Способ дистанционного контроля устройства дренажной защиты подземной коммуникации

Авторы патента:

G01R17/00 - Измерительные приборы, в которых осуществляется сравнение с эталонной величиной, например мостового типа

Владельцы патента RU 2621641:

ОО Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы (RU)

Предлагаемый способ относится к системам автоматизации контроля электрохимической защиты стальных подземных коммуникаций, в том числе магистральных трубопроводов транспортировки нефти и газа, и может использоваться при оснащении контролируемых пунктов (КП) устройствами телемеханики в системах дистанционного контроля электрохимической защиты. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит подземную коммуникацию 1, дренажную установку 2, модемы 3.1 и 3.2, систему 4 сбора данных, источник 5 питания с преобразователем блуждающих токов и накопителем энергии, источник 6 блуждающих токов, заземленный электрод 7, приемопередающие антенны 8.1 и 8.2. Каждый модем 3.1 (3.2) содержит приемопередающую антенну 8.1 (8.2), задающий генератор 9.1 (9.2), источник 10.1 (10.2) дискретных сообщений, фазовый манипулятор 11.1 (11.2), первый гетеродин 12.1 (12.2), первый смеситель 13.1 (13.2), усилитель 14.1 (14.2) первой промежуточной частоты, первый усилитель 15.1 (15.2) мощности, дуплексер 16.1 (16.2), второй усилитель 17.1 (17.2) мощности, второй гетеродин 18.1 (18.2), второй смеситель 19.1 (19.2), усилитель 20.1 (20.2) второй промежуточной частоты, перемножитель 21.1 (21.2), полосовой фильтр 22.1 (22.2) и фазовый детектор 23.1 (23.2). Техническим результатом заявленного решения является повышение надежности дистанционного контроля устройства дренажной защиты подземной коммуникации путем применения дуплексной радиосвязи между контрольным и диспетчерским пунктами с использованием двух частот и сложных сигналов с фазовой манипуляцией. 4 ил.

Долговечность подземных коммуникаций, к которым, в частности, относятся стальные трубопроводы и другие металлические сооружения, в значительной степени зависит от надежной защиты от блуждающих токов, возникающих вблизи источников постоянного тока (электрифицированные железные дороги, трамвайные пути и др.). Напряжения, наводимые блуждающими токами, могут достигать сотен вольт и вызывать интенсивную коррозию. В связи с этим подземные коммуникации оснащаются дренажными установками, которые сбрасывают наводимую энергию на землю. Контроль за функционированием дренажных установок осуществляется периодическим наблюдением или дистанционно с помощью устройств телемеханики, которые питаются от промышленной сети.

Известны способы дистанционного контроля системы дренажной защиты подземных коммуникаций (Авт. свид. СССР №№1.303.955, 1.330.597, 1.565.071; патенты на полезную модель №№41.876, 92.661, 111.665; патенты РФ №№2.023.053, 2.095.473, 2.209.439, 2.229.704, 2.287.832, 2.308.702, 2.426.996, 2.473.098; патенты США №№4.196.055, 4.493.239, 5.321.318; патенты Германии №№3.135.639, 3.438.013; патент Франции №2.332.481; Стрижевский Н.В и др. Защита металлических сооружений от подземной коррозии. - М.: Недра, 1981, с. 217 и другие).

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является «Способ дистанционного контроля устройства дренажной защиты подземной коммуникации» (патент РФ №2.426.996, G01R 17/00, 2009), который и выбран в качестве прототипа.

Указанный способ включает сбор данных от дренажной установки и передачу их с контрольного пункта на диспетчерский пункт по каналам беспроводной связи. Питание приемопередающего оборудования и системы сбора данных осуществляется источником питания, состоящим из преобразователя блуждающих токов и накопителя энергии, подключенным одним из входов к источнику блуждающих токов, а другим - к заземленному электроду, в качестве которого может быть использован заземленный корпус дренажной установки. Емкость накопителя энергии источника питания рассчитывают на основании мониторинга уровня блуждающих токов и напряжений.

