Способ контроля уровня напряженности магнитного поля электроустановок переменного тока и устройство для его осуществления
Владельцы патента RU 2436111:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)
Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин, а именно к устройствам и способам измерения напряженности магнитных полей. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют напряженность магнитного поля электроустановок, при этом измерения его производят непрерывно, результаты измерений автоматически сравниваются с максимальным предельно допустимым уровнем напряженности магнитного поля, при превышении которого срабатывает сигнальное устройство, которое автоматически выключается при снижении напряженности магнитного поля ниже максимального предельно допустимого уровня. Устройство включает антенный датчик с двумя выходами, усилитель, звено частотной коррекции, пороговый элемент и сигнальное устройство, причем для измерения напряженности магнитного поля используют антенный датчик, подключенный двумя выходами к входам усилителя, а выход которого подключен к входу звена частотной коррекции, выходом соединенный с входом амплитудного детектора, выход которого подключен к входу порогового элемента, содержащего электронное реле, а выходы порогового элемента присоединены при помощи логического элемента ИЛИ к входу сигнального устройства. Технический результат - непрерывный контроль напряженности магнитного поля электроустановок переменного тока, упрощение конструкции устройства. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин, а именно к устройствам и способам измерения напряженности магнитных полей.
Известен способ определения параметров магнитного поля (Измеритель параметров электрического и магнитных полей ВЕ-МЕТР-АТ-002. Руководство по эксплуатации. МГФК 411173.004РЭ. М.: ООО «НТМ-защита», 2001. - С.3-5), включающий преобразование колебаний магнитных полей в колебания электрического напряжения, усиление этих колебаний с последующим их детектированием, аналого-цифровое преобразование этого сигнала и его анализ.
Недостатком известного способа является единоразовые, кратковременные измерения напряженности магнитного поля, не сигнализирующие о превышении напряженности последнего.
Известно устройство определения параметров электромагнитного поля электроустановок (Измеритель параметров электрического и магнитного полей ВЕ-МЕТР-АТ-002. Руководство по эксплуатации. МГФК 411173.004РЭ. М.: ООО «НТМ-защита», 2001. - С.4-9), включающий датчик-измеритель параметров магнитного поля, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, процессор, индикатор.
Недостатком данного устройства является сложность его конструкции.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ (RU 2310875, МКП G01R 29/08, С.О.Белинский, К.Б.Кузнецов. Способ определения параметров магнитного поля электроустановок и устройство для его осуществления. - Опубл. 20.11.2007, Бюл. №32), включающий способ, содержащий измерение силы электрического тока, создаваемого электроустановкой, по которой определяют напряженность магнитного поля.
Недостатком способа является то, что напряженность магнитного поля определяется через определение электрического тока, создаваемого электроустановкой, что увеличивает объем работы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство (RU 2310875, МКП G01R 29/08, С.О.Белинский, К.Б.Кузнецов. Способ определения параметров магнитного поля электроустановок и устройство для его осуществления. - Опубл. 20.11.2007, Бюл. №32), включающее в качестве датчика измерения магнитного поля вторичную обмотку измерительного трансформатора тока электроустановки, два реле тока, реле напряжения, сигнальное устройство с красной, желтой и зеленой лампами.
Недостатком данного устройства является то, что оно может работать только с электроустановками, имеющими измерительные трансформаторы.
Цель изобретения - непрерывный контроль напряженности магнитного поля электроустановок переменного тока, упрощение конструкции устройства, расширение области его применения.
Указанная цель достигается тем, что используют антенный датчик со спиралевидной рамкой, в которой создается переменный ток от переменного магнитного поля, создаваемого непосредственно электроустановкой.
Сущность изобретения по п.1 заключается в том, что измеряют напряженность магнитного поля электроустановок, при этом измерение его производят непрерывно, результаты измерений автоматически сравниваются с максимальным предельно допустимым уровнем напряженности магнитного поля, при превышении которого срабатывает сигнальное устройство, которое автоматически выключается при значениях напряженности магнитного поля ниже максимального предельно допустимого уровня, а сущность изобретения по п.2 заключается в том, что устройство содержит антенный датчик с двумя выходами, усилитель, звено частотной коррекции, пороговый элемент и сигнальное устройство, при этом антенный датчик содержит спиралевидную рамку и подключен выходами к входам усилителя, выход которого подключен к входу звена частотной коррекции, выходом соединенного с входом порогового элемента, содержащего электронное реле, а выходы порогового элемента присоединены при помощи логического элемента ИЛИ к входу сигнального устройства.
