Сенсорный кабель-датчик



Сенсорный кабель-датчик
Сенсорный кабель-датчик
Сенсорный кабель-датчик

Владельцы патента RU 2603555:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" (RU)

Изобретение относится к сигнализационной технике, в частности к кабелям-датчикам, применяемым для контроля параметров окружающей среды в аварийных системах оповещения промышленных предприятий, и представляет собой кабель-датчик, содержащий металлические коаксиальные оболочки, разделенные оксидными наполнителями, при этом внешняя и внутренние оболочки перфорированы, а наполнители выполнены из сенсорных материалов, изменяющих электросопротивление от влажности. Изобретение обеспечивает увеличение линейных размеров контролируемых по влажности и температуре площадей и объемов технологических производств, а также возможность определения зоны изменения влажности. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к сигнализационной технике, в частности к кабелям-датчикам, применяемым для контроля параметров окружающей среды в аварийных системах оповещения промышленных предприятий.

Из уровня техники известны конструкции термочувствительных кабелей-датчиков с металлическими оболочками и коаксиально расположенными жилами-электродами, отделенными от оболочки полупроводниковым термочувствительным наполнителем [Сучков В.Ф., Светлова В.И., Финкель Э.Э. /Жаростойкие кабели с минеральной изоляцией / Энергоатомиздат, 1984]. Такая конструкция приведена на фиг. 1. Недостатком такой конструкции кабеля-датчика является монофункциональность - контроль только одного параметра - температуры.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения, по мнению заявителя, является датчик газа, известный из документа [Авторское свидетельство №1748506 (Цыганков В.Н, Подоляко В.В., Гориловская Н.Б., Лобанов В.Н.) 15.12.89]. Датчик позволяет фиксировать изменение влажности по электросопротивлению оксидного наполнителя коаксиальной ячейки, содержащей металлический корпус, электрод, расположенный внутри корпуса, и размещенный между ними наполнитель - газочувствительный поликристаллический оксидный материал.

Однако эта конструкция, имея линейные размеры в несколько сантиметров, не позволяет контролировать одновременно одним датчиком многометровые длины, площади и объемы, что усложняет систему сигнализации.

Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение линейных размеров контролируемых по влажности и температуре площадей и объемов технологических производств, а также возможность определения зоны изменения влажности.

Технический результат достигается тем, что в кабеле-датчике, содержащем металлические оболочки и жилы-электроды, разделенные оксидным наполнителем, внешняя и внутренние оболочки перфорированы, а наполнители выполнены из сенсорных материалов, изменяющих электросопротивление в зависимости от величины влажности.

На фиг. 2 показана конструкция предлагаемого в настоящем изобретении кабеля-датчика, в котором внешняя перфорированная металлическая оболочка (1) отделена от последующей (2) сенсорным наполнителем, представляющим собой один из двойных оксидов ZnTiO3, ZnNb2O6, ZnTa2O6, ZnCr2O4. Влажность определяется по электросопротивлению между оболочками (1) и (2), а температура фиксируется по изменению электросопротивления между оболочкой (2) и жилой-электродом (3).

На фиг. 3 показаны зависимости: (а) изменение электросопротивления между оболочками (1) и (2) (при увеличении влажности электросопротивление уменьшается), (б) изменение электросопротивления между оболочкой (2) и жилой-электродом (3) при изменении температуры.

Для определения зоны (участка), в которой происходит изменение влажности (например, при прорывах трубопроводов пара или воды), кабель-датчик содержит несколько коаксиальных перфорированных оболочек - фиг. 4 (оболочки (1), (2), (3), (4)). Слои имеют разные длины газочувствительных сенсорных наполнителей ((6), (7), (8)) с учетом размеров контролируемых зон.

Оставшаяся часть длины объема слоев ((9), (10)) заполняется диэлектрическим порошком, практически неизменяющим электросопротивление при попадании паров (например, поликристаллами электротехнического периклаза), и на этих участках перфорация отсутствует.