Надежность защиты подземных коммуникаций во многом определяется качеством радиосвязи между контрольным и диспетчерским пунктами. При этом указанная радиосвязь работает в симплексном режиме, что не всегда удовлетворяет практическим требованиям.

Технической задачей изобретения является повышение надежности дистанционного контроля устройства дренажной защиты подземной коммуникации путем применения дуплексной радиосвязи между контрольным диспетчерским пунктами с использованием двух частот и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.

Поставленная задача решается тем, что способ дистанционного контроля устройства дренажной защиты подземной коммуникации, включающий в соответствии с ближайшим аналогом сбор данных от дренажной установки и передачу их с контрольного пункта на диспетчерский пункт по каналам беспроводной связи, при этом питание приемопередающего оборудования и системы сбора данных осуществляют источником питания, подключенным одним из входов к источнику блуждающих токов, а второй вход источника питания соединяют с заземленным электродом, в качестве которого может быть использован заземленный корпус дренажной установки, предварительно на контрольном пункте проводят мониторинг уровня блуждающих токов и напряжений, на основании которого определяют их периодичность и интенсивность, после чего рассчитывают емкость накопителя энергии источника питания, отличается от ближайшего аналога тем, что между контрольным и диспетчерским пунктами устанавливают дуплексную радиосвязь, для чего на контрольном пункте формируют высокочастотное колебание на несущей частоте ω_с, манипулируют его по фазе в соответствии с модулирующим кодом M₁(t), содержащим информацию о состоянии дренажного устройства, сформированный сложный сигнал с фазовой манипуляцией преобразуют по частоте с использованием частоты ω_г1 первого гетеродина, выделяют напряжение первой промежуточной частоты ω_пр1, равной сумме частот ω_пр1=ω_с+ω_г1=ω₁, усиливают его по мощности, излучают в эфир на частоте ω₁, принимают на диспетчерском пункте, усиливают по мощности, преобразуют по частоте с использованием частоты ω_г1 второго гетеродина, выделяют напряжение второй промежуточной частоты ω_пр2,=ω_пр1-ω_г1, перемножают его с напряжением первого гетеродина, выделяют сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ω_г1 второго гетеродина, осуществляют его синхронное детектирование с использованием в качестве опорного напряжения напряжение второго гетеродина и выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему коду M₁(t), на диспетчерском пункте формируют высокочастотное колебание на несущей частоте ω_с, манипулируют его по фазе в соответствии с модулирующим кодом M₂(t), содержащим информацию о командах управления, сформированный сложный сигнал с фазовой манипуляцией преобразуют по частоте с использованием частоты ω_г2 первого гетеродина, выделяют напряжение третьей промежуточной частоты ω_пр3, равной разности частот ω_пр3=ω_г2-ω_с=ω₂, усиливают его по мощности, излучают в эфир на частоте ω₂, принимают на контрольном пункте, усиливают по мощности, преобразуют по частоте с использованием частоты ω_г2 второго гетеродина, выделяют напряжение второй промежуточной частоты ω_пр2, равной разности частот ω_пр2=ω_г2-ω₂, перемножают его с напряжением первого гетеродина, выделяют сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ω_г2 второго гетеродина, осуществляют его синхронное детектирование с использованием в качестве опорного напряжения напряжение второго гетеродина, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему коду M₂(t), причем частоты ω_г2 и ω_г2 гетеродинов разносят на значение второй промежуточной частоты ω_г2-ω_г1=ω_пр2, сложные сигналы с фазовой манипуляцией на контрольном пункте излучают на частоте ω₁, а принимают на частоте ω₂, а на диспетчерском пункте, наоборот, излучают на частоте ω₂, а принимают на частоте ω₁.

Структурная схема контрольного пункта представлена на фиг. 1. Структурная схема модема 3.1, размещенного на контрольном пункте, изображена на фиг. 2. Структурная схема модема 3.2, размещенного на диспетчерском пункте, изображена на фиг. 3. Частотная диаграмма, иллюстрирующая процесс преобразование сигналов, показана на фиг. 4.

