Устройство для передачи и приема пневматических сигналов

 

г, -вс,. ю... ел

Союз Советскмк

Социалистических

Республик

< 752446

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ЛВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено29.06.78 (21) 2644718/18-24

Э (51) М. Кл.

6 08 С 23/00 с присоединением заявки .%

Государственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений

I н открытнй

Опубликовано 30.07.80. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 30.07.80 (53 ) УД К 62 1-5 26 (088,8) (72) Авторы изобретения

Н. Х. Мехтиев, С. Т. Садыхов и А. И, Кенгерлинский

Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения АН Азербайджанской ССР (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА

ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к передаче информации и может быть использовано при автоматизации непрерывных технологических процессов, Известны устройстве, предназначенные для ускорения процессов передачи и приема пневматических сигналов.

В пневмоэлектрическом устройстве для передачи дискретных сигналов ускорение процессов передачи и приема пневматичес1О ких сигналов достигается за счет преобразования на передекецем пункте пневматических сигналов в электрические, а на приемном пункте — электрических сигналов в пневматические P)„

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для передачи и приема пневматических сигналов, содержащее пневмопьезоэлектрический источник постоянного тока, расположенный на передающем пункте, первый пьезоэлектрический электропневмопреобразователь, расположенный на приемном пункте и двухпроводную электрическую линию связи, подключенную ко входу первого электропневмопреобразователя.

Для повышения быстродействия преобразователя в нем установлен элемент ИЛИ и последовательно включенные дифференциатор и ждущий мультивибратор, к выходу которого подключен управлякеций вход клепана сбросе и один вход элемента ИЛИ, другой вход которого и вход дифференциаторе соединены с входным каналом. Седло клепана питания, подключенного управляющим входом к выходу элемента ИЛИ, выполнено в вице сопла, образукецего эжектор с выходным каналом и каналом сброса P2).

Недостатком указанных устройств является то, что они могут ускорить передачу и прием только дискретных пневматических сигналов и не могут быть использованы для ускорения передачи и приема непрерывных пневматических сигналов, что ограничивает область их применен я.

3Яель изобретения — расширение облас- ти применения устройства.

Поставленная цель достигается за счет того, что на приемном пункте установлен первый импульсный делитель, gaeления, на передающем пункте установлен одномембранный элемент сравнения и последовательно соединенные второй пьезоэлектрический электропневмопреобразова- . тель и второй импульсный делитель дав- 10 ления, вход первого импульсного делителя давления соединен с выходом злектропневмопреобразователя, а выход «с выходным каналом устройства, выход второго импульсного делителя давления соединен 15 с одной из камер элемента сравнения, вторая камера которого соединена с входным каналом устройства, в камерах элемента сравнения установлены неподвижные электрические контакты, один из которых 20 соединен с первыми выходной и входной клеммами соответственно пневмопьезоэлектрического источника постоянного тока и второго электропневмопреобразователя и с одним из проводов линии связи, второй контакт соединен со второй выходной клеммой источника постоянного тока, а подвижный контакт, установленный на мембране элемента сравнения, подключен ко входной клемме второго электропневмо- ЗО преобразователя и ко второму проводу линии связи, На чертеже приведена схема устройства.

Устройство с оде ржит пневм опьезоэлектрический источник 1 постоянного тока, расположенный на передающем пункте, первый пьезоэлектрический злектропневмопреобраэователь 2, расположенный на приемном пункте, и двухпроводную электрическую линию 3 связи, подключенную ко входу первого электропневмопреобразователя, на приемном пункте установлен первый импульсный делитель 4давления, на передающем пункте установлен 45 одномембранный элемент 5 сравнения и последовательно соединенные второй пьезоэлектрический электропневмопреобразователь 6 и второй импульсный делитель 7 давления, вход первого импульсного делителя 4 давления соединен с выходом злектропневмопреобраэователя 2, а выходс выходным каналом устройства, выход второго импульсного делителя 7 давления соединен с ОднОЙ из камер элемента

5 сравнения, вторая камера которого соединена с входным каналом устройства, в камерах элемента сравнения установлены неподвижные электрические контакты, г

752446 4 . один из которых 5,1 соединен с первыми выходной и входной клеммами соответственно пневмозлектрического источника 1 постоянного тока и второго электропневмопреобразователя 6 и с одним из проводов линии 3 связи, второй контакт 5,2 соединен со второй выходной клеммой источника 1 постоянного тока, а подвижный контакт 5,3, установленный на мембране элемента сравнения, подключен ко второй входной клемме второго пьезоэлектрического злектропневмопреобразователя 6 и ко второму проводу линии связи.

Работа устройства при передаче и приеме непрерывных пневматических сигналов происходит следующим образом. Поток питающего воздуха давлением Рп < вибрирует биморфную пьезокерамическую пластину 1.1. Вырабатываемый при этом переменный ток выпрямляется выпрямитеI лем 1,2, Когда Рв„>Рвх > где Рвк входной непрерывный пневмосигнал, а

Р— сигнал на выходе импульсного вх делителя 7 давления, входы злектропневмопреобразователей 2 и 6 соединяются с выходом источника 1 тока. При этом

U=j. P, Р, 1,Р =P -О,Р -Р, 1, где 0 — сигнал (напряжение) на входах злектропневмопреобразователей 2 и 6

Р и Р,, Р и Р<, Р и Р - сигналы (давления) на выходах соответственно струйных преобразователей 2.1 и 6.1, усилителей-формирователей 2,2 и 6.2 и ключей 4.1 и 7.1 и сигналы Рвх и Рвь,х с момента выполнения неравенства Р „ъ

I P> начинают непрерывно нарастать. В вх

I некоторый момент времени, когда Р > Р

Вх Вх происходит переключение контактов элемента 5, контакт 5.3 замыкается с контактом 5.1. При этом U=O Р,=Р =О,Р =Р =1)

Р =Р =О и сигналы Р и Рвь,„с этого момента непрерывно убывают до наступле-! ния неравенства Ð „> Р х, при котором описанный выше цикл работы устройства повторяется..При P>Ä=conet и установившемся состоянии колебательного процесса, за один цикл переключения элемента сравнения, средние значения давле»

t ий Р и Р,„, "(1 вь х где Т, г и С, r, — соответственно периоды и длительности импульсI

3 3 а Р1 и Р1 — сигналы иа входах соответственно ключей 7.1. и 4.1.