Применение в качестве газочувствительных сенсорных наполнителей двойных оксидов ZnTiO3, ZnNb2O6, ZnTa2O6, ZnCr2O4 позволяет фиксировать изменение влажности от 0 до 100% при изменении электросопротивления слоев на 4-5 порядков.

При одновременных изменениях влажности и температуры для повышения точности оценки изменения влажности один из внутренних слоев сенсорного наполнителя располагается между сплошными (неперфорированными) оболочками. В этом случае анализатором сигналов учитывается температурная доля в суммарном изменении электросопротивления сенсорных слоев.

Участок кабеля-датчика, подвергшийся изменению влажности, может быть определен по изменению электросопротивления соответствующих коаксиальных слоев сенсорных наполнителей.

Значения температуры определяются по изменению электросопротивления слоя наполнителя, расположенного между жилой-электродом и сплошной внутренней оболочкой. В этом случае наполнитель может иметь положительный или отрицательный температурный коэффициент сопротивления и выполнен из оксидных полупроводниковых материалов, которые применяются в производствах терморезисторов и позисторов (Мэклин Э.Д. Терморезисторы - М. : Радио и связь, 1983. - 205 с; Медведев Ф. и др. / Керамические полупроводниковые нелинейные резисторы / Электроника. Наука. Технология. Бизнес / 2002, №6, с. 10-12).

1. Кабель-датчик, содержащий металлические коаксиальные оболочки, разделенные оксидными наполнителями, отличающийся тем, что внешняя и внутренние оболочки перфорированы, а наполнители выполнены из сенсорных материалов, изменяющих электросопротивление от влажности.

2. Кабель-датчик по п. 1, отличающийся тем, что содержит внутренние перфорированные оболочки разных длин.

3. Кабель-датчик по п. 1, отличающийся тем, что наполнители выполнены из газочувствительных сенсорных материалов двойных оксидов ZnTiO3, ZnNb2O6, ZnTa2O6, ZnCr2O4.

4. Кабель-датчик по п. 1, отличающийся тем, что один из слоев газочувствительных наполнителей размещен между сплошными оболочками.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взврывозащиты технологического оборудования. Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания разрывных элементов.

Изобретение относится к системам обнаружения пожарной опасности и пожара и может быть использовано в судостроении, в частности в системах обнаружения пожарной опасности и пожара на подводных лодках, а также для мониторинга пожароопасной обстановки в отсеках подводной лодки.

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для обнаружения пожароопасной ситуации на самых ранних стадиях развития. Электроиндукционный пожарный извещатель содержит измерительный усилитель, блок обработки информации, блок питания, высоковольтный импульсный генератор и измерительную линию.

Настоящее изобретение относится к области пожарной безопасности и электроэнергетики, а именно к способам обнаружения предпожарных ситуаций, возникающих в результате локальных перегревов электрооборудования, и предназначено для предупреждения пожаров, возникающих из-за неисправностей электропроводки, в частности неисправностей в электроустановочных устройствах.

Настоящее изобретение относится к средствам контроля за предпожарными ситуациями, возникающими в результате локальных перегревов электрооборудования, и предназначено для предупреждения пожаров, возникающих из-за неисправностей электропроводки, в частности неисправностей в электроустановочных устройствах.

Изобретение относится к области дистанционного зондирования Земли из космоса. Технический результат заключается в повышении устойчивости и достоверности результатов контроля.

Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к способам и устройствам предупреждения пожаров, возникающих при неисправностях в электрических сетях и электроустановках.

Изобретение относится к техническим средствам для обнаружения и устранения пожара внутри воздушного судна. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств указанного назначения.

Изобретение относится к области устройств пожарной сигнализации. Технический результат заключается в снижении энергопотребления.

Изобретение относится к области судостроения, конкретнее - к автоматизации процессов обнаружения пожарной опасности на подводных лодках. Осуществляют контроль процентного содержания кислорода в воздушной среде отсека подводной лодки и при повышении процентного содержания кислорода выше установленного значения определяют зоны, где возможен контакт горючего вещества и источника зажигания, температура которого достаточна для начала возгорания горючего вещества при текущем повышенном процентном содержании кислорода, и сигнализируют об этом как о возникновении пожарной опасности.