На фиг. 2 введены следующие обозначения: 1 - подземная коммуникация; 2 - дренажная установка; 3.1 - модем, 4 - система сбора данных; 5 - источник питания с преобразователем блуждающих токов и накопителя энергии; 6 - источник блуждающих токов; 7 - заземленный электрод; 8.1 - приемопередающая антенна.

Каждый модем 3.1 (3.2) содержит последовательно включенные задающий генератор 9.1 (9.2), фазовый манипулятор 11.1 (11.2), второй вход которого соединен с выходом источника 10.1 (10.2) дискретных сообщений, первый смеситель 13.1 (13.2), второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 12.1 (12.2), усилитель 14.1 (14.2) первой промежуточной частоты, первый усилитель 15.1 (15.2) мощности, дуплексер 16.1 (16.2), вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 8.1 (8.2), второй усилитель 17.1 (17.2) мощности, второй смеситель 19.1 (19.2), второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 18.1 (18.2), усилитель 20.1 (20.2) второй промежуточной частоты, перемножитель 21.1 (21.2), второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 12.1 (12.2), полосовой фильтр 22.1 (22.2) и фазовый детектор 23.1 (23.2), второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 18.1 (18.2), а выход является выходом модема 3.1 (3.2).

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

На контрольном пункте осуществляют сбор данных от дренажной установки 2 и передачу их на диспетчерский пункт по радиоканалу, причем питание системы 4 сбора информации и приемопередающего оборудования 3 осуществляется от преобразователя, подключенного к электродам 7, отстоящему на определенном расстоянии, в качестве которых, как пример, одним может служить рельс железной дороги или трамвайного пути, а другим - заземленный корпус дренажной установки 2.

Предварительно на контрольном пункте проводят мониторинг уровня блуждающих оков и напряжений, на основании которого определяют их периодичность и интенсивность, после чего рассчитывают необходимую емкость накопителя энергии источника питания 5.

Подключение преобразователя источника питания к разнесенным заземленным электродам обеспечивает накопление энергии от блуждающих токов для питания устройства телемеханики без непосредственного контакта с подземной коммуникацией. Это позволяет удовлетворить требование ГОСТ Ρ 51163-98 при защите подземного сооружения от блуждающих оков.

Предварительный мониторинг уровня блуждающих токов и напряжений на контрольном пункте обеспечивает получение исходных данных по их периодичности и интенсивности.

Установка накопителя энергии емкостью в соответствии с расчетной обеспечивает долговременное функционирование устройства телемеханики на контролируемом пункте и передачу данных с заданной периодичностью вне зависимости от регулярности прохождения поездов.

Используемый способ подключения преобразователя источника питания от токов наведения позволяет избежать его выход из строя в аварийных ситуациях, которые имеют место быть при эксплуатации электрифицированной ЖД (короткое замыкание контактного провода на рельс, неисправность двигателя локомотива).

Задающий генератор 9.1 формирует гармоническое колебание:

u_c1(t)=U_c1⋅cos(ω_ct+ϕ_c1), 0≤t≤Т_c1,

где U_c1, ω_с, ϕ_c1, T_c1 - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность колебания;

которое поступает на первый вход фазового манипулятора 11.1, на второй вход которого подается модулирующий код M₁(t) с выхода источника 10.1 дискретных сообщений, отражающий состояние дренажного устройства 2. На выходе фазового манипулятора 11.1 образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн):

u₁(t)=U_c1⋅cos[ω_ct+ϕ_k1(t)+ϕ_c1], 0≤t≤Т_c1,

где ϕ_k1(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M₁(t), причем ϕ_k1(t)=const при kτ_э<t<(K+1)τ_э и может измениться скачком при t=kτ_э, т.е. на границах между элементарными посылками (К=1, 2, …, N₁-1):

τ_э, N₁ - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью T_c1(T_c1=N₁⋅τ_э),

который поступает на первый вход первого смесителя 13.1, на второй вход которого подается напряжение первого гетеродина 12.1:

u_г1(t)=U_г1⋅cos(ω_г1t+ϕ_г1).

