Обнаружение протечек с использованием измерительного кабеля, получающего питание и передающего данные по радио

Авторы патента:


Обнаружение протечек с использованием измерительного кабеля, получающего питание и передающего данные по радио
Обнаружение протечек с использованием измерительного кабеля, получающего питание и передающего данные по радио
Обнаружение протечек с использованием измерительного кабеля, получающего питание и передающего данные по радио
Обнаружение протечек с использованием измерительного кабеля, получающего питание и передающего данные по радио

 

G05B19/00 - Системы программного управления (специальное применение см. в соответствующих подклассах, например A47L 15/46; часы с присоединенными или встроенными приспособлениями, управляющими какими-либо устройствами в течение заданных интервалов времени G04C 23/00; маркировка или считывание носителей записи с цифровой информацией G06K; запоминающие устройства G11; реле времени или переключатели с программным управлением во времени и с автоматическим окончанием работы по завершению программы H01H 43/00)

Владельцы патента RU 2543942:

ПЕНТЭЙР ТЕРМАЛ МЕНЕДЖМЕНТ ЛЛК (US)

Группа изобретений относится к области обнаружения протечек. Технический результат заключается в создании средств обнаружения протечки с использованием четырехпроводных кабелей. Для этого предложен модуль обнаружения протечки, содержащий: множество проводов, содержащих одну или более коллекторных точек; конденсатор для снабжения модуля энергией в состоянии с отключенным питанием; множество ключей; процессор, выполненный с возможностью обнаружения начала состояния с отключенным питанием и инициирования и управления заданной последовательностью переключений для указанного множества ключей во время состояния с отключенным питанием; и группу регистров, выполненных с возможностью сохранения данных обнаружения протечки, собранных в одной или более коллекторных точках во время заданной последовательности переключений. 3 н. и 21 з.п.ф-лы, 4 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты настоящего изобретения относятся к обнаружению протечек посредством проводной схемы с использованием подключенного к сети модуля обнаружения протечек. Более конкретно, настоящее изобретение относится к сбору данных обнаружения протечек посредством модуля обнаружения протечки во время выполнения последовательности переключений в период, когда питание модуля отключено. Информация об обнаружении протечек может быть передана от модуля для обнаружения протечки в период, когда питание включено.

Уровень техники

Система обнаружения протечки может быть использована с целью обнаружения протечек жидкостей, таких как, например, вода, топливо или углеводороды. Такие системы для обнаружения протечек используются обычно в зданиях или на объектах инфраструктуры, где возможен риск катастрофических потерь в случае протечки жидкости, таких как музеи, центры сбора и обработки данных или топливохранилища. Системы обнаружения протечки обычно используют кабель для обнаружения протечек, содержащий одну или несколько проводных схем и множество модулей для обнаружения протечек. Обычно такой кабель для обнаружения протечек помещают в месте потенциальной протечки или рядом с таким местом, а систему конфигурируют для передачи сигнала обнаружения протечки в систему сигнализации в случае обнаружения протечки. Система для обнаружения протечек может иметь информацию о местонахождении протечки и моменте времени, когда эта протечка обнаружена. Система для обнаружения протечек должна, скорее всего, иметь кабель для обнаружения протечек, источник питания и устройства телеметрии для передачи сигнала индикации об обнаружении протечки в систему сигнализации.

Системы для обнаружения протечек часто используют малогабаритные сетевые инструменты, такие как модули интерфейсов датчиков (SIM), применяемые для измерения основных параметров в четырехпроводной схеме для обнаружения протечек. Такие модули SIM преобразуют измеренные аналоговые величины в цифровые данные, которые могут быть переданы в систему сигнализации, содержащую сигнальную панель, способную показать пользователю факт присутствия и местонахождение протечки. В системе для обнаружения протечек могут быть использованы имеющие еще более маленькие размеры «разумные» соединители для реализации обнаружения протечек через сегментированные интервалы кабеля для обнаружения протечек, например через каждые 15 м. Таким способом можно независимо и одновременно контролировать большое число сегментов системы для обнаружения протечек и сообщать о результатах такого контроля.

Известны множество способов обнаружения протечек с использованием кабелей для обнаружения протечек, имеющих четырехпроводные схемы, построенные в виде двух шлейфов с измерительной системой контроля линий, соединенной с концами шлейфов. Однако такая система требует дополнительных отдельных кабелей для подачи питания и для телеметрии. Другие способы обнаружения протечек используют более сложные восьмипроводные системы, в которых имеются специальные провода для подачи питания, цифровой телеметрии и обнаружения протечек в одном и том же кабеле. Например, два провода можно использовать для подачи питания, два провода - для цифровой телеметрии и остальные четыре провода можно использовать для обнаружения протечек. Однако такая сложная система нуждается в более дорогих восьмипроводных кабелях. Более того, такие восьмипроводные системы могут оказаться несовместимыми со многими ранее установленными системами для обнаружения протечек. Поэтому есть необходимость в создании четырехпроводных систем, позволяющих осуществлять подачу питания, телеметрию и обнаружение протечек с использованием четырехпроводных кабелей. По этим причинам и в соответствии с другими соображениями возникла необходимость в предлагаемых здесь усовершенствованиях.

Раскрытие изобретения

Ниже представлено упрощенное раскрытие изобретения для обеспечения понимания основ некоторых новых вариантов, рассмотренных здесь. Это раскрытие не дает расширенного описания и не предназначено для указания ключевых элементов или очерчивания объема настоящего изобретения. Его единственной целью является изложить некоторые принципы в упрощенной форме в качестве предисловия к более подробному описанию, которое будет представлено позднее.

