Устройство для измерения скорости движения воздуха
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для автоматического дистанционного контроля скорости движения и расхода воздуха в горных выработках шахт, в том числе опасных по газу и пыли. Целью изобретения является повышение достоверности измерения скорости движения потоку воздуха. При движении потока воздуха на выходах формирователя 2 и усилителя-формирователя 4 появляются прямоугольные импульсы, частота которых пропорциональна скорости потока, а скважность зависит только от направления его движения. Скорость потока фиксируется с помощью регистратора 5, на вход которого через преобразователь частота - напряжение 6 поступают импульсы с усилителя-формирователя 4. В случае неисправности тахометрического датчика 1 или помех в линии связи 3 скважность сигнала скорости меняется, что фиксируется цифровым блоком контроля 8 и индикатором неисправности 9. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л о ч4 О СО Ю кэ
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4757738/10 (22) 09.11,89 (46) 23.09,91. Бюл. М 35 (71) Днепропетровский горнь|й институт им. Артема и Днепропетровский завод шахтной автоматики (72) В. А. Бойко, В. Е, Фрундин, Г. А, Мирошник, В. В, Исаев, И. И. Кочиш. В, А, Тараненко, В. Д, Васюченко и Л. Г. Овсейко (53) 531.767(088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для автоматического дистанционного контроля скорости движения и расхода воздуха в горных выработках шахт, в том числе опасных „„ 0„„1679392 А1 по газу и пыли. Целью изобретения является повышение достоверности измерения скорости движения потоку воздуха. При движении потока воздуха на выходах формирователя 2 и усилителя-формирователя 4 появляются прямоугольные импульсы, частота которых пропорциональна скорости потока, а скважность зависит только от направления его движения. -Скорость потока фиксируется с помощью регистратора 5, на вход которого через преобразователь частота — напряжение 6 поступают импульсы с усилителя-формирователя 4. В случае неисправности тахометрического датчика 1 или помех в линии связи 3 скважность сигнала скорости меняется, что фиксируется цифровым блоком контроля 8 и индикатором неисправности 9, 1 з.п. ф-лы; 1 ил, 1679392 ного счетчика 14. Выход триггера 15 подключен к индикатору 9 неисправности. Устройство работает следующим обра-зом. 55 При вращении крыльчатки тахометрического датчика 1 на выходах формирователя 2 и усилителя-формирователя 4 присутствуют прямоугольные импульсы, частота которых пропорциональна скорости Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для автоматического дистанционного контроля скорости движения и расхода воздуха в горных выработках шахт, в том числе опасных по газу и пыли. Целью изобретения является повышение достоверности измерения скорости движения воздуха за счет контроля стабильности скважности частотного сигнала, пропорционального скорости движения воздуха, На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство содержит подключенные последовательно тахометрический датчик 1 скоростного сигнала, формирователь 2 сигнала датчика, линию 3 связи, усилительформирователь 4, преобразователь 5 частота — напряжение, регистратор 6, а также подключенный к выходу усилителя-формирователя 4 определитель 7 направления движения, блок 8 контроля и индикатор 9 неисправности. К выходу преобразователя 5 частота — напряжение подключен высокочастотный преобразователь 10 напряжение — частота. Выход преобразователя 10 подключен к входу делителя 11 частоты, а также к первому входу первого элемента 2 — ЗИИЛИ 12 и четвертому входу второго элемента 2 — ЗИ вЂ” ИЛИ 13. Делитель 11 частоты подключен к четвертому входу элемента 12 и первому входу элемента 13. Вторые и пятые входы элементов 12 и 13 подключены к выходу усилителя-формирователя 4, а их третьи и шестые входы — к выходу определителя 7 направления движения. Суммирующий вход реверсивного счетчика 14 подключен к выходу первого элемента 12, а вычитающий — к выходу второго элемента 13. К выходу усилителя-формирователя 4 подключены С-вход триггера 15 и последовательно соединенные элемент 16 задержки и одновибратор 17, выход которого соединен с R-входом реверсивного счетчика 14. Выходы старших разрядов счетчика 14 подключены к элементам ИЛИ 18 и И вЂ” НЕ 19, выходы которых через элемент 2-2И— ИЛИ 20 подключены к 0-входу триггера 15. Второй и третий входы элемента 20 подключены к выходу старшего разряда реверсив5 50 воздуха, а скважность зависит от направления вращения крыльчатки,.При нормальной работе измерителя и неизменном направлении воздушного потока отношение длительности импульса Ти к длительности паузы Тп сохраняется постоянной для любой частоты вращения крыльчатки и отличной от единицы ТиЛп С Тппр При обратном направлении вращения крыльчатки отношение длительности паузы к длительности импульса остается равным той же величине Тпобр = C Тиобр (2) 4 =fvТи — — Тп (3) fv Таким образом, скважность импульсов может принимать только два значения, отличных от 2, что используется в качестве признака для определения направления движения воздушного потока в блоке 7. На выходе высокочастотного преобразователя 10 напряжение — частота формируется частотный сигнал, пропорциональный скорости вращения крыльчатки, но существенно большей частоты, чем частота сигнала тахометрического датчика, При появлении импульса на выходе усилителя-формирователя 4 через элемент 16 задержки.