На выходе первого смесителя 13.1 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 14.1 выделяется напряжение первой промежуточной (суммарной) частоты:

u_пр1(t)=U_пр1⋅cos[ω_пр1t+ϕ_k1(t)+ϕ_пр1], 0≤t≤Т_с1,

где

ω_пр1=ω_c+ω_г1 - первая промежуточная (суммарная) частота;

ϕ_пр1=ϕ_с1+ϕ_г1.

Это напряжение после усиления в усилителе 15.1 мощности через дуплексер 16.1 поступает в приемопередающую антенну 8.1, излучается ею в эфир на частоте ω₁=ω_пр1, улавливается приемопередающей антенной 8.2 диспетчерского пункта 3.2 и через дуплексер 16.2 и усилитель 17.2 мощности поступает на первый вход второго смесителя 19.2, на второй вход которого подается напряжение u_г1(t) гетеродина 18.2. На выходе смесителя 19.2 образуются напряжения комбинационных частот, усилителем 20.2 выделяется напряжение второй промежуточной (разностной) частоты:

u_пр2(t)=U_пр2⋅cos[ω_пр2t+ϕ_k1(t)+ϕ_пр2], 0≤t≤Т_с1,

где

ω_пр2=ω_пр1-ω_г1 - вторая промежуточная (разностная) частота;

ϕ_пр2=ϕ_пр1-ϕ_г1,

которое поступает на первый вход перемножителя 21.2.

На второй вход перемножителя 21.2 подается напряжение гетеродина 12.2:

u_г2(t)=U_г2⋅cos(ω_г2t+ϕ_г2),

на выходе которого образуется напряжение:

u₂(t)=U₂⋅cos[ω_г1t-ϕ_k1(t)+ϕ_г1], 0≤t≤Т_с1,

где

которое выделяется полосовым фильтром 22.2 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 23.2, на второй (опорный) вход которого подается напряжение u_г1(t) гетеродина 18.2. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 23.2 образуется низкочастотное напряжение:

u_нс(t)=U_нс⋅cos ϕ_k1(t), 0≤t≤Т_с1,

где

Это напряжение содержит сведения о состоянии дренажного устройства, об уровне блуждающих токов и напряжении и о несанкционированном доступе в бокс контрольного пункта.

На основе анализа полученной информации диспетчер определяет периодичность и интенсивность блуждающих токов и напряжений, рассчитывает необходимую емкость накопителя энергии источника питания 5.

Расчет необходимой емкости накопителя энергии производится на основе данных мониторинга с учетом пребывающего коэффициента, обеспечивающего работоспособность не только при регулярном движении электропоездов, но и в перерывах до 100 суток.

Расчет производится примерно следующим образом.

Энергия, потребляемая в час системой сбора данных и модемом, определяется усредненным током потребления, включающим постоянное потребление контроллера и периодическое модемом. Для конкретного оборудования постоянное потребление контроллера не превышает 0,1 мА, в режиме передачи данных по радиоканалу передатчик потребляет до 0,3 А при напряжении 12 В. Передача данных предусмотрена два раза в час по 10 секунд.

Таким образом, за час расходуется в целом 80 Дж. Баланс энергии показывает, что для данного участка накопление энергии за час обеспечивается функционированием контрольного пункта от 60 до 75 часов. Превышающий коэффициент учитывает падение емкости накопителя энергии по мере разряда и вышеупомянутые возможные паузы в движении электропоездов. Полагая коэффициент падения емкости равным 0,5 и продолжительность паузы 100 суток, или 2400 часов, оцениваем превышающий коэффициент как 2400/(0,5⋅75)=60 и определяем емкость накопителя энергии 0,167⋅60=10 А/ч, что является типичным для автономного оборудования передачи данных. С возобновлением движения электропоездов заряд накопителя энергии возобновится.

На основе анализа полученной информации диспетчер принимает решение, направленное на изменение режима мониторинга блуждающих токов и напряжений на контрольном пункте.