Система содержит поездную линию связи, блок машиниста, блоки вагонов, пожарные извещатели, концевые выключатели дверей вагона и громкоговорителя. Причем каждый из блоков машиниста и вагона выполнен в герметичном корпусе, в блок машиниста включен узел электропитания, оперативно запоминающее устройство и процессор, обеспечивающий обмен по линии связи и формирующий информационные сообщения, а блок вагона представляет собой электронное микропроцессорное устройство, установленное в каждом вагоне электропоезда и осуществляющее питание линии связи пожарных извещателей, измерение тока в линии связи и формирование по запросу блока машиниста кодовой посылки, содержащей информацию о своей работоспособности и состоянии подключенных цепей, при этом опрос каждого блока вагона блоком машиниста производится по выделенной линии связи. Причем блок машиниста через согласующее устройство связан с поездной радиостанцией и возникновении сигналов о пожароопасной ситуации подает электропитание на радиостанцию через две пары контактов реле и формирует управляющие сигналы для радиостанции. Достигается повышение эффективности работы пожарной сигнализации. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области предупреждения пожаров при возгораниях на больших площадях и может быть использовано для раннего обнаружения и определения типа лесного пожара (низовой, верховой). Система раннего обнаружения и определения типа лесного пожара содержит n датчиков, каждый их которых содержит акустический сенсор, первый температурный выключатель, первый выход которого соединен с источником питания, а второй выход связан с первым входом электропитания радиопередатчика, выход которого связан с радиоантенной, размещенных на контролируемой территории вокруг центра слежения, содержащего звуковоспроизводящее устройство, приемник радиосигнала, вход которого связан с радиоприемной антенной. При этом каждый датчик дополнительно содержит второй температурный выключатель, первый выход которого соединен с источником питания, а второй выход подключен к входу таймера с управляемым ключом, выход которого связан с первым входом электропитания радиопередатчика, второй вход которого подключен к выходу усилителя, первый вход электропитания которого соединен со вторым выходом первого температурного выключателя, а второй вход связан с выходом акустического сенсора. Устройство управления в центре слежения содержит аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу приемника радиосигнала, а выход связан с первым и вторым входом устройства определения кода сигнала с управляемым ключом, выход которого соединен с входом звуковоспроизводящего устройства и с входом вычислителя спектра Фурье, выход которого связан со входами двух сумматоров амплитуд низких частот и амплитуд высоких частот, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входу вычитающего устройства, выход которого связан со входом порогового устройства. Технический результат - дистанционное определение работоспособности датчиков до начала пожара и автоматическое определение типа пожара (низовой, верховой) при его раннем обнаружении и дальнейшем наблюдении. 2 ил.

