Устройство для обнаружения опасной загазованности объекта

 

Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике, в частности к автоматическим системам для обнаружения, анализа и прогноза горючих и взрывоопасных газов и их смесей. Целью изобретения является повышение достоверности выработки информации устройством за счет непрерывного отслеживания реальной флуктуирующей концентрации газа путем последовательного формирования в пороговых блоках 3 и 4 соседних, начиная со второго, заданных промежуточных уровней, и обработкой сигнала пороговым блоком 3, элементом ИЛИ 11 и триггером 14 при повышении концентрации газа и пороговым блоком 4, элементом ИЛИ 12, триггером 15 - при ее понижении с вычислением прогноза времени и его отображением блоком 5 реверсивного счета и индикации времени, отображением знака приращения концентрации газа и пороговой величины блоком 6 сигнализации. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике, в частности к автоматическим системам для обнаружения, анализа и прогноза горючих и взрывоопасных газов и их смесей и может быть использовано в автоматизированных системах мониторинга, безопасности и контроля загрязнения окружающей среды нефтегазопромысловых объектов континентального шельфа.

Целью изобретения является повышение достоверности выработки и информации устройством за счет непрерывного отслеживания реальной флуктуирующей концентрации газа.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока коммутаторов; на фиг. 3 - циклограмма работы устройства, отражающая виды сигналов с блоком устройства.

Устройство для обнаружения опасной загазованности объекта содержит (фиг. 1) датчик 1 концентрации опасных веществ, первый 2, второй 3 и третий 4 пороговые блоки, блок 5 реверсивного счета и индикации времени, блок 6 сигнализации, блок 7 задания уровней, блок 8 коммутаторов, счетчик 9 (выполненный реверсивным), управляемый делитель 10, первый 11 и второй 12 элементы ИЛИ, формирователь 13 импульсов, первый 14 и второй 15 триггеры.

Блок 8 коммутаторов содержит первый 16 и второй 17 коммутаторы (фиг. 2).

Устройство для обнаружения опасной загазованности объекта работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии загазованности уровень с выхода первого порогового блока 2 удерживает в нулевом состоянии триггер 14, счетчик 9, а также удерживает в выключенном состоянии второй 3 и третий 4 пороговые блоки и блок 6 сигнализации. В блоке 7 задания уровней хранятся промежуточные значения концентраций, начиная со второго, которые в дальнейшем при помощи блока 8 коммутаторов, управляемого кодом с выхода счетчика 9, поступают в качестве эталонных на третьи входы второго 3 и третьего 4 пороговых блоков. Код счетчика 9 также управляет коэффициентом деления управляемого делителя 10, что обеспечивает учет соотношений интервалов между промежуточными уровнями концентрации и заданным уровнем концентрации Kn.

В блоке 8 коммутаторов в соответствии с кодом "0" счетчика 9 по первому выходу установлен второй уровень концентрации, по второму выходу - максимальное значение порогового сигнала, большее уровня n. Триггер 15 по прямому выходу находится в единичном состоянии, обеспечивая индикацию знака "+" блоком 6 сигнализации. В управляемом делителе 10 установлен первый коэффициент деления, следовательно, в блок 5 реверсивного счетчика и индикации времени поступают импульсы, количество которых пропорционально времени с коэффициентом m₁ = (K_n - П₂)/(П₂ - П₁), где П₁,i - промежуточные пороги уровней концентрации.

Появление концентрации газа приводит к возникновению аналогового сигнала на выходе датчика 1, пропорционального уровню концентрации. При достижении сигналом первого порога срабатывает первый пороговый блок 2, разрешая работу триггера 14, счетчика 9, второго 3 и третьего 4 пороговых блоков. При этом блок 6 сигнализации фиксирует появление первой концентрации.