По команде диспетчера задающим генератором 9.2 формируется гармоническое колебание:

u_c2(t)=U_с2⋅cos(ω_ct+ϕ_с2), 0≤t≤Т_c1,

которое поступает на первый вход фазового манипулятора 11.2, на второй вход которого подается модулирующий код M₂(t) с выхода источника 10.2 дискретных сообщений. В качестве модулирующего кода M₂(t) могут быть сигналы запроса о работе различных блоков контрольного пункта команды на включение или выключение исполнительных блоков и контроллера контрольного пункта и т.д. На выходе фазового манипулятора 11.2 образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн):

u₃(t)=U_c2⋅cos[ω_ct-ϕ_k2(t)+ϕ_c2], 0≤t≤Т_с2,

который поступает на первый вход смесителя 13.2, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 12.2:

u_г2(t)=U_г2⋅cos(ω_г2t+ϕ_г2)

на выходе смесителя 13.2 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 14.2 выделяется напряжение третьей промежуточной частоты:

u_пр3(t)=U_пр3⋅cos[ω_пр3t+ϕ_k2(t)+ϕ_пр3], 0≤t≤Т_с2,

где

ω_пр3=ω_г2-ω_с - третья промежуточная (разностная) частота;

ϕ_пр3=ϕ_г2+ϕ_с2.

Это напряжение после усиления в усилителе 15.2 мощности через дуплексер 16.2 поступает в приемопередающую антенну 8.2, излучает его в эфир на частоте ω₂=ω_пр3, улавливается приемопередающей антенной 8.1 контрольного пункта 3.1 и через дуплексер 16.1 и усилитель 17.1 мощности поступает на первый вход смесителя 19.1, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 18.1:

u_г2(t)=U_г2⋅cos(ω_г2t+ϕ_г2).

На выходе смесителя 19.1 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 20.1 выделяется напряжение второй промежуточной (разностной) частоты:

u_пр4(t)=U_пр4⋅cos[ω_пр2t+ϕ_k2(t)+ϕ_пр4], 0≤t≤Т_с2,

где

ω_пр2=ω_г2-ω_пр3 - вторая промежуточная (разностная) частота;

ϕ_пр4=ϕ_г2-ϕ_пр3,

которое поступает на первый вход перемножителя 21.1, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 12.1:

u_г1(t)=U_г1⋅cos(ω_г1t+ϕ_г1).

На выходе перемножителя 21.1 образуется напряжение:

u₄(t)=U₄⋅cos[ω_г2t-ϕ_k2(t)+ϕ_г2], 0≤t≤Т_с2,

где

которое выделяется полосовым фильтром 22.1 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 23.1, на второй (опорный) вход которого подается напряжение гетеродина 18.1

u_г2(t)=U_г2⋅cos(ω_г2t+ϕ_г2).

В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 23.1 образуется низкочастотное напряжение

u_н2(t)=U_н2⋅cos ϕ_k2(t), 0≤t≤Т_с2,

где

пропорциональное модулирующему коду M₂(t). Это напряжение поступает на исполнительные блоки контрольного пункта.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение надежности дистанционного контроля устройства дренажной защиты подземной коммуникации. Это достигается за счет применения дуплексной радиосвязи между контрольным и диспетчерским пунктами с использованием двух частот и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.

Указанные сигналы обладают высокой помехоустойчивостью, энергетической и структурной скрытностью.

Энергетическая скрытность сложных ФМн сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн сигнал в точке приема может оказаться замаскированными шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.

Структурная скрытность сложных ФМн сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.

Сложные ФМн сигналы открывают новые возможности и в технике передачи дискретных сообщений. Указанные сигналы позволяют применить новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.