Различные варианты, в общем, направлены на способы обеспечения обнаружения протечки с использованием измерительного кабеля, получающего питание и передающего данные по радио. Некоторые варианты направлены, в частности, на способы реализации обнаружения протечек с использованием измерительного кабеля, получающего питание и передающего данные по радио, для применения в четырехпроводных системах для обнаружения протечек. В одном из вариантов, например, система для обнаружения протечек может содержать модуль для обнаружения протечек, имеющий несколько проводов, содержащих одну или несколько коллекторных точек. Такой модуль для обнаружения протечек может дополнительно содержать конденсатор, конфигурированный для сохранения электрического заряда с целью обеспечения модуля энергией, когда питание выключено, и несколько ключей, управляемых процессором. Процессор может инициировать заданную последовательность переключения, когда будет обнаружен факт перехода в состояние с выключенным питанием. Во время выполнения этой последовательности переключения может происходить сбор данных обнаружения протечек в одной или нескольких коллекторных точках. Собранные данные об обнаружении протечек могут быть записаны в группе регистров. Модуль для обнаружения протечек может передавать записанные данные об обнаружении ошибок в состоянии, когда питание включено. Другие варианты также описаны и заявлены.

Варианты настоящего изобретения применяют способ с двумя режимами питания при использовании четырехпроводных кабелей обнаружения протечек для подачи питания, обнаружения протечек и телеметрии. Таким образом, варианты настоящего изобретения предлагают экономически эффективный способ обнаружения протечек, совместимый со многими существующими системами для обнаружения протечек, предоставляя при этом новые возможности сегментации более сложного кабеля обнаружения протечек.

Далее будут рассмотрены со ссылками на прилагаемые чертежи некоторые примеры для иллюстрации изложенного выше и соответствующих завершений. Эти примеры показывают различные пути практической реализации принципов настоящего изобретения, так что все иллюстрируемые здесь аспекты и их эквиваленты остаются в пределах объема формулы изобретения. Другие преимущества и новые признаки будут очевидны из последующего подробного описания при рассмотрении его в сочетании с чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 иллюстрирует вариант модуля для обнаружения протечек. Фиг.2 иллюстрирует вариант системы для обнаружения протечек. Фиг.3 иллюстрирует временную диаграмму для варианта модуля для обнаружения протечек.

Фиг.4 иллюстрирует схему логического процесса работы варианта системы для обнаружения протечек.

Подробное описание

Различные варианты направлены на реализацию способа обнаружения протечек с использованием измерительного кабеля, получающего питание от измерительного устройства и передающего данные по радио. Некоторые варианты, в частности, направлены на создание способов реализации обнаружения протечек с использованием измерительного кабеля, получающего питание от измерительного устройства и передающего данные по радио, с использованием модулей для обнаружения протечек, которые могут реализовать обнаружение протечек, подачу питания и функции телеметрии с применением четырехпроводного кабеля. Далее, некоторые варианты направлены на создание систем для обнаружения протечек с использованием нескольких модулей для обнаружения протечек, расположенных через некоторые интервалы вдоль четырехпроводного кабеля для обнаружения протечек. В результате, указанные варианты могут улучшить реализуемость, масштабируемость, модульность, расширяемость или эксплуатационную совместимость для оператора, устройства или сети.

В одном из вариантов используется способ разделения времени для двух из стандартной четверки проводов схемы датчика. Эти два провода служат шиной питания, работающей только часть времени. В состоянии, когда питание включено, два изолированных провода в составе стандартного четырехпроводного измерительного кабеля служат для подачи питания нескольким независимым модулям, расположенным в выбираемых пользователем точках вдоль системы измерительного кабеля. По истечении достаточного промежутка времени, чтобы каждый модуль мог зарядить свой собственный накопительный конденсатор, питание в шине выключают. Это событие выключения питания инициирует в каждом модуле выполнение цикла переключений и измерений. В это время микропроцессор, ключи и аналого-цифровой преобразователь работают с использованием энергии, запасенной в указанном собственном накопительном конденсаторе.

В одном из вариантов данные, собранные за время цикла переключений и измерений, записывают и сравнивают с данными, собранными за время предыдущего цикла переключений и измерений. Установленный на плате микропроцессор планирует передачу пакетов данных в периоды, когда питание включено, если условия того требуют. Микропроцессор может также время от времени передавать контрольные пакеты, чтобы убедиться, что все модули и система сигнализации остаются на связи.

Здесь также описаны и заявлены другие варианты. Различные варианты могут содержать один или несколько элементов. Элемент может содержать какую-либо структуру, организованную для выполнения определенных операций. Каждый элемент может быть реализован аппаратно, программно или в виде какого-либо сочетания программных и аппаратных средств, необходимого для получения заданного набора проектных параметров или выполнения ограничений характеристик. Хотя вариант может быть описан с использованием примера из ограниченного числа элементов в некоторой топологии, такой вариант может включать больше или меньше элементов в альтернативной топологии, нужной для осуществления заданной реализации. Следует отметить, что любая ссылка на «один вариант» или «некоторый вариант» означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанные в связи с этим вариантом, включены по меньшей мере в один вариант. Когда в различных местах настоящего описания появляется фраза «в одном из вариантов», эти фразы совсем не обязательно все относятся к одному и тому же варианту.

На чертежах одинаковые числовые позиционные обозначения использованы для ссылки на подобные элементы. В последующем описании приведены многочисленные конкретные подробности для лучшего понимания сущности изобретения. Совершенно очевидно, однако, что могут быть предложены новые варианты без этих конкретных примеров. В других случаях хорошо известные структуры и устройства представлены в форме блок-схемы для облегчения описания. Целью является охват всех модификаций, эквивалентов и альтернатив, попадающих в пределы духа и объема формулы изобретения.

