 питания связаны с соответствующими выводами 6 и 7 источника питания через замыкающий контакт 26 реле 27 и элемент 8 блокировки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии схема устройства обесточена, При кратковременном нажатии любой из кнопок 9 или 10 управления на шины 48 и 49 питания устройства от источника питания (выводы 6 и 7) поступает напряжение питания. Одновременно

1728873 появляется напряжение питания электрических схем генератора 1 задающей частоты и формирователя 2 тонов частоты.

С помощью формирователя 20 импульсов сброса счетчики делителей 13 и

15 частоты устанавливаются в исходное положение. На выходе делителя 15 частоты и на втором выходе мультиплексора 18 появляется сигнал логической "1", который открываеттранзистор 21 ключа 3, в результате чего реле 24 включается и его замыкающий контакт 26 соединяет шину 48 питания устройства с выводом 6 источника питания.

Состояние кнопок 9 и 10 управления с этого

10 момента становится безразличным. 15

При нажатии кнопки 10 управления одновременно с реле 24 будет включено и реле

29 ключа 4, так как в этом случае будет открыт транзистор 27, который станет на самоблокировку по питанию через откры- 20 тый транзистор 28. Переключающий контакт 37 реле 29 в этом случае будет в положении, при котором к выходной обмотке трансформатора 40 будет подключен звуковой сигнализатор 12, соответствующий 25 данному направлению движения; При этом обеспечивается гальваническая развязка искробезопасных цепей выходной обмотки трансформатора 40 и искроопасных цепей электрической схемы устройства, в.которую 30 включено реле 29.

Следует также отметить, что при нажатии кнопки 9 управления диод 31 не позволит открыться транзистору 27 ключа 4, реле

29 будет отключено и звуковой сигнал будет 35 воспроизводиться сигнализатором 11 в течение, например, 5 — 6 с.

Происходит это следующим образом.

После подачи напряжения питания генератор 1 задающей частоты формирует им- 40 пульсы прямоугольной формы (фиг.2а) частотой 7200 Гц, которые одновременно поступают на входы делителей 13 и 14 частоты формирователя 2 тонов частоты.

Делитель 14 частоты, мультиплексор 18, 45 дифференцирующий элемент 19 и 0-триггер

16 представляют собой по сути счетчик с переменным коэффициентом деления на два или три.

Коэффициент деления на два или три 50 автоматически устанавливается в зависимости от наличия сигналов логической "1", поступающих из первого (фиг.2г) или второго (фиг.2д) выходов 17 D-триггера 17 на первый и второй входы первой группы информаци- 55 онных входов мультиплексора 18. Из временных диаграмм работы формирователя 2 тонов частоты видно, что при поступлении сигнала логической "1" из первого выхода

D-триггера 17 на вход мультиплексора 18, на выходе формирователя 2 тонов частоты, т.е. на втором выходе D-триггера 16 образуется последовательность прямоугольных импульсов (фиг.2з), период которых равен четырем периодам импульсов генератора 1 задающей частоты (левая часть диаграмм на фиг,2), а при поступлении сигнала логической "1" с второго выхода D-триггера 17— шести периодам импульсов генератора 1 задающей частоты (правая часть диаграмм на фиг.2; на фиг.2б,в приведены сигналы на первом и втором выходах делителя 14 частоты, на фиг.2,е,ж — импульсы с flepBol выхода мультиплексора 18 непосредственно и после дифференцирующего элемента 19), Таким образом, в зависимости от сигнала логической "1" на том или ином выходе

0-триггера 17 на выходе формирователя 2 тонов частоты поочередно автоматически образуется последовательность прямоугольных импульсов частотой 1800 и 1200 Гц.

Длительности звучания частоты одного тона и предупредительного сигнала формируются при помощи делителей 13 и 15 частоты и D-триггера 17, Причем на выходе делителя 13 частоты формируются импульсы частотой 2,8 Гц, т.е. частота генератора 1 задающей частоты делится с коэффициентом 2560. Так как выходные сигналы делителя 13 частоты поступают на тактовый вход

D-триггера 17, то на его прямом и инверсном выходах сигнал логической "1" будет удерживаться 0,7 с и это время будет определять длительность звучания частоты одного тона (1800 или 1200 Гц).

Импульсы с прямого выхода D-триггера

17 поступают также на второй вход делителя 15 частоты с коэффициентом деления 8, в результате чего на его выходе формируется сигнал выдержки времени 5 — 6 с, определяющий длительность двухтонального предуп редител ь ного сигнала.

Таким образом второй D-триггер 17, делители 13 и 15 частоты образуют узел выдержки времени и выполняют одновременно с основной дополнительную функцию по автоматическому изменению в нужные моменты коэффициента деления счетчика с переменным коэффициентом деления. Появление на выходе делителя 15 частоты логической "1" свидетельствует о завершении выдержки времени 5-6 с. Этот сигнал поступает на собственный тактовый вход, третий вход первой группы информационных входов мультиплексора 18 и вход сброса D-триггера

16, запрещая дальнейшую их работу. На втором выходе мультиплексора 18 появляется сигнал логического "0"; что приводит к запиранию транзистора 21 первого ключа 3, от1728873 ключению реле 24 и снятию напряжения питания со схемы устройства.