Способ дистанционного контроля устройства дренажной защиты подземной коммуникации, включающий сбор данных от дренажной установки и передачу их с контрольного пункта на диспетчерский пункт по каналам беспроводной связи, при этом питание приемопередающего оборудования и системы сбора данных осуществляют источником питания, подключенным одним из входов к источнику блуждающих токов, а второй вход источника питания соединяют с заземленным электродом, в качестве которого может быть использован заземленный корпус дренажной установки, предварительно на контрольном пункте проводят мониторинг уровня блуждающих токов и напряжений, на основании которого определяют их периодичность и интенсивность, после чего рассчитывают емкость накопителя энергии источника питания, отличающийся тем, что между контрольным и диспетчерским пунктами устанавливают дуплексную радиосвязь, для чего на контрольном пункте формируют высокочастотное колебание на несущей частоте ω_с, манипулируют его по фазе в соответствии с модулирующим кодом М₁(t), содержащим информацию о состоянии дренажного устройства, сформированный сложный сигнал с фазовой манипуляцией преобразуют по частоте с использованием частоты ω_r1 первого гетеродина, выделяют напряжение первой промежуточной частоты ω_пр1, равной сумме частот ω_пр1=ω_с+ω_г1=ω₁, усиливают его по мощности, излучают в эфир на частоте ω₁, принимают на диспетчерском пункте, усиливают по мощности, преобразуют по частоте с использованием частоты ω_г1 второго гетеродина, выделяют напряжение второй промежуточной частоты ω_пр2, равной разности частот ω_пр2=ω_пр1-ω_г1, перемножают его с напряжением первого гетеродина, выделяют сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ω_г1 второго гетеродина, осуществляют его синхронное детектирование с использованием в качестве опорного напряжения напряжение второго гетеродина и выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему коду M₁(t), на диспетчерском пункте формируют высокочастотное колебание на несущей частоте ω_с, манипулируют его по фазе в соответствии с модулирующим кодом M₂(t), содержащим информацию о командах управления, сформированный сложный сигнал с фазовой манипуляцией преобразуют по частоте с использованием частоты ω_г2 первого гетеродина, выделяют напряжение третьей промежуточной частоты ω_пр3, равной разности частот ω_пр3=ω_г2-ω_с=ω₂, усиливают его по мощности, излучают в эфир на частоте ω₂, принимают на контрольном пункте, усиливают по мощности, преобразуют по частоте с использованием частоты ω_г2 второго гетеродина, выделяют напряжение второй промежуточной частоты ω_пр2, равной разности частот ω_пр2=ω_г2-ω₂, перемножают его с напряжением первого гетеродина, выделяют сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ω_г2 второго гетеродина, осуществляют его синхронное детектирование с использованием в качестве опорного напряжения напряжение второго гетеродина, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему коду M₂(t), причем частоты ω_г1 и ω_г2 гетеродинов разносят на значение второй промежуточной частоты ω_г2-ω_г1=ω_пр2, сложные сигналы с фазовой манипуляцией на контрольном пункте излучают на частоте ω₁, а принимают на частоте ω₂, а на диспетчерском пункте, наоборот, излучают на частоте ω₂, а принимают на частоте ω₁.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для имитации сигналов мостовых тензорезисторных датчиков при проведении метрологических исследований и калибровке быстродействующих измерительных систем в автоматическом режиме.

Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков // 2615167

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике, в частности к мостовым схемам измерения. Устройство измерения отношения напряжения мостовых датчиков содержит рабочий (измерительный) мост 1, измерительная диагональ которого через последовательно соединенные усилитель 2, селектируемый пиковый детектор 3, запоминающую емкость 4, двуквадрантный генератор управляемой частоты 5 связана с диагональю питания моста 1.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2602997

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике, в частности, оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения.

Способ определения параметров двухполюсника // 2583879

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2575794

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам измерения параметров двухполюсников. Измеритель содержит генератор, четырехплечую мостовую цепь и нуль-индикатор.

Измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников // 2575765

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к технике измерения параметров объектов в виде пассивных двухполюсников, имеющих многоэлементную схему замещения.

Способ измерения уровня диэлектрического вещества // 2567018

Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении уровня диэлектрической жидкости в системах контроля и диагностики технических объектов, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники компонентами топлива.

Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков // 2562000

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при обработке информации, получаемой при проведении многофакторных экспериментальных исследований.

Мостовой измеритель параметров n-элементных двухполюсников // 2542640

Изобретение относится к области метрологии. Измеритель содержит генератор импульсов, мостовую цепь, нуль-индикатор.