Фиг.1 иллюстрирует модуль 100 для обнаружения протечек согласно одному из вариантов. Хотя показанный на Фиг.1 модуль для обнаружения протечек имеет ограниченное число элементов, соединенных в соответствии с некоторой конкретной топологией, понятно, что такой модуль 100 для обнаружения протечек может иметь как больше, так и меньше элементов, соединенных в соответствии с какими-либо альтернативными топологиями, если это потребуется для конкретных реализаций. В одном из вариантов модуль 100 для обнаружения протечек включает контроллер 110, который может представлять собой микропроцессор, отвечающий за управление различными компонентами модуля 100 для обнаружения протечек. Этот контроллер ПО может включать различные аппаратные элементы, программные элементы или разнообразные сочетания аппаратных и программных элементов. В качестве примеров аппаратных элементов, которые могут входить в состав контроллера, можно указать приборы, процессоры, микропроцессоры, схемы, схемные компоненты (например, транзисторы, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и т.п.), интегральные схемы, специализированные интегральные схемы (ASIC), программируемые логические устройства (PLD), цифровые процессоры сигналов (DSP), программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA), модули памяти, логические вентили, регистры, полупроводниковые приборы, кристаллы (чипы), микрочипы, чипсеты и т.п. В качестве примеров программных элементов, которые могут входить в состав контроллера, можно указать компоненты программного обеспечения, программы, приложения, компьютерные программы, машинные программы, программное обеспечение операционных систем, микропрограммное обеспечение, встроенные программы, программные модули, интерфейсы прикладных программ (API), наборы команд или какие-либо сочетания перечисленных компонентов. Принятие решения, реализовать ли вариант с использованием аппаратных элементов и/или программных элементов, может зависеть от целого ряда факторов, таких как нужная скорость вычислений, уровни мощности, допустимые тепловые режимы, бюджет циклов обработки данных, скорости передачи входных данных, скорости передачи выходных данных, ресурсов памяти, скорости передачи шин данных и других конструкторских или функциональных ограничений в соответствии с требованиями конкретной реализации.

Контроллер ПО соединен с группой регистров 120, которая может представлять собой одну или несколько позиций памяти, используемых для записи данных обнаружения протечек, собранных контроллером ПО. Эти регистры 120 могут включать, например, позиции памяти для записи текущего набора данных обнаружения протечек и предшествующего набора данных обнаружения протечек. Данные обнаружения протечек могут включать информацию о местонахождении протечки, серьезности протечки, моменте времени, когда обнаружена протечка, или расстоянии до места протечки от конкретного модуля для обнаружения протечек или системы сигнализации. В одном из вариантов данные обнаружения протечек могут представлять собой контрольные данные, передаваемые модулю 100 для обнаружения протечек контроллеру ПО через заданные промежутки времени с использованием таймера. Контрольные данные могут представлять собой тестовые данные, вводимые в систему для обнаружения протечек, и могут быть использованы для индикации, что каждый модуль в системе для обнаружения протечек работает правильно. Контрольные данные могут указывать системе сигнализации, сигнальной панели или компьютеру, что конкретный модуль для обнаружения протечек правильно считывает и передает данные обнаружения протечек. Если система сигнализации, сигнальная панель или компьютер не получают контрольные данные от каждого модуля для обнаружения протечек в заданные моменты времени, может быть включена индикация, что система для обнаружения протечек имеет один или более неисправных модулей. Возможные варианты этим примером не ограничиваются.

Регистры 120 могут включать компьютерные носители записи различных типов в форме одного или нескольких модулей памяти с повышенным быстродействием, таких как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ (ROM)), запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ (RAM)), динамическое ЗУПВ (DRAM), динамическое ЗУПВ с удвоенной скоростью передачи данных (DDRAM), синхронное динамическое ЗУПВ (SDRAM), статическое ЗУПВ (SRAM), программируемое ПЗУ (ППЗУ (PROM)), стираемое программируемое ПЗУ (СППЗУ (EPROM)), электрически стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ (EEPROM)), флэш-память, полимерная память, такая как сегнетоэлектрическая полимерная память, память на элементах Овшинского, память с использованием фазовых переходов или сегнетоэлектрическая память, память структуры кремний-оксид-нитрид-оксид-кремний (SONOS), магнитные или оптические карты памяти или носитель какого-либо другого типа, подходящий для записи информации.

В одном из вариантов контроллер 110 может быть соединен с передатчиком 130, который может быть использован для передачи данных обнаружения протечек, записанных в регистрах 120. Этот передатчик 130 может представлять собой маломощный передатчик, работающий в диапазоне частот 900 МГц, например. Передатчик 130 может использовать любые хорошо известные способы связи и протоколы, такие как способы связи, применяемые в сетях с пакетной коммутацией (например, сети общего пользования, такие как Интернет, частные сети, такие как внутренняя сеть предприятия, и т.п.), сетях с коммутацией каналов (например, коммутируемая телефонная сеть общего пользования) или в сетях, представляющих собой сочетание сетей с пакетной коммутацией и сетей с коммутацией каналов (с подходящими шлюзами и преобразователями). Указанный передатчик 130 может включать стандартные элементы связи различных типов, такие как один или несколько интерфейсов связи, сетевых интерфейсов, плат сетевых интерфейсов (NIC), радиоустройств, радиопередатчиков/приемников (приемопередатчиков), проводных и/или беспроводных линий связи, физических соединителей и т.п. Такой передатчик 130 может поддерживать связь с одним или несколькими соединенными в сеть устройствами, используемыми для сбора данных обнаружения протечек и/или для сообщения этих данных, такими как системы сигнализации, сигнальные панели или компьютеры, например.

В одном из вариантов данные обнаружения протечек, записанные в регистрах 120, могут быть переданы на сигнальную панель по одному или нескольким проводам с использованием способа, именуемого телеметрия по проводам питания. Этот способ может быть применен в дополнение или в качестве альтернативы передаче данных с использованием передатчика 130. Таким способом, системы для обнаружения протечек, установленные в областях, чувствительных к помехам, могут избежать использования радиосвязи. В одном из вариантов данные обнаружения ошибок могут быть переданы по тем же проводам, которые используются в качестве шины питания в фазе подачи питания в каждом рабочем цикле.