Дальнейшее возрастание концентрации приводит к срабатыванию второго порогового блока 3, сигнал с выхода которого по первому входу (+1) переводит счетчик 9 в следующее состояние, устанавливая таким образом следующее третье заданное значение промежуточного уровня в пороговом блоке 3 и на одно меньшее, чем в блоке 3, второе заданное значение промежуточного уровня в пороговом блоке 4.

Запускается с выхода блока 3 через элемент ИЛИ 11, формирователь 13 импульсов сигнал, который, в свою очередь, инициирует определение блоком 5 реверсивного счета и индикации прогноза и его временную индикацию с накоплением следующего значения уточненного прогноза.

При возрастании концентрации описанные процедуры смены уровней в блоках 4 и 3 идентичны.

Уменьшение концентрации вызывает срабатывание третьего порогового блока 4, переключение второго триггера 15 в нулевое состояние по его прямому выходу и обеспечение тем самым индикации знака "-" на блоке 6 сигнализации. По третьему входу (-1) счетчик 9 переводится в предыдущее состояние, вызывающее смену значений промежуточных уровней в пороговых блоках 3 и 4.

Дальнейший принцип работы устройства идентичен ранее описанному. Одним из непременных условий правильной работы устройства является то, что в любом случае, когда происходит изменение концентрации, реальное время ее изменения значительно больше прогнозируемого времени, в связи с чем соответствующий счетчик блока 5 реверсивного счета и индикации времени выполнен так, что после обнуления он блокируется на счет.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ОПАСНОЙ ЗАГАЗОВАННОСТИ ОБЪЕКТА, содержащее датчик концентрации опасных веществ, выход которого подключен к входу первого порогового блока и первому входу второго порогового блока, выход первого порогового блока подключен к второму входу второго порогового блока, информационному входу первого триггера, первому входу счетчика и первому входу блока реверсивного счета и индикации времени, выход первого триггера соединен с вторым входом блока реверсивного счета и индикации времени, выход счетчика соединен с первыми входами блока сигнализации и блока коммутаторов, первый выход блока задания уровней является выходом максимального значения порогового сигнала и соединен с вторым входом блока коммутаторов, группа вторых выходов блока задания уровней соединена с группой информационных входов блока коммутаторов, первый выход блока коммутаторов соединен с третьим входом второго порогового блока, выход которого соединен с вторым входом счетчика, формирователь импульсов, выход которого соединен с входом сброса первого триггера и третьим входом блока реверсивного счета и индикации времени, выход счетчика соединен с первым входом управляемого делителя, второй вход которого соединен с первым выходом блока реверсивного счета и индикации времени, выход управляемого делителя соединен с четвертым входом блока реверсивного счета и индикации времени, второй выход блока реверсивного счета и индикации времени соединен с вторым входом блока сигнализации, отличающееся тем, что в него введены третий пороговый блок, первый и второй элементы ИЛИ и второй триггер, счетчик выполнен реверсивным, блок коммутаторов выполнен с двумя выходами, выход датчика опасной концентрации вещества соединен с первым входом третьего порогового блока, второй вход которого подключен к выходу первого порогового блока, выход второго порогового блока соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход третьего порогового блока соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, третьим входом вычитания счетчика и входом сброса второго триггера, третий вход третьего порогового блока соединен с вторым входом блока коммутаторов, выход первого порогового блока подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом блока сигнализации и информационным входом второго триггера, выход которого подключен к четвертому входу блока сигнализации, выход первого элемента ИЛИ подключен к входу формирователя импульсов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок коммутаторов содержит два коммутатора, адресные входы первого и второго коммутаторов объединены и являются первым входом блока коммутаторов, n-1 входов первого коммутатора объединены соответственно со второго по n входами второго коммутатора и совместно с n входом второго коммутатора и являются группой информационных входов блока, первый вход второго коммутатора является входом максимального значения порогового сигнала и является вторым входом блока коммутаторов, выходы первого и второго коммутаторов являются соответственно первым и вторым выходами блока коммутаторов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3