Способ измерения вектора гармонического сигнала // 2528274

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может использоваться при измерениях пассивных и активных комплексных электрических величин. Способ состоит в том, что амплитуду А и начальный фазовый сдвиг φ0 вектора гармонического сигнала S(t) с известным периодом Т, действующего совместно с сигналами субгармонических помех Pm(t)=Amsin(2πt/Tm+φ0m), где m = 1, M ¯ , значения периодов Tm которых тоже известны и кратны Т, определяют по соотношениям: A=[(p')2+(p”)2]1/2 и φ0=arctg(p'/p”), где p', p” - проекции вектора сигнала S(t) на два ортогональных вектора опорных сигналов, а значения их измеряют путем частотозависимой дискретизации суммарного сигнала σ ( t ) = S ( t ) + ∑ m = 1 M P m ( t ) суммирования его дискретных отсчетов, производимых с помощью мгновенных импульсов, действующих в моменты времени, образующие соответственно для р' и для р” множества { t i ' } и { t i " } = { t i ' + Δ T } , где ΔТ=(2k±1)T/4, a k=0,1,2,…, которые формируют согласно условию: t i ' = t 0 + T ( i − 1 ± n i ⋅ H ) или t i ' = t 0 − T ( i − 1 ± n i ⋅ H ) , где t0 - произвольный начальный момент отсчета времени, Н - наименьшее общее кратное множества чисел {rm}, i = 1, H ¯ , ni=0,1,2,…, а значения проекций р' и р” получают по соотношениям: p ' = K ∑ i = 1 H σ ( t i ' ) , p " = K ∑ i = 1 H σ ( t i " ) , где K=1/H.

Мостовой измеритель параметров двухполюсников // 2629653

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике, в частности оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит генератор питающих импульсов, который состоит из формирователей импульсов прямоугольной формы К0t0, импульсов линейно изменяющегося напряжения К1t1, импульсов кубичной формы К3t3 и импульсов с изменением напряжения в течение длительности импульса по закону пятой степени времени К5t5, где К0, К1, К3, К5 – постоянные коэффициенты, а t – текущее время. Устройство также включает коммутатор, усилитель мощности, блок синхронизации и нуль-индикатор, а также четырехплечую мостовую электрическую цепь, которая состоит из двух параллельно включенных ветвей. Первая из них включает в себя одиночный резистор первого плеча отношения и многоэлементный двухполюсник с уравновешивающими элементами из резистора, параллельно которому включена электрическая цепь из последовательно соединенных первого конденсатора и индуктивной катушки, параллельно последней подключен второй конденсатор, вторая ветвь мостовой цепи включает в себя последовательно соединенные две клеммы для подключения двухполюсника объекта измерения и одиночный резистор второго плеча отношения. Кроме того, введены дополнительный конденсатор и два интегратора согласно схеме устройства. Технический результат заключается в уменьшении погрешности измерения за счет исключения составляющих погрешности от паразитных емкостей относительно "земли" регулируемых уравновешивающих элементов и нестабильности этих паразитных емкостей. 1 ил.