В одном из вариантов контроллер ПО используется для управления несколькими ключами, такими как ключи 151, 152, 153, 154, 155 и 156, которые могут представлять собой, например, маломощные полевые транзисторы с низким сопротивлением в открытом состоянии. Этот контроллер ПО может инициировать заданную последовательность переключения этих ключей 151, 152, 153, 154, 155 и 156. Указанная последовательность переключения может быть инициирована, когда контроллер ПО обнаружит конкретное состояние модуля 100 для обнаружения протечек, такое как состояние выключенного питания. Пример такой заданной последовательности переключения показан на временной диаграмме, представленной на Фиг.3, что будет более подробно описано ниже.

В одном из вариантов модуль 100 для обнаружения протечек соединен с источником питания, а другие модули для обнаружения протечек используют несколько проводов, таких как провода 181, 182, 183 и 184. Эти несколько проводов могут составлять, например, один четырехпроводный кабель для обнаружения протечек. Это может быть кабель для обнаружения протечек, широко используемый в отрасли. Такой кабель для обнаружения протечек обычно содержит первый и второй проводники, расположенные на некотором удалении один от другого. Если присутствует жидкость, между этими двумя измерительными проводами возникает электрическая цепь. Если присутствующей жидкости недостаточно для создания контакта между первым и вторым проводниками, цепь не возникнет. Таким кабелем для обнаружения протечек может быть, например, измерительный кабель TRACETEK®, выпускаемый компанией TYCO THERMAL CONTROLS®. В одном из вариантов провода 181 и 184 могут представлять собой медные провода сечения 28 AWG. Эти провода 181 и 184 могут быть использованы в качестве шины питания, отвечающей за передачу напряжения питания к модулю 100 для обнаружения протечек от источника питания. Шина питания, образованная проводами 181 и 184, может иметь максимальную длину, например, 1000 м. Кроме того, провода 181 и 184 могут быть использованы для передачи телеметрии по проводам питания, где данные обнаружения протечек могут быть переданы к панели сигнализации по проводам 181 и 184, когда питание включено. В одном из вариантов провода 182 и 183 могут представлять собой медные электродные провода сечением 30 AWG. Варианты изобретения этим примером не ограничиваются.

В одном из вариантов модуль для обнаружения протечек может быть компонентом в системе большего размера для обнаружения протечек, получающей питание от одного источника питания, расположенного в начале линии, например источника 190 питания. Такой источник 190 питания может быть использован для питания до 50 модулей для обнаружения протечек, например. Источник 190 питания может передавать в шину напряжение, например, 48 В постоянного тока и иметь в составе таймер. Таймер в источнике 190 питания может быть использован для переключения из состояния включенного питания в состояние выключенного питания через заданные промежутки времени. Например, в состоянии включенного питания система может находиться в течение нескольких секунд, а продолжительность состояния выключенного питания может быть меньше, например, 0,5 с. Варианты изобретения этим примером не ограничиваются.

В одном из вариантов провода 181 и 184 могут служить шиной питания для модуля 100 для обнаружения протечек. Источник 190 питания может также иметь в составе источник тока для использования в качестве регулятора тока. Это позволяет избежать большого падения напряжения в шлейфе шины питания. В состоянии включенного питания источник 190 питания может подавать энергию для заряда конденсатора 140 и передавать данные с использованием передатчика 130. Конденсатор 140 может быть конфигурирован для накопления достаточного количества энергии, чтобы питать компоненты модуля 100 для обнаружения протечек, пока модуль находится в состоянии выключенного питания. В состоянии выключенного питания такой модуль 100 для обнаружения протечек может выполнять заданную последовательность переключения и собирать данные обнаружения протечек.

В одном из вариантов модуль 100 для обнаружения протечек может иметь одну или несколько коллекторных точек, таких как коллекторные точки 171, 172 и 173. В этом варианте коллекторная точка 171 может непрерывно контролировать состояние тока через модуль 100 для обнаружения протечек. Коллекторные точки 172 и 173 могут быть использованы для сбора данных обнаружения протечек в заданные моменты времени в ходе выполнения заданной последовательности переключения, что имеет место в состоянии выключенного питания. Эти данные обнаружения протечек могут включать информацию о местонахождении протечки, серьезности протечки, моменте времени, когда обнаружена протечка, или расстоянии от места протечки до конкретного модуля для обнаружения протечек или системы сигнализации. Варианты изобретения этим примером не ограничиваются.

Фиг.2 иллюстрирует один из вариантов системы 200 для обнаружения протечек. Эта система 200 для обнаружения протечек может включать один или несколько модулей для обнаружения протечек, таких как модуль 100 для обнаружения протечек, показанный на Фиг.1. Как показано на чертеже, система 200 для обнаружения протечек включает модули для обнаружения протечек с номерами 210, 220…n, где n - положительное целое число модулей для обнаружения протечек. Указанные модули для обнаружения протечек в составе системы 200 для обнаружения протечек могут быть размещены вдоль четырехпроводного кабеля для обнаружения протечек через одинаковые интервалы для создания сегментов, которые можно контролировать одновременно. Таким образом, каждый модуль для обнаружения протечек может представлять собой заданный отрезок кабеля для обнаружения протечек, такой как 5 или 100 м. В одном из вариантов может быть использован четырехпроводный кабель для обнаружения протечек, такой как описан выше для Фиг.1. Двухпроводная шина питания может быть построена с использованием двух из этих проводов, таких как провод 181 и провод 184, показанные на Фиг.1. Отрицательный провод может проходить непрерывно от расположенного на конце линии источника питания до самого дальнего модуля. Положительный провод может быть прерван в каждом из модулей посредством ключа в виде, например, полевого транзистора с низким сопротивлением в открытом состоянии.

В одном из вариантов система для обнаружения протечек использует принцип доверия и трастовый подход. При таком подходе каждый модуль для обнаружения протечек «верит», что модули для обнаружения протечек, расположенные вдоль кабеля перед и после этого модуля, выполняют те же самые функции сбора данных обнаружения протечек в процессе последовательностей одновременного переключения. Таким способом, каждый модуль может выполнять полный набор измерений для точного обнаружения протечки и определения ее местонахождения только в том случае, когда аналогичные модули перед и после этого модуля выполняют ту же самую последовательность замыканий ключей и измерений по заранее взаимно установленному графику, исполнение которого запускается для этих модулей одновременно по факту распознавания всеми модулями падения напряжения при выключении питания. Аналогично, каждый модуль для обнаружения протечек будет передавать данные обнаружения протечек и заряжать свой конденсатор будучи в состоянии включенного питания.