Таким образом, в предлагаемом устройстве элементы электрической схемы находятся под напряжением только в течение времени формирования предупредительного сигнала, которое составляет 5 — 6 с с момента нажатия одной из кнопок 9 или 10 управления. В течение этого времени на выходе формирователя 2 тонов частоты поочередно, через 0,7 с, формируются сигналы частотой 1800 и 1200 Гц, которые затем поступают на вход усилителя 5 низкой частоты, транзисторы 38 и 39 которого работают в ключевом режиме. При этом единственная выходная обмотка трансформатора 40 будет нагружена только на один из двух звуковых сигнализаторов 11, 12 в зависимости от направления движения электровоза.

Искробезопасность выходной обмотки трансформатора 40 обеспечивается ограничительным резистором 45 и шунтирующими встречно включенными стабилитронами 41 и 42. Упрощение электрической схемы устройства и снижение габаритной мощности трансформатора 40 позволило в тех же габаритных размерах использовать защитную кассету для обеспечения искровзрывозащиты цепей выходной обмотки трансформатора 40 вместо применяемой ранее заливки эпоксидным компаундом указанного трансформатора и элементов, обеспечивающих искробезопасность его выходной обмотки.

Формула изобретения

Двухтонал ьное устройство для звуковой предупредительной сигнализации, содержащее первый ключ, который выполнен из транзистора, база которого соединена с первыми выводами первого и второго резисторов, и диода, усилитель низкой частоты, который выполнен из первого транзистора, база которого соединена с первым выводом первого резистора, а коллектор — с первым выводом второго резистора, трансформатора, первый вывод вторичной обмотки которого через встречно включенные первый и второй стабилитроны подключен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора, эмиттер первого транзистора подключен к первому выводу первичной обмотки трансформатора и первому выводу четвертого резистора, из второго транзистора и пятого резистора, источник питания, первый вывод которого соединен с первыми выводами первой и второй кнопок управления, второй вывод первой кнопки управления соединен с вторым выводом первого резистора первого ключа и с эмиттером первого транзистора усилителя низкой частоты, генератор задающей частоты, формирователь тонов частоты и два звуковых сигнализатора, о т л и ч а5 ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены элемент блокировки и второй ключ, выполненный из четырех резисторов, реле, двух транзисторов, двух диодов и конденсатора, 10 в первый ключ введено реле, а формирователь тонов частоты выполнен из трех делителей частоты, двух D-триггеров, мультиплексора, дифференцирующего элемента и формирователя импульса сброса, в пер15 вом ключе второй вывод первого резистора соединен с первым выводом замыкающего контакта реле и с эмиттером транзистора, коллектор которого подключен к первым выводам диода и обмотки реле, вторые выводы

20 которых объединены, в усилителе низкой частоты второй вывод второго резистора соединен с первым выводом пятого резистора и с базой второго транзистора, коллектор которого подключен к второму выводу пер25 вичной обмотки трансформатора, а эмиттер — к второму выводу пятого резистора, второй вывод четвертого резистора соединен с базой первого транзистора, во втором ключе коллектор первого транзистора соединен

30 с первыми выводами первого диода и обмотки реле и через первый резистор подключен к первому выводу конденсатора и к базе второго транзистора, эмиттер которого соединен с первым выводом второго диода

35 и вторыми выводами первого диода, обмотки реле и конденсатора, коллектор второго транзистора через второй резистор подключен к базе первого транзистора, которая через третий резистор подключена к второ40 му выводу второго диода, а через четвертый резистор — к эмиттеру того же транзистора, в формирователе тонов частоты первый вход первого делителя частоты объединен с первым входом второго делителя частоты, 45 первый выход которого соединен с первым управляющим входом мультиплексора, первый выход которого через дифференцирующий элемент подключен к второму входу второго делителя частоты и первому входу

50 первого О-триггера, первый выход которого соединен с вторым собственным входом, выход формирователя импульса сброса соединен с первым входом третьего делителя частоты и вторым входом первого делителя

55 частоты, выход которого подключен к первому входу второго D-триггера, первый выход которого соединен с вторым собственным входом и первым входом первой группы информационных входов мультиплексора, второй выход второго триггера подключен к

1728873

10 второму входу первой группы информационных входов мультиплексора и второму входу третьего делителя частоты, выход которого соединен с собственным третьим входом, с третьим входом первого Р-тригге- 5 ра и третьим входом первой группы инфор 4ационных входов мультиплексора, четвертый и пятый входы первой группы информационных входов которого подклю- . чены к шине логического нуля, второй выход 10 второго делителя частоты соединен с вторым управляющим входом мультиплексора, вторая группа информационных входов которого подключена к шине логической единицы, а второй выход — к второму выводу 15 второго резистора первого ключа, второй выход первого триггера формирователя тонов частоты соединен с вторым выводом первого резистора усилителя низкой частоты. пеовый выводтоетьего оезистооа чсили- 20 теля низкой частоты соединен с первым выводом переключающего контакта реле второго ключа, второй и третий выводы которого через соответственно первый и второй звуковые сигнализаторы подключены к первому выводу вторичной обмотки трансформатора усилителя низкой частоты, первый вывод источника питания подключен к второму выводу замыкающего контакта реле первого ключа, первый вывод которого соединен с эмиттером второго транзистора второго ключа, второй вывод второй кнопки управления соединен с вторым выводом второго диода второго ключа, второй вывод источника питания через элемент блокировки подключен к второму выводу диода первого ключа, к эмиттеру первого транзистора второго ключа и змиттеру второго транзистора усилителя низкой частоты.

1728873.шпппшшп пппб

Фиг,2

45

Составител ь В.Довженко

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор О.Хрипта

Заказ 1409 Тираж Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101