Способ определения уровня диэлектрического вещества // 2642166

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в качестве датчиков физических процессов (температуры, давления, уровня жидких и сыпучих сред и др.) на промышленных объектах, транспортных средствах, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники. Техническим результатом является повышение надежности и достоверности определения уровня диэлектрического вещества за счет использования дублированного емкостного датчика уровня, исключения влияния паразитной электрической емкости длиной линии связи, защиты от сбойных процессов в устройствах вычислительной техники и отказов электронной компонентной базы в измерительном канале. В способе определения уровня диэлектрического вещества воздействуют синусоидальным напряжением на заданных частотах последовательно сначала на основной, затем на дублирующий емкостный датчик уровня и их эталоны, затем измеряют токи через дублирующий сухой датчик уровня и эталон на каждой из заданных частот, фиксируют результаты измерения, определяют и фиксируют значение электрической емкости дублирующего сухого емкостного датчика уровня, определяют и фиксируют значение приращения электрической емкости дублирующего емкостного датчика уровня при полном его погружении в диэлектрическое вещество. Периодически и последовательно измеряют и фиксируют ток через заполняемый диэлектрическим веществом дублирующий емкостный датчик уровня и эталон на каждой из заданных частот, периодически определяют и фиксируют текущее значения электрической емкости дублирующего емкостного датчика уровня, заполняемого диэлектрическим веществом, определяют уровень, выраженный в виде разности текущего значения электрической емкости заполняемого дублирующего емкостного датчика уровня и электрической емкости дублирующего сухого емкостного датчика уровня, отнесенной к значению приращения электрической емкости полностью погруженного в диэлектрическое вещество дублирующего емкостного датчика уровня. Далее в каждом n-канале определяют значения уровней диэлектрического вещества, измеренные основным и дублирующим емкостным датчиком уровня, причем приоритетным значением уровня принимают значение, определяемое через основной емкостный датчик уровня, при этом значения уровней, измеренные основным и дублирующим емкостным датчиком в каждом канале сравнивают между собой, при превышении полученным результатом сравнения допустимого значения проводят анализ возможных причин, в результате которых возникло превышение, после чего измеренные через основной емкостный датчик уровня значения токов, значение электрической емкости и значение уровня в каждом из n-каналов сравнивают с заданными соответственно диапазонами допустимых значений, в случае выхода измеренных в каком-либо из n-каналов значений токов, электрической емкости или уровня за соответствующие пределы диапазона допустимых значений, измеренные в этом же канале через дублирующий емкостный датчик уровня значения токов, электрической емкости и уровня сравнивают с заданными соответственно диапазонами допустимых значений, определение уровня диэлектрического вещества происходит с учетом значений уровней, измеренных в каждом n-канале. 2 ил.

Измерительный мост с повышенным быстродействием // 2645867

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в датчиковых системах для преобразования сигналов сенсоров (ускорения, давления, радиации и т.п.) в напряжение. Технический результат - повышение быстродействия. Измерительный мост с повышенным быстродействием содержит первый (1), второй (4), третий (6) и четвертый (8) измерительные резисторы, первый (9) и второй (10) паразитные конденсаторы, связанные соответственно с первым (3) и вторым (7) выводами измерительной диагонали. В схему введены первый (11) и второй (12) инвертирующие усилители напряжения, первый (13) и второй (14) корректирующие конденсаторы, причем вход первого (11) инвертирующего усилителя напряжения подключен ко второму (7) выводу измерительной диагонали, а первый (13) корректирующий конденсатор включен между выходом первого (11) инвертирующего усилителя напряжения и первым (3) выводом измерительной диагонали, вход второго (12) инвертирующего усилителя напряжения соединен с первым (3) выводом измерительной диагонали, а второй (14) корректирующий конденсатор включен между выходом второго (12) инвертирующего усилителя напряжения и вторым (7) выводом измерительной диагонали. 11 ил.

Способ измерения электрической емкости // 2647564

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения электрической емкости конденсаторов и конденсаторных датчиков различных технологических параметров (уровня, давления, перемещения и т.д.). Способ измерения электрической емкости основан на регистрации времени заряда t1 измеряемого конденсатора с момента подачи на него через резистор R постоянного напряжения Е до момента достижения на измеряемом конденсаторе СХ заранее принятого порогового значения напряжения U0. Заменив измеряемый конденсатор СХ образцовым конденсатором СО с известной емкостью, измеряют время заряда образцового конденсатора t2, не меняя при этом значения сопротивления резистора R, напряжения зарядного источника Е и заранее принятого порогового значения напряжения U0 на конденсаторе. Измеряемую емкость вычисляют по формуле: где СО - емкость образцового конденсатора; t1 - время заряда конденсатора с измеряемой емкостью СХ до заранее принятого порогового значения напряжения на его обкладках; t2 - время заряда конденсатора СО до заранее принятого порогового значения напряжения на его обкладках. Технический результат заключается в повышении точности измерения электрической емкости. 1 табл., 3 ил.