Фиг.3 иллюстрирует временную диаграмму работы одного из вариантов модуля для обнаружения протечек. В этом варианте, начиная с момента времени t0, каждый модуль для обнаружения протечек в составе системы для обнаружения протечек может выполнять одну и ту же процедуру или последовательность переключения в течение заданного периода времени, такого как 200 мс или 500 мс. В процессе выполнения этой последовательности переключения каждый модуль для обнаружения протечек может произвести всего четыре измерения напряжения. Это число измерений напряжения может быть больше или меньше в зависимости от конкретных проектных решений.

Как показано на Фиг.3, ключи устанавливают в соответствии с заданной конфигурацией в начальный период времени, чтобы сгладить емкостные эффекты. В одном из вариантов в момент времени 40 коллекторная точка В (это может быть коллекторная точка 172, показанная на Фиг.1) осуществляет первое измерение для сбора данных обнаружения протечек (или захват данных). Другое измерение для сбора данных обнаружения протечек в коллекторной точке В может быть выполнено в момент времени 70. Третье и четвертое измерения для сбора данных обнаружений протечек могут быть произведены в момент времени 130 - по одному в каждой из коллекторных точек В и С. Коллекторная точка С может соответствовать коллекторной точке 173, изображенной на Фиг.1.

Данные, собранные в процессе выполнения последовательности переключения, могут быть записаны в группе регистров «текущих значений». Содержание регистров текущих значений можно сравнивать с содержанием регистров «предшествующих значений», где записаны данные, собранные во время предшествующего состояния выключенного питания. При сравнении могут быть применены ряд пороговых правил с целью определить, в достаточной ли степени данные в регистрах текущих значений отличаются от данных в регистрах предшествующих значений, чтобы потребовать передачи данных, указывающих протечку. Если требуется передать данные, может быть подготовлен пакет данных для передачи, который затем передают в систему сигнализации или для сигнальной панели. Аналогично, при обнаружении контрольных данных к передаче может быть подготовлен пакет, содержащий эти контрольные данные, и затем передан в систему сигнализации или для сигнальной панели. Данные обнаружения протечек или контрольные данные могут быть переданы для сигнальной панели в состоянии включенного питания с использованием передатчика или с использованием шины питания модуля для обнаружения протечек.

В настоящую заявку включены несколько схем логических процессов, представляющих примеры способов реализации новых аспектов предлагаемой архитектуры. Хотя для простоты объяснения одна или несколько методик, представленных здесь, например, в форме схем логических процессов, изображены и описаны в виде последовательности действий, следует понимать и признавать, что эти методики не ограничиваются таким порядком выполнения действий, а некоторые из этих действий могут согласно настоящему изобретению производиться в другом отличном от показанного порядке и/или одновременно с другими действиями, отличными от того, что показано и описано здесь. Например, специалисты в рассматриваемой области должны понимать и признавать, что в альтернативном варианте методика может быть представлена в виде ряда не связанных одно с другим состояний и событий, например в виде диаграммы состояний. Более того, не все действия, указанные в методике, могут потребоваться для новой реализации.

Фиг.4 иллюстрирует один из вариантов схемы логического процесса 400. Этот логический процесс 400 может представлять некоторые или все операции, выполняемые одним или несколькими вариантами, описанными здесь. В варианте, показанном на Фиг.4, логический процесс 400 начинается с состояния включенного питания в блоке 405. Например, один или несколько проводов, составляющих кабель для обнаружения протечек, могут начать передавать питание модулю для обнаружения протечек, такому как модуль 100 для обнаружения протечек, описанный выше со ссылками на Фиг.1. Переход в это состояние включенного питания может происходить через заданные интервалы и быть инициирован таймером, входящим в состав источника питания.

Логический процесс 400 может заряжать конденсатор в модуле для обнаружения протечек во время нахождения в состоянии включенного питания в блоке 204. Например, конденсатор, способный снабжать энергией модуль для обнаружения протечек в состоянии выключенного питания, может быть заряжен в состоянии включенного питания. Это состояние включенного питания может быть конфигурировано в виде заданного периода времени в соответствии с конструкцией конкретной системы для обнаружения протечек или модуля для обнаружения протечек. Например, состояние включенного питания может быть конфигурировано в виде заданного промежутка времени, продолжительность которого зависит от используемых конденсаторов или от требований к питанию, предъявляемых конкретными системой для обнаружения протечек или модулем для обнаружения протечек. Варианты изобретения этим примером не ограничиваются.

Логический процесс 400 может определять, закончился ли заданный период времени для включенного состояния, в блоке 415. В альтернативном варианте блок 415 может определить, полностью ли заряжен конденсатор в модуле для обнаружения протечек. Когда истечет заданный период времени для состояния включенного питания и/или когда конденсатор в модуле для обнаружения протечек будет полностью заряжен, система может перейти в состояние выключенного питания. Таким образом, один или несколько проводов в кабеле для обнаружения протечек могут быть временно использованы для обнаружения протечек вместо того, чтобы служить для передачи напряжения питания. В состоянии выключенного питания, поскольку один или несколько проводов питания используются для обнаружения протечек, модуль для обнаружения протечек может получать энергию с использованием конденсатора, заряженного во время нахождения в предыдущем состоянии включенного питания. Варианты изобретения этим примером не ограничиваются.

В одном из вариантов одна или несколько коллекторных точек в модуле для обнаружения протечек могут быть использованы для непрерывного контроля состояния модуля для обнаружения протечек. Например, эти одна или несколько коллекторных точек могут быть использованы для определения, когда модуль находится в состоянии выключенного питания или в состоянии включенного питания. В блоке 420 контроллер модуля для обнаружения протечек может инициировать выполнение заданной последовательности переключения, когда указанные одна или несколько коллекторных точек обнаружили состояние выключенного питания. Эту последовательность переключения можно выполнять с использованием нескольких ключей в составе модуля для обнаружения протечек. Эти несколько ключей могут быть построены, например, на основе полевых транзисторов с низким сопротивлением в открытом состоянии. Варианты изобретения этим примером не ограничиваются.

