Устройство для передачи и приема телеинформации по трубопроводу

 

Изобретение относится к телемеханике и средствам контроля и может быть использовано в системах транспортирования по трубопроводу. Целью изобретения является упрощение устройства. Указанная цель достигается тем, что на передающей стороне выходы шифраторов через усилитель, выполненный импульсным, подключены к входу передатчика, выполненного в виде пластины, жестко установленной на трубопроводе, другая пластина через RS-цепь является входом передатчика, шифратор содержит счетчик, выходы которого подключены к дешифратору, первые входы счетчика и формирователей кода объединены и подключены к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора, второй - с выходом триггера, первый вход которого, второй вход счетчика, (N + 1)-й вход первого элемента ИЛИ объединены и подключены к N-му выходу дешифратора, второй вход триггера соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого являются входами шифратора, и вторыми входами формирователей кодов, третьи входы которых подключены к выходам дешифратора, выходы - через третий элемент ИЛИ являются выходами шифратора, на приемной стороне каждый дешифратор выполнен на элементах задержки, счетчике, триггерах, элементе дешифрации и элементах И. Техническое решение позволяет упростить линию связи для передачи телеинформации и расширить область ее применения путем преобразования электрических сигналов в акустические и передачи акустических сигналов по трубопроводу с последующим их приемом на другом конце трубы при одновременном контроле состояния трубопровода. Устройство позволяет снизить затраты на организацию линии связи для передачи телеинформации, так как в предлагаемом решении не требуется прокладка воздушных или кабельных линий. 6 ил.

Изобретение относится к телемеханике и средствам контроля и может быть использовано в системах транспортирования по трубопроводу.

Известно устройство для передачи телеинформации [1] основанное на передаче по трубопроводу кодированных акустических сигналов, формируемых передающей аппаратурой и восстанавливаемых на приемной стороне.

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, обуславливающая большие затраты на прокладку линии связи и ее обслуживание.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для передачи и приема информации в системах транспортирования по трубопроводу [2] Устройство осуществляет передачу информации поочередной посылкой импульсов с помощью распределителей и содержит блок управления, который формирует информацию для передачи. Эта информация поступает в дешифратор и преобразуется в последовательный код, который транслируется передающим устройством по однопроводной линии связи на приемное устройство, расположенное около управляемого объекта. Электрические сигналы с выхода приемного устройства поступают на дешифратор, в котором последовательный код преобразуется в первоначальную информацию, сформированную блоком управления, и поступает на управляемый объект.

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции линии связи и узкая область его применения.

Целью изобретения является упрощение устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 схема формирования команд; на фиг. 3 схема передатчика; на фиг. 4 схема шифратора; на фиг. 5 схема дешифратора; на фиг. 6 схема формирователя кода.

Устройство (фиг. 1) содержит формирователь команд 1, шифратор 2, импульсный усилитель 3, передатчик 4, линию связи 5, приемники 6₁-6_N, дешифраторы 7₁ 7_N, исполнительные элементы 8₁-8_N.

Формирователь 1 команд (фиг. 2) содержит коммутационные элементы 9₁-9_N, индикаторы 10₁-10_N. Передатчик 4 (фиг. 3) содержит пластины 11 и 12, резистор 13 и конденсатор 14. Шифратор 2 (фиг. 4) содержит элемент ИЛИ 15, генератор 16, триггер 17, элемент И 18, счетчик 19, дешифратор 20, формирователи кода 21₁-21_N, элемент ИЛИ 22. Дешифратор 7 (фиг. 5) содержит триггер 23, элементы задержки 24, 25, триггер 26, элементы И 27, 28, элемент задержки 29, счетчик 30, дешифратор 31, элемент И 32. Формирователь кода 21 (фиг. 6) выполнен на триггере 33, инверторе 34, элементе И 35.

Принцип работы устройства, например, для управления N насосными агрегатами заключается в следующем.

При необходимости запуска первого насосного агрегата формирователь 1 формирует команду на включение коммутационного элемента 9₁. В результате загорается индикатор 10₁, а электрический сигнал через первый вход формирователя 1 поступает на первый вход шифратора 2, с первого входа которого электрический сигнал поступает на первый вход триггера 33, в результате чего на втором входе элемента И 35 формирователя 21₁кода формируется сигнал высокого уровня.