Изобретение относится к области пожарной безопасности. Способ раннего обнаружения пожара, основанный на том, что измеряют текущее значение концентраций в воздухе газовых компонентов, выбранных из группы, состоящей из водорода, окиси углерода, двуокиси углерода и ароматических углеводородов, выделяющихся при тлении горючих материалов. Определяют соотношение измеренных концентраций газовых компонентов и сравнивают с заданным его значением, при совпадении указанных значений формируют сигнал тревоги. Наряду с сигналом тревоги формируют высокочастотное колебание и модулирующий код, отображающий идентификационный номер объекта пожарной безопасности и его координаты. Манипулируют высокочастотное колебание по фазе модулирующим кодом, усиливают по мощности сформированный сложный сигнал с фазовой манипуляцией, излучают его в эфир, улавливают на диспетчерском пункте наблюдения и/или в пожарной службе. Усиливают по напряжению, преобразуют по частоте с использованием напряжения гетеродина. Выделяют напряжение промежуточной частоты и осуществляют поиск сигналов в заданном диапазоне частот путем периодической перестройки частоты гетеродина, а затем удваивают фазу напряжения промежуточной частоты, измеряют ширину спектра принимаемого сигнала на промежуточной частоте и его второй гармонике. Преобразуют значение ширины спектра в соответствующие амплитуды, определяют разность указанных амплитуд, сравнивают ее с пороговым уровнем и в случае его превышения принимают решение об обнаружении сложного сигнала с фазовой манипуляцией, прекращении перестройки частоты гетеродина на время τз, необходимое для синхронного детектирования обнаруженного сложного сигнала с фазовой манипуляцией, разрешении его дальнейшей обработки, в ходе которой делят его по фазе на два, выделяют гармоническое колебание на частоте ωпр/2, удваивают фазу, выделяют колебание на промежуточной частоте ωпр, сдвигают по фазе на 90° и используют в качестве опорного напряжения для синхронного детектирования принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией на промежуточной частоте. Выделяют и регистрируют низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему коду, по истечении времени τз продолжают перестройку частоты гетеродина и поиск сигналов в заданном диапазоне частот. В процессе преобразования частоты принимаемого сигнала выделяют напряжение суммарной частоты, детектируют его и используют продетектированное напряжение для разрешения обработки принимаемого сигнала по селекции и обнаружению сложного сигнала с фазовой манипуляцией, выделяют ложный сигнал (помеху), принимаемый по каналу прямого прохождения на промежуточной частоте ωпр, инвертируют его по фазе на 180°, суммируют с принимаемым ложным сигналом (помехой) и компенсируют его. Для реализации способа используют устройство для раннего обнаружения пожара. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости и достоверности приема сигналов тревоги. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к способам и устройствам обнаружения пожара или перегрева. Способ обнаружения пожара или перегрева, который заключается в том, что измеряют температуру и скорость ее изменения по сопротивлению одного или нескольких чувствительных элементов линейного терморезистивного датчика. Контролируют исправность этих чувствительных элементов, формируют и передают информацию о пожаре, перегреве или об обнаруженных неисправностях. Кроме того, дополнительно контролируют целостность оболочки линейного терморезистивного датчика по сопротивлению изоляции чувствительных элементов. Устройство обнаружения пожара или перегрева содержит блок обнаружения пожара, на вход которого подключены линейные терморезистивные датчики. В блоке обнаружения пожара осуществляется измерение сопротивления чувствительных элементов линейных терморезистивных датчиков, вычисление по этому сопротивлению температуры и скорости ее изменения, контроль исправности чувствительных элементов и целостность оболочки линейных терморезистивных датчиков по сопротивлению изоляции чувствительных элементов. Кроме того, в блоке обнаружения пожара осуществляется формирование и передача в систему пожарной защиты объекта контроля информации о пожаре, перегреве или неисправностях. Каждый линейный терморезистивный датчик представляет собой длинную тонкостенную металлическую оболочку, в которой размещены один или несколько чувствительных элементов, выполненных из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления и изолированных друг от друга и от оболочки теплопроводным материалом. Внутри оболочки также размещены один или несколько изолированных проводников, относительно которых измеряется сопротивление изоляции чувствительных элементов. Признаком нарушения целостности оболочки линейного терморезистивного датчика, по которому в блоке обнаружения пожара формируется соответствующий сигнал об отказе, является достижение минимального допустимого значения сопротивления изоляции. Технический результат заключается в повышении надежности устройства обнаружения пожара или перегрева. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Извещатель пожарный аспирационный используют для контроля среды защищаемого объекта на предмет пожарной опасности. Извещатель пожарный аспирационный выполнен в виде корпуса, имеющего входной воздухозаборный и выхлопной патрубки, установленные внутри корпуса вентилятор и датчики контроля пожароопасных параметров с процессором управления. Согласно изобретению входной патрубок соединен с отсеком разрежения, на выходе из которого установлен центробежный вентилятор, выходное отверстие которого соединено с отсеком нагнетания воздуха, который одновременно соединен в области максимальных угловых скоростей нагнетаемого потока воздуха с выхлопным патрубком, а в области минимальных скоростей нагнетаемого воздуха соединен через отверстие в перегородке с отсеком измерений, в котором установлены датчики контроля пожароопасных параметров объекта и процессор управления, дополнительно отсек измерений посредством эжектора соединен с областью максимальных угловых скоростей воздуха отсека нагнетания. Данная конструкция обеспечивает сокращение продолжительности технического обслуживания и более продолжительный срок службы извещателя. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к сигнализаторам повышения температуры, и может быть использовано для обнаружения возгораний, в том числе и в двигательных отсеках летательных аппаратов. Предложено устройство волоконно-оптического сигнализатора для систем оповещения о возгорании, причем устройство включает в себя чувствительный элемент из кварцевого оптоволокна, заключенного в капилляр из нержавеющей стали, являющийся одновременно и источником ИК-излучения, многомодовое соединительное оптоволокно, оптические разветвители, оптические разъемы, источник излучения, двухспектральный фотодетектор или детектор спектрального отношения, исполнительный блок, формирующий необходимые сигналы для системы пожаротушения. В случае использования многоточечного способа контроля, двухспектральный детектор может быть выполнен как в виде матрицы со многими элементами, так и в виде матрицы из двух элементов. Устройство обеспечивает снижение инерционности, а также увеличение помехозащищенности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам обеспечения пожарной безопасности в помещениях пожароопасных объектов, содержащих тепловыделяющее оборудование и может быть использовано в судостроении в судовых системах пожарной и температурно-тревожной сигнализации для обнаружения пожаров на начальных этапах их развития. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей систем пожарной и температурно-тревожной сигнализации в плане обнаружения начальных этапов образования и развития пожаров путем реализации функций обучения и самонастройки с автоматической адаптацией систем к особенностям объектов защиты и изменениям условий эксплуатации. Множество контролируемых на объекте физических параметров объединяют в группы, каждому контролируемому параметру в группе присваивают порядковый номер, на каждом цикле контроля из полученных значений параметров в соответствии с их порядковыми номерами формируют численные ряды, которые запоминают и на последующих циклах контроля сравнивают с вновь сформированным численным рядом, который в случае несовпадения также запоминают для последующего сравнения, при этом запоминание новых численных рядов в соответствии с рядом правил производят в период обучения и самонастройки, после окончания которого, при появлении численного ряда отличного от запомненных, сигнализируют о возникновении начальной стадии пожара в помещении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взрывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан с системой оповещения аварийной ситуации содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом клапана. Узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана. Узел крепления разрывного элемента состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана. Подвижное соединение футерованного грузового затвора с основанием корпуса клапана выполнено в виде трех вертикально установленных стержней в отверстиях, выполненных в периферийной части корпуса футерованного грузового затвора. Внутри упругих элементов, коаксиально им, расположены дополнительные упругие элементы, например, выполненные в виде цилиндрических винтовых пружин. Их верхний торец соединен с основанием демпфирующего устройства, а нижний находится в свободном (неподжатом) состоянии и выступает за нижнюю плоскость упругих элементов на расстояние, определяемое усилием, развиваемым ударной взрывной волной. В демпфирующем устройстве, коаксиально охватывая упругие пружинные элементы и не выступая за их нижнюю поверхность, к основанию демпфирующего устройства, выполненного из жесткого вибродемпфирующего материала типа «Агат», прикреплена втулка, выполненная из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс». К внешней поверхности этой втулки прикреплен индикатор безопасности, реагирующий на возникновение аварийной ситуации, выполненный, например, в виде датчика, реагирующего на деформацию, типа тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем. Выход тензоусилителя соединен со входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации. Узел крепления разрывного элемента дополнительно снабжен дублирующим индикатором безопасности, закрепленным на проволоке и реагирующим на возникновение аварийной ситуации, выполненным в виде датчика, реагирующего на деформацию, типа тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства общей системы оповещения об аварийной ситуации. Изобретение позволяет повысить эффективность защиты технологического оборудования в случае чрезвычайной ситуации (ЧС). 3 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-11-27 2016-11-28T01:13:35
Наверх