Логический процесс 400 может собирать данные обнаружения протечек в блоке 425. Эти данные обнаружения протечек могут включать данные, представляющие местонахождение протечки, расстояние от места протечки до конкретной системы сигнализации, степень серьезности протечки, момент времени, когда обнаружена протечка, или была ли протечка обнаружена ранее. Данные обнаружения протечек могут быть собраны в один или несколько заданных моментов времени во время выполнения последовательности переключения. В каждый заданный момент времени одна или несколько коллекторных точек в модуле для обнаружения протечек могут собирать данные обнаружения протечек. Собранные данные обнаружения протечек могут быть переданы контроллеру и записаны в памяти, такой как группа регистров в модуле для обнаружения протечек. Варианты изобретения этим примером не ограничиваются.

Логический процесс 400 может сравнивать собранные данные обнаружения протечек с ранее собранными данными обнаружения протечек в блоке 430. Например, модуль для обнаружения протечек может включать набор пороговых правил, требованиям которых следует удовлетворить прежде, чем можно будет признать, что данные обнаружения протечек указывают на протечку. Например, может потребоваться, чтобы текущие собранные данные обнаружения протечек достаточно сильно отличались от предшествующих собранных данных обнаружения протечек для генерации команды передать данные обнаружения протечек. Варианты изобретения этим примером не ограничиваются.

Логический процесс 400 может в блоке 435 определить, удовлетворяют ли текущие собранные данные обнаружения протечек одному или нескольким пороговым правилам для обнаружения протечек, например, в достаточной степени ли текущие собранные данные обнаружения протечек отличаются от предшествующих собранных данных обнаружения протечек. Если да, текущие собранные данные обнаружения протечек могут быть переданы с использованием передатчика в составе модуля для обнаружения протечек. В одном из вариантов собранные данные обнаружения протечек могут быть переданы с применением способа передачи телеметрии по проводам питания, согласно которому данные передают по одному или нескольким проводам питания в составе модуля для обнаружения протечек. Эти подлежащие передаче данные обнаружения протечек могут быть переданы во время следующего состояния включенного питания в систему сигнализации, для сигнальной панели или компьютеру, используемому для мониторинга состояния системы с целью обнаружения протечек. Варианты изобретения этим примером не ограничиваются.

Логический процесс 400 может в блоке 445 определять, присутствуют ли контрольные данные в составе текущих собранных данных обнаружения протечек. Контрольные данные могут представлять собой тестовые данные, передаваемые через заданные интервалы контроллером в систему для обнаружения протечек. Контрольные данные могут быть использованы для индикации, что каждый модуль в системе для обнаружения протечек работает правильно. Контрольные данные могут служить индикацией для системы сигнализации, панели сигнализации или компьютера, что конкретный модуль для обнаружения протечек считывает и передает данные обнаружения протечек правильно. Если система сигнализации, сигнальная панель или компьютер не получают контрольные данные от каждого модуля для обнаружения протечек в заданные моменты времени, может быть подан сигнал, что система для обнаружения протечек имеет один или несколько неисправных модулей. Варианты изобретения этим примером не ограничиваются.

Логический процесс 400 может передавать данные обнаружения протечек, содержащие новую информацию о протечках или контрольную информацию, в блоке 440. Передачи данных должны происходить в состоянии включенного питания. Эти передачи могут быть выполнены передатчиком в составе модуля для обнаружения протечек, например маломощным передатчиком диапазона 900 МГц. В альтернативном варианте для передач может быть применен способ телеметрии по проводам питания, когда данные передают по одному или нескольким проводам питания модуля для обнаружения протечек. Приемная система, такая как система сигнализации или сигнальная панель, может принимать переданные данные обнаружения протечек и оценивать эти данные с целью выделения информации о новых протечках или о функционировании системы. Информация обо всех обнаруженных протечках может быть представлена пользователю на дисплее, встроенном в сигнальную панель. Варианты изобретения этим примером не ограничиваются.

Логический процесс 400 может быть завершен в блоке 450 либо передачей данных обнаружения протечек, либо без передачи этих данных. Некоторые варианты могут быть описаны с использованием выражений «связан» ("coupled") и «соединен» ("connected") вместе с их производными. Эти термины необязательно должны быть синонимами один для другого. Например, некоторые варианты могут быть описаны с использованием терминов «соединен» и/или «связан» для индикации, что два или более элементов находятся в непосредственном физическом или электрическом контакте один с другим. Термин «связан», однако, может также означать, что два или более элементов не имеют непосредственного контакта один с другим, но все равно сотрудничают или взаимодействуют один с другим.

Следует подчеркнуть, что реферат изобретения приведен здесь, чтобы читатель мог быстро «схватить» суть технического описания. Реферат предоставлен с пониманием, что его не следует использовать для интерпретации или ограничения объема или значения формулы изобретения. Кроме того, в приведенном выше подробном описании можно видеть, что разнообразные признаки сгруппированы вместе в одном варианте для большей ясности описания. Способ, изложенный в описании, не следует толковать как отражение намерения, чтобы заявляемые варианты требовали больше признаков, чем это явно указано в каждом пункте формулы. Напротив, как показывают последующие пункты формулы, предмет изобретения содержит не все признаки одного рассмотренного варианта. Таким образом, последующие пункты здесь включены в состав настоящего подробного описания, причем каждый пункт сам по себе описывает отдельный вариант. В прилагаемой формуле изобретения термины «включающий» ("including") и «в котором» ("in which") используются в качестве обычных английских эквивалентов для соответствующих терминов «содержащий» ("comprising") и «где» ("wherein") соответственно. Более того, термины «первый», «второй», «третий» и т.п. используются просто в качестве ярлыков и не предназначены для предъявления каких-либо числовых требований к обозначенным этими терминами объектам.