и одновибратор 17 формируется импульс сброса реверсивного счетчика 14. Частотный сиг- нал с выхода преобразователя 10 поступает на первый вход элемента 2 — ЗИ вЂ” ИЛИ 12, на .его второй вход при одном из направлений потока воздуха подан импульсный сигнал "1" с выхода формирователя 4, а на третий — сигнал "1" с выхода определителя 7 направления движения. Таким образом, в течение времени Т, на суммирующий вход реверсивного счетчика поступает частотный сигнал с выхода преоб-. разователя 10. По окончании импульса на выходе формирователя 4 в течение времени Тп частотный сигнал с выхода делителя 11 проходит через первую группу из объединенных по И входов элемента 2-ЗИ-ИЛИ 13 на вычитающий вход реверсивного счетчика 14. Таким образом, в конце периода следования импульсов,с выхода усилителя-формирователя 4 в реверсивном счетчике 14 ,окажется зафиксированным число 1679392 10 20 40 55 где fy — частота сигнала на выходе преобразователя 7; Т, Т вЂ” длительность импульса и паузы сигнала на выходе усилителя-формирователя 4; К вЂ” коэффициент деления делителя 11. В случае, если коэффициент деления делителя 11 выбран равным К = Тя/Т, число в реверсивном счетчике окажется равным нулю, Однако из-за нестабильности скорости воздуха возможно ускорение или замедление вращения крыльчатки, при этом соотношение Т /Т может меняться в небольших пределах, Тем самым, к концу цикла работы в реверсивном счетчике 14 может оставаться либо небольшое отрицательное, либо небольшое положительное число, Поэтому число в реверсивном счетчике контролируется по состоянию выходов его старших разрядов, а нескольких младших остаются неподключенными, Если число в реверсивном счетчике 14 положительно и невелико, на контролируемых выходах присутствуют сигналы "0". Нулевой сигнал с выхода элемента ИЛИ 18 при этом проходит на О-вход триггера 15 через элемент 2 — 2И вЂ” ИЛИ 20. Аналогично, если в счетчике присутствует небольшое отрицательное число, нулевой сигнал с выхода элемента И вЂ” НЕ 19 проходит на О-вход триггера 15. Тактирование триггера 15 производится по фронту импульсов с выхода усилителяформирователя 4 в момент окончания цикла работы реверсивного счетчика 14. Если при этом на О-входе триггера 15 присутствует сигнал "0", что соответствует нормальной скважности импульсов от тахометрического преобразователя, на его выходе также существует сигнал "0" и индикатор 9 неисправности не срабатывает. Если же к моменту окончания цикла работы в реверсивном счетчике 14 оказывается зафиксированным число, большее. допустимого, - запоминающее.его старшие разряды, сигнал "1" поступает на О-вход триггера 15 и вызывает срабатывание индикатора 9 неисправности. При обратном движении потока воздуха работа устройства аналогична описанной. 5 При различных повреждениях в электронной схеме измерителя возможно либо отсутствие частотного выходного сигнала, что может быть определено по регистратору 6, либо появление в линии связи помехи промышленной частоты. В случае повреждения крыльчатки тахометрического преобразователя (например, отрыв лопасти) скважность импульсов становится непостоянной, что также фиксируется в устройстве. Формула изобретения 1. Устройство для измерения скорости движения воздуха, содержащее последовательно соединенные тахометрический датчик скоростного сигнала, формирователь сигнала датчика, линию связи, усилительформирователь, преобразователь частота— напряжение, регистратор, а также подключенный к усилителю-формирователю определитель направления движения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений, дополнительно содержит последовательно соединенные блок контроля и индикатор неисправности, причем первый вход блока контроля подключен к выходу преобразователя частотанапряжение, а второй и третий входы блока контроля соединены соответственно с входом и выходом определителя направления движения. 2, Устройство по и. 1, отл и ча ю щее с я тем, что блок контроля содержит высокочастотный преобразователь напряжениечастота, вход которого является первым входом блока контроля, делитель частоты, первый и второй элементы 2 — ЗИ вЂ” ИЛИ, реверсивный счетчик, триггер, элемент задержки, одновибратор, многовходовой элемент И вЂ” НЕ, многовходовой элемент ИЛИ, элемент 2 — 2И вЂ” ИЛИ, вход делителя частоты соединен с выходом высокочастотного преобразователя напряжение-частота и с первым и четвертым входами соответственно первого и второго элементов 2 — ЗИ вЂ” ИЛИ, вторые и пятые входы которых соединены с входом элемента задержки, первым входом триггера и вторым входом блока контроля, третий и шестой входы элементов 2 — ЗИИЛИ соединены с третьим входом блока контроля, выход делителя частоты подсоединен к четвертому и первому входам соответственно первого и второго элементов 2 — ЗИ вЂ” ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, вход сброса которого через одновибратор связан с выходом элемента задержки, выход старшего разряда реверсивного счетчика соединен с вторым и третьим входами элемента 2 — 2И вЂ” ИЛИ, первый и четвертый входы которого соответственно через схемы ИЛИ и ИНЕ связаны с другими выходами старших разрядов реверсивного счетчика, выход элемента 2 — 2И вЂ” ИЛИ соединен с вторым входом триггера, выход которого является выходом блока контроля.