752446

Учитывая, что конструкции злектропневмопреобраэователей 2,6 и импульсных делителей 4 и 7 давления идентичны, можно допустить что Т = Р и I, ->, Тогда Р Вы к - PI5„P> (Р, передаюшем и на приемном пунктах уста> новить равные значения Р> и Р на5

I пример Р>=Р> = 105 Пс, то получим

Р, = РВх т. е. давление выходного

Ьых Вх сигнала на приемном пункте будет равно давлению входного сигнала на передаю щем пункте.

При передаче дискретных пневматических сигналов, когда Рв принимает значения "0" либо 1", происходит следуюшее. 7 » вх=1(вх=Рпи =1,4 10 Пс ), тогда контакты 5.3 и 5.2 замкнуты. При этом 0 1; Р, = Р, = 2; Р = Р --О; РЗ вЂ” — РЗ -- 3 и (Рвх) и с х =Р1, 1 4 ОвПа,а (РвыхДпто(„-Р,.

При Рвх=р е когдаРвх Рвх Ц=Ор

P,==Р =1, Р =P =0 и через некоторый промежуток времени на выходе импульсного делителя 4 давления уста-. навливается сигнал Рв>„х = О.

Л

Мощность пневмопьезоэлектрического источника 1 тока не превышает 100мкВт, что значительно меньше искроопасного предела. Поэтому устройство может быть

Устройство может осуществлять перечачу и прием не только дискретных сигналов, но и передачу и прием непрерывныхЗО пневматических сигналов. Величина напряжения U при постоянном значении сопротивления утечки линий связи 3 и биморфных пластинок злектропневмопреобразователей 2 и 6 зависит от величины 35 давления питания Рп и от величины коэффициента умножения выпрямителя-умножителя 1.2. Меняя эти переменные, можно менять >> в широких пределах, например от 25 В до 150 В. 46

В разработанном макете устройства передачи и приема пневматических сигналов номинальные значения давлений питания составляют Рп =,4 lO Ïà,Ð =Р, » >2 Й2

=р 2 Iobtla Время передачи и IIpHeMGBxoAного сигнала Ра„нарасстояние 1000 м и при скачкообразном возмущении Рвх от минимума до максимума и от максимума до минимума на 637 диапазона изменения выходного сигнала (P b, - 0 f 0 Д д)

5 $0 не превышает 5 с. При этом погрешность

ffcTpoHcTBB b Рвых -Рвх Не превышает

+ 500 Па. использовано в искроопасных условиях эксплуатации. Повышение быстродействия процесса передачи и приема непрерывных сигналов достигается эа счет того, что передаваемые на расстояние модулированные дискретные сигналы по своей физической природе являются электрическими сигналами. Отсутствие внешнего электрического источника питания является положительным фактором, повышающим искробезопасность устройства. Дискретный же характер передаваемых на расстояние сигналов способствует повышению помехоустойчивости устройства.

Расширение области применения предложенного устройства открывает перспективу использования его в пневматических системах управления непрерывными технологическими процессами. Замена в этих системах существующих инерционных устройств, включающих повторители — усилители мошности и трубопроводную линию связи, предложенным устройством, приводит к замене трубопроводных линий связи электрическими линиями, повышает дальность и быстродействие передачи и приема сигналов, что, в конечном счете, сказывается на улучшении технико-зкономических показателей систем.

Формула изобретения

Устройство для передачи и приема пневматических сигналов, содержащее пневмопьезозлектрический источник постоянного тока, расположенный на передаюшем пункте, первый пьезоэлектрический злектропневмопреобраэователь, расположенный на приемном пункте и двухпроводную электрическую линию связи, подключенную ко входу первого электропневмопреобразователя, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения области применения устройства, на приемном пункте установлен первый импульсный делитель давления, на передающем пункте

:установлен одномембранный элемент срав— нення и последовательно соединенные второй пьезоэлектрический злектропневмопреобразователь и второй импульоный делитель давления, вход первого импульсного делителя давления соединен с

l выходом электропневмопреобразователя, а выход - с выходным каналом устройства, в ых од второго импульсного делителя давлвния соединен с одной нз камер зле мента сравнения, вторая камера которого соединена с входным каналом устройства, в камерах элемента сравнения установлены неподвиж1

Составитель O. Гудвова

Редактор И. Нанкина Техред И. Асталош Корректор С. Шекмар

Заказ 4772/24 Тираж 682 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

7 752 яые электрические контакты, один из которых соединен с первыми выходной и входной клеммами соответственно пневмопьезоэлектрического источника постоянного тока и второго электропневмопреобра5 зователя и с одним из проводов линии связи, второй контакт соединен со второй выходной клеммой источника постоянного тока, а подвижный контакт, установленный на мембране элемента сравнения, 1

Г

I

I

446 8 подключен ко входной клемме второго электропневмопреобразователя и ко второму проводу линии связи.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No. 391590, кл. Cj 08 С 23/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 553367 кл С 08 С 23/00 1976 (прототип).