Приведенное выше описание включает примеры рассмотренной архитектуры.

Безусловно, невозможно описать каждое сочетание компонентов и/или способов, какое можно себе вообразить, но рядовой специалист в отрасли в состоянии понять, что возможно множество других сочетаний и перестановок. Соответственно, предлагаемая новая архитектура предназначена охватить все такие изменения, модификации и вариации, которые укладываются в рамки духа и объема прилагаемой формулы изобретения.

1. Модуль обнаружения протечки, содержащий:
множество проводов, содержащих одну или более коллекторных точек;
конденсатор для снабжения модуля энергией в состоянии с отключенным питанием;
множество ключей;
процессор, выполненный с возможностью обнаружения начала состояния с отключенным питанием и инициирования и управления заданной последовательностью переключений для указанного множества ключей во время состояния с отключенным питанием; и
группу регистров, выполненных с возможностью сохранения данных обнаружения протечки, собранных в одной или более коллекторных точках во время заданной последовательности переключений.

2. Модуль обнаружения протечки по п.1, дополнительно содержащий:
передатчик, выполненный с возможностью передачи сохраненных данных обнаружения протечки, причем сохраненные данные обнаружения протечки передаются во время состояния с включенным питанием.

3. Модуль обнаружения протечки по п.1, в котором указанное множество проводов выполнено с возможностью передачи сохраненных данных обнаружения протечки, причем сохраненные данные обнаружения протечки передаются во время состояния с включенным питанием.

4. Модуль обнаружения протечки по п.1, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью сохранения контрольных данных в указанной группе регистров в качестве данных обнаружения протечки в заданном временном интервале.

5. Модуль обнаружения протечки по п.1, в котором сохраненные данные обнаружения протечки передаются, когда определено, что сохраненные данные обнаружения протечки отличаются от предшествующих сохраненных данных обнаружения протечки, или определено, что сохраненные данные обнаружения протечки являются контрольными данными.

6. Модуль обнаружения протечки по п.2, в котором указанный передатчик представляет собой радиопередатчик диапазона 900 МГц.

7. Модуль обнаружения протечки по п.1, в котором указанное множество проводов содержит два медных провода сечения 28 AWG и два электродных провода из сплава меди сечения 30 AWG, причем два медных провода сечения 28 AWG используются для подачи питания к модулю обнаружения протечки.

8. Модуль обнаружения протечки по п.1, в котором указанное множество ключей содержит полевые транзисторы с низким сопротивлением в открытом состоянии.

9. Система обнаружения протечки, содержащая:
множество модулей обнаружения протечки, соединенных с использованием множества проводов, при этом каждый модуль обнаружения протечки содержит:
конденсатор для снабжения модуля энергией в состоянии с отключенным питанием;
множество ключей;
процессор, выполненный с возможностью обнаружения начала состояния с отключенным питанием и инициирования и управления заданной последовательностью переключений для указанного множества ключей во время состояния с отключенным питанием;
одну или более коллекторных точек, каждая из которых находится в электрической связи с одним или более из указанного множества проводов; и
группу регистров, выполненных с возможностью сохранения данных обнаружения протечки, собранных в одной или более коллекторных точках во время заданной последовательности переключений.

10. Система обнаружения протечки по п.9, в которой каждый модуль обнаружения протечки дополнительно содержит:
передатчик, выполненный с возможностью передачи сохраненных данных обнаружения протечки; причем каждый модуль обнаружения протечки выполнен с возможностью передавать сохраненные данные обнаружения протечки во время состояния с отключенным питанием.

11. Система обнаружения протечки по п.9, в которой указанное множество проводов выполнено с возможностью передачи сохраненных данных обнаружения протечки, причем сохраненные данные обнаружения протечки передаются во время состояния с отключенным питанием.

12. Система обнаружения протечки по п.9, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью сохранения контрольных данных в группе регистров в качестве данных обнаружения протечки в заданном временном интервале.

13. Система обнаружения протечки по п.9, в которой сохраненные данные обнаружения протечки передаются, когда определено, что сохраненные данные обнаружения протечки отличаются от предшествующих сохраненных данных обнаружения протечки или определено, что сохраненные данные обнаружения протечки являются контрольными данными.

14. Система обнаружения протечки по п.10, в которой указанный передатчик представляет собой радиопередатчик диапазона 900 МГц.

15. Система обнаружения протечки по п.9, в которой указанное множество кабелей содержит два медных провода сечения 28 AWG и два электродных провода из сплава меди сечения 30 AWG, причем два медных провода сечения 28 AWG используются для подачи питания к каждому модулю обнаружения протечки.

16. Система обнаружения протечки по п.9, в которой указанное множество ключей содержит полевые транзисторы с низким сопротивлением в открытом состоянии.

17. Способ обнаружения протечки, содержащий этапы, на которых:
переводят модуль обнаружения протечки в состояние с включенным питанием;
заряжают конденсатор в модуле обнаружения протечки во время состояния с включенным питанием, при этом обеспечивают питание с использованием по меньшей мере одного из множества проводов модуля обнаружения протечки;
определяют состояние с отключенным питанием посредством процессора модуля обнаружения протечки;
инициируют посредством процессора заданную последовательность переключений для множества ключей в модуле обнаружения протечки;
собирают данные обнаружения протечки в одной или более коллекторных точках в модуле обнаружения протечки; и
сохраняют собранные данные обнаружения протечки в группе регистров модуля обнаружения протечки.

18. Способ по п.17, дополнительно содержащий этап, на котором:
передают сохраненные данные обнаружения протечки с использованием передатчика модуля обнаружения протечки, при этом каждый модуль обнаружения протечки передает сохраненные данные обнаружения протечки во время состояния с включенным питанием.