Одновременно электрический сигнал с первого входа шифратора поступает через элемент ИЛИ 15 на первый вход триггера 17, на выходе которого формируется сигнал высокого уровня, поступающий на второй вход элемента И 18 и разрешающий прохождение импульсов с выхода генератора 16 на первый вход счетчика 19 и на первые входы элементов И 35 формирователей 21 кода. Так как сигнал высокого уровня на первом входе элемента И 35 формируется только в формирователе 21, то импульсы, формируемые генератором 16, только с выхода формирователя 21 поступают через первый вход элемента ИЛИ 22 на выход шифратора 2. Одновременно импульсы с выхода элемента И 18 поступают на первый, например, суммирующий вход счетчика 19, на выходных разрядах которого, формируется двоично-десятичный код, "пропорциональный числу импульсов, поступающих на первый вход счетчика 19. Этот код дешифруется дешифратором 20. После поступления первого импульса на первый вход счетчика 19 на первом выходном разряде дешифратора 20 формируется сигнал высокого уровня, который через инвертор 34 поступает на второй вход триггера 33 и перебрасывает его в первоначальное состояние. В результате на втором входе элемента И 35 формируется сигнал низкого уровня, который запрещает прохождение импульсов на выход дешифратора. Если необходимо включить первый насосный агрегат, то на шифраторе формируется один импульс. При включении n_i-го насосного агрегата на выход шифратора проходит число импульсов равное n_i. Когда число импульсов, поступивших на вход счетчика 19, станет равно N, то на N-м выходе дешифратора 20 формируется сигнал, который через элемент ИЛИ 22 поступает на выход шифратора и одновременно обнуляет счетчик 19 и перебрасывает триггер 17, в результате чего на его выходе формируется сигнал низкого уровня, который запрещает прохождение импульсов через элемент И 18. Импульсы с выхода шифратора 2 поступают на усилитель 3, усиливаются по амплитуде и проходят на вход передатчика 4. По каждому n_i-му импульсу через RC-цепь заряжается пластина 11. Амплитуда импульсов выбирается такой, чтобы обеспечить электрический пробой между пластинами 11 и 12.

В результате электрического пробоя на пластине 12 формируется акустический сигнал, который передается через трубопровод на приемники 6₁-6_N, которые принимают этот сигнал и преобразуют его в электрический и одновременно осуществляют контроль состояния своей ветви трубопровода. Электрические сигналы с выходов приемников 6₁-6_N поступают соответственно на входы дешифраторов 7₁-7_N. Электрический сигнал с входа дешифратора 7 поступает на первый вход триггера 23, в результате чего на выходе формируется сигнал высокого уровня, который поступает на элемент И 27.

Одновременно сигнал с входа дешифратора 7 через элемент 25 задержки и элемент И 27 поступает на второй, например, суммирующий вход счетчика 30. Время задержки элемента 25 выбирается равным времени срабатывания триггера 23. Сигнал с выхода триггера 23 поступает на вход элемента 24, где задерживается на время τ N/f, где N число импульсов, равное общему количеству насосных агрегатов, f частота следования импульсов, формируемых генератором 16. Задержанный сигнал с выхода элемента 24 перебрасывает триггер 23 в начальное состояние, в результате чего на втором входе элемента И 27 формируется сигнал низкого уровня, который запрещает прохождение сигналов через элемент И 27. Одновременно задержанный сигнал с выхода элемента 24 поступает на первый вход триггера 26. В результате на втором входе элемента И 28 формируется сигнал высокого уровня, который разрешает прохождение через элемент И 28 сигнала, сформированного на (N + 1)-м входе элемента ИЛИ 22. Этот сигнал с выхода элемента И 28 поступает на первый вход элемента И 32, а также через элемент 29 обнуляет счетчик 30 и перебрасывает триггер 26 в начальное состояние. В результате операций протекающих в дешифраторе 7, на выходе дешифратора 31, номер которого соответствует номеру включаемого насосного агрегата (в рассматриваемом случае первому насосному агрегату), формируется сигнал высокого уровня, который разрешает прохождение сигнала с первого входа элемента И 32 на вход дешифратора 7. Таким образом, в рассматриваемом случае электрический сигнал с выхода дешифратора 7₁ поступает на объект 8₁ и запускает первый насосный агрегат.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ТЕЛЕИНФОРМАЦИИ ПО ТРУБОПРОВОДУ, содержащее на передающей стороне формирователь команд, выходы которого соединены с входами шифратора, усилитель и передатчик, на приемной стороне приемники, выходы которого через дешифраторы соединены с исполнительными элементами, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, на передающей стороне выходы шифратора через усилитель, выполненный импульсным, подключены к входу передатчика, выполненного в виде одной пластины, жестко установленной на трубопроводе, другая пластина через RC-цепь является входом передатчика, шифратор содержит счетчик, выходы которого подключены к дешифратору, первые входы счетчика и формирователей кода объединены и подключены к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора, второй - с выходом триггера, первый вход которого, второй вход счетчика, (N + 1)-й вход первого элемента ИЛИ объединены и подключены к N-выходу дешифратора, второй вход триггера соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого являются соответствующими входами шифратора, и вторыми входами формирователей кодов, третьи входы которых подключены к выходам дешифратора, выходы через третий элемент ИЛИ являются выходами шифратора, на приемной стороне каждый дешифратор выполнен на элементах задержки, счетчике, триггерах, элементе дешифрации и элементах И, первый вход первого из которых объединен с первым входом первого триггера, через первый элемент задержки соединен с первым входом второго элемента И и является входом дешифратора, второй вход второго элемента И соединен с выходом первого триггера и через второй элемент задержки - с первым входом второго триггера, выход которого соединены с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И и через третий элемент задержки - с вторым входом второго триггера и первым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, выходы счетчика соединены соответственно с входами элемента дешифрации, n_i-выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого является выходом дешифратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6