На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа контроля уровня напряженности магнитного поля электроустановок переменного тока, включающая электроустановку переменного тока 1, антенный датчик 2 со спиралевидной рамкой 3, усилитель 4, звено частотной коррекции 5, амплитудный детектор 6, пороговый элемент 7, сигнальное устройство 8 с красной 10 и зеленой 9 лампами, магнитные волны 12, объект воздействия их 11.
Предлагаемые способ и устройство работают следующим образом.
В настоящее время на практике измеряют напряженность магнитного поля единоразово, с определением его конкретной величины. Измерения осуществляют с определенной периодичностью (один раз в три года), согласно требованиям контроля параметров магнитного поля, создаваемого электроустановкой на рабочих местах. Однако напряженность магнитного поля может резко меняться во времени из-за изменения токовой нагрузки и превышать максимальные предельно допустимые уровни и оказывать вредное воздействие на персонал электроустановки.
Так как не все уровни напряженности магнитного поля, возникающего вблизи электроустановки, оказывают вредное воздействие на организм человека, то из непрерывных значений напряженности магнитного поля выбирают максимальный предельно допустимый уровень (СанПиН 2.2.4.1191-03. Электромагнитные поля в производственных условиях [Текст]. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003 - 38 с.). Переменное магнитное поле 10 электроустановки переменного тока 1 воздействует на спиралевидную рамку 3 антенного датчика 2, подключенного к блоку питания (на схеме не представлен), создает в нем переменный ток, пропорциональный величине напряженности воздействующего магнитного поля 12. Полученный сигнал переменного тока поступает на вход усилителя 4, имеющего входное полное сопротивление, близкое к нулю. На выходе усилителя 4 формируется сигнал переменного напряжения, кратный величине входящего переменного тока. Переменное напряжение с выхода усилителя 4 поступает на звено частотной коррекции 5, учитывающий особенности частотных свойств антенного датчика 2 и усилителя 4. После звена частотной коррекции 5 сигнал переменного напряжения подается на вход амплитудного детектора 6, который преобразует входное переменное напряжение в постоянное с величиной, равной амплитуде входного переменного напряжения. Полученный сигнал переменного напряжения, пропорциональный напряженности магнитного поля, поступает на вход порогового элемента 7 с заданной величиной, соответствующей напряженности магнитного поля в 100 мкТл, при этом если величина сигнала переменного напряжения будет ниже соответствующего ему максимального предельно допустимого уровня напряженности магнитного поля в 100 мкТл, то на сигнальном устройстве 8 горит зеленая лампа 9, при превышении максимального предельно допустимого уровня напряженности магнитного поля сигнал с порогового элемента 7 поступает на красную лампу 10 сигнального устройства 8.
Таким образом, применение предлагаемого способа контроля напряженности магнитного поля и устройство для его осуществления позволяет напрямую измерять напряженность магнитного поля, что упрощает способ измерения и конструкцию устройства и расширяет область применения их, независимо от вида электроустановок, обеспечивает непрерывный контроль за напряженностью магнитного поля и позволяет своевременно предупреждать персонал о превышении максимального предельно допустимого уровня напряженности с помощью сигнального устройства.
1. Способ контроля уровня напряженности магнитного поля электроустановок переменного тока, включающий измерения параметров магнитного поля, фиксирование результатов измерений, отличающийся тем, что измеряют напряженность магнитного поля электроустановок, при этом измерения его производят непрерывно, результаты измерений автоматически сравниваются с максимальным предельно допустимым уровнем напряженности магнитного поля, при превышении которого срабатывает сигнальное устройство, которое автоматически выключается при снижении напряженности магнитного поля ниже максимального предельно допустимого уровня.
2. Устройство для осуществления способа по п.1, включающее датчик-измеритель параметров магнитного поля, сигнальное устройство с лампами красного, желтого и зеленого цвета, индикатор, отличающийся тем, что устройство включает антенный датчик с двумя выходами, усилитель, звено частотной коррекции, амплитудный детектор, пороговый элемент и сигнальное устройство, причем для измерения напряженности магнитного поля используют антенный датчик, подключенный двумя выходами к входам усилителя, а выход которого подключен к входу звена частотной коррекции, выходом соединенный с входом амплитудного детектора, выход которого подключен к входу порогового элемента, содержащего электронное реле, а выходы порогового элемента присоединены при помощи логического элемента ИЛИ к входу сигнального устройства.