19. Способ по п.17, дополнительно содержащий этап, на котором:
передают сохраненные данные обнаружения протечки с использованием указанного множества проводов, при этом сохраненные данные обнаружения протечки передают во время состояния с включенным питанием.

20. Способ по п.17, в котором дополнительно:
сохраняют посредством процессора контрольные данные в указанной группе регистров в качестве данных обнаружения протечки в заданном временном интервале.

21. Способ по п. 17, в котором дополнительно:
определяют, отличаются ли сохраненные данные обнаружения протечки от предшествующих сохраненных данных обнаружения протечки;
определяют, являются ли сохраненные данные обнаружения протечки контрольными данными; и
передают сохраненные данные обнаружения протечки, если эти сохраненные данные обнаружения протечки отличаются от предшествующих сохраненных данных обнаружения протечки или сохраненные данные обнаружения протечки являются контрольными данными.

22. Способ по п.18, в котором передатчик представляет собой радиопередатчик диапазона 900 МГц.

23. Способ по п.17, в котором указанное множество проводов содержит два медных провода сечения 28 AWG и два электродных провода из сплава меди сечения 30 AWG, при этом два медных провода сечения 28 AWG используют для передачи питания к модулю обнаружения протечки.

24. Способ по п.17, в котором указанное множество ключей содержит полевые транзисторы с низким сопротивлением в открытом состоянии.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к управлению нефтедобычей. Технический результат заключается в создании надежного способа информационного обеспечения и управления нефтедобычей в реальном масштабе времени и автоматизированной системы для осуществления этого способа, обеспечивающих непрерывный мониторинг с получением достоверной информации в реальном масштабе времени в любой заданный момент времени, с возможностью своевременного обнаружения отклонений от заданных режимов работы любого из «n» подключенных к заявленной автоматизированной системе исполнительных механизмов, а также с возможностью выбора оптимальных режимов работы исполнительных механизмов как в месте расположения этих исполнительных механизмов и устройств обработки и преобразования информации, а также в любой географической точке, где может быть обеспечена мобильная связь на устройствах, которые могут быть подключены на основании заявляемого изобретения как мобильные устройства связи, устройства визуализации данных, и возможностью управления работой исполнительных механизмов.

Изобретение относится к области телемеханики и автоматизированных систем измерения, контроля, регулирования, диагностики и управления удаленными объектами, а именно к системам коррозионного мониторинга объектов электрохимической защиты магистральных газопроводов, в частности установок катодной защиты.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при создании систем управления авиационными объектами, изделиями ракетно-космической техники и робототехническими комплексами, работающими в экстремальных условиях (широкий диапазон изменения температур от -60 до +125°C, механические воздействия в виде ударов и широкополосной вибрации) в полях ионизирующего излучения.

Изобретение относится к горнодобывающей, обогатительно-металлургической и химической областям промышленности и может быть использовано в автоматических системах аналитического контроля при измерении жидких проб в виде суспензий, фильтратов и растворов.

Изобретение относится к системе ситуационно-аналитических центров организационной системы. Технический результат заключается в повышении эффективности процесса принятия решений за счет автоматизированной выработки сценариев решения проблемных ситуаций.

Изобретение относится к способу поддержки деятельности организационной системы. Технический результат заключается в повышении эффективности управления информационной поддержкой деятельности организационной системы за счет автоматического выполнения оценки показателей эффективности деятельности организационной системы и автоматического управления объектами поддержки организационной системы с учетом выполненной оценки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в энергетических системах. Технический результат заключается в улучшении управления сетями электроэнергетической системы.

Изобретение относится к способу автоматического управления. Техническим результатом является простота реализации, улучшение качества регулирования, повышение надежности функционирования за счет существенного уменьшения количества правил и более оперативного управления.

Изобретение относится к способам и устройствам для дистанционного отслеживания, управления и автоматизации работы насосов, например для добычи углеводородов и осушения, а конкретнее к контроллеру для штоковых насосов, насосов с поступательной полостью, для управления впрыском скважины, приводов с переменной скоростью и т.п.

Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами при наземных испытаниях изделий ракетно-космической техники (РКТ) и может быть использовано при стендовой отработке авиационной, транспортной техники, а также химических установок.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к индикаторным, регистрирующим и сигнальным устройствам, приводимым в действие электрическими средствами, и может быть использовано, преимущественно, для определения критических ситуаций (затоплений, пожаров, перегрева и т.п.) на протяженных объектах.

Изобретение относится к области диагностики энергетических установок и может использоваться преимущественно в атомной энергетике для контроля герметичности парогенераторов, в которых греющим теплоносителем является жидкий металл (натрий, свинец, свинец-висмут), передающий тепло воде и водяному пару через поверхность теплообмена.

Изобретение относится к средствам контроля на герметичность, например, труб или резервуаров. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к турбостроению, и может быть использовано для определения целостности отдельных элементов турбомашин во время их работы.

Изобретение относится к контролю герметичности изделий и может быть применено для испытаний на герметичность железнодорожных и автомобильных цистерн. .

Изобретение относится к технике вакуумного приборостроения на магнитотермокондуктометрическом принципе определения степени негерметичности вакуумных систем (течеизмерения), использующем связанный с парамагнетизмом кислорода эффект уменьшения его теплопроводности в магнитном поле, на тепловом принципе течеискания, использующем зависимость теплопроводности газовых смесей от их состава, и тепловом принципе Пирани измерения общего давления (основанном на зависимости величины подогреваемого термосопротивления от давления).

Изобретение относится к средствам контроля герметичности и может быть использовано для обнаружения утечки теплопередающей текучей среды, которая хранится или транспортируется в трубопроводе (10). Сущность: трубопровод (10) имеет электропроводящую внешнюю стенку (11) и покрыт слоем (13) изоляционного волокнистого материала. Слой (13) изоляционного волокнистого материала, в свою очередь, покрыт слоем (16) проводящего волокнистого материала толщиной 5 мм и более. Причем проводящий волокнистый материал состоит из углеродного или графитового войлока. Технический результат: повышение оперативности и достоверности при обнаружении утечек. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх