Устройство для контроля загрязнения атмосферы

 

Союз Совета кнн

Соцмапнстмческнн

Респубпик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У (>8?5425 (61 ) Дополнительное к а вт. с вмд- ву (22) Заявлено 260280 (21) 2888201/18-24 с присоединением заявки ¹ (5 t ) M. Кл.

G 08 С 19/12

Ркударствеииый комитет

СССР (23) Приоритет (53) УДК 621. .398(088.8) ио делам изобретений и открытий

Опублмковамо 23.1 081. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 25,1081

H.F Конюхов, В.1"1. Скрипкин, 10.В. Федоров и В.А. Глазунов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. академика С.П. Королева (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ. ЗАГРЯЗНЕНИЯ

АТМОСФЕРЫ

Изобретение относится к информационно-иЗмерительной технике и предназначено для контроля степени за- i грязнения атмосферного воздуха.

Известно устройство для контроля параметров окружающей среды, содержащее датчики, логические схемы обработки с коммутатором, блоков управления и регистрации (1 ).

Однако функциональные возможности

10 этого устройства ограничены, так как в схеме обработки информация не фильтруется, а лишь накапливается за оп- ределенные фиксированные промежутки времени. Кроме того, передача лишь

15 факта превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) вещества не позволяет в полной мере оценить состояние атмосферы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для передачи информации о загрязнении окружающей среды, содерI жащее в каждом информационном канале последовательно соединенные датчик, аналого-цифровой преобразователь, цифровой фильтр и регистр, выходы всех регистров соединены со входами элемейта ИЛИ, блок управления, канальные выходы которого подключены к управляющим входам регистров, блок идентификации, вход которого подключен к выходу блока управления, блок регистрации,- первый вход которого сое динен с выходом блока идентификации, а второй вход соединен с выходом схемы ИЛИ, и блок тревожной сигнализации, включающий счетчик и шифратор порога, вход которого подключен к выходу блока идентификации (2).

Недостатком устройства является большой объем выходной информации, которую получатель должен дополнительно обрабатывать для получения интегральных оценок степени загрязнения окружающей среды.

Известны устройства, при помощи которых уровни загрязнения приземно875425 го слоя атмосферы по степени их вредного влйяния на самочувствие и здоровье человека можно разделить на четыре зоны: допустимое, вызывающее опасение, опасная и черезвычайно опасная, при этом для различных веществ кратность превьппения ПДК на границах зон различна. Для веществ первого класса эти кратности равны 4,7 и 14, для второго — 4,12 и 38, для третьего - 4,13 и 67, для четвертого — 4,20 и 100. Поэтому для оперативности получения интегральной информации необходимо передавать получателю зону загрязнения, опасность которой определяется уровнем ПДК для рассматриваемого вещества. Однако доставка получателю на ряду с информацией о величине измеряемого параметра информации о номере зоны загрязнения не повьппает быстродействия устройствами*

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля загрязнения атмосферы, содержащее в кром информационном канале последовательно соединенные датчик, аналого-цифровой преобразователь, цифровой фильтр и регистр, выходы регистров всех информационных каналов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом регистратора, блок управления, первые и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами регистров информационных каналов и через блок идентификации со вторым входом регистратора, блок сигнализации, включающий счетчик и шифратор пороговых значений, вход которого соединен со вторым входом регистратора, введены в блок сигнализации формирователь кода и шифратор зоны, выход и первый вход которого соединены соответственно с третьим и вторым входами регистратора, входы формирователя кода соединены соответственно, с выходом элемента ИЛИ и выходом шифратора пороговых значений, выход формирователя кода соединен со входом счетчика, выходы которого соединены со вторыми входами шифратора зоны, кроме того, шифратор зоны выполнен на элементах И, элементе ИЛИ, кодере номера зоны, дешифраторе кратности и дешифраторе классности вещества, вход которого соединен с первым входом шифратора зоны, первый, второй, третий и четвертый выходы дешифратора класспости вещества соединены с объединенными первыми входами соответственно первого и второго, третьего и четвертого пятого и шестого, седьмого и восьмого элементов И, выходы элементов И соединены с соответствующими первыми входами элемента ИЛИ, выход которого через кодер номера зоны соединен с выходом шифратора зоны, входы дешифратора кратности соединены со вторыми входами шифратора зоны, один из выходов — со вторым входом элемента ИЛИ, другие выходы — со вторыми входами

15 соответствующих элементов И.

На фиг. 1 показана функциональная блок-схема устройства для контроля заКод параметра с выхода элемента

ИЛИ 14 поступает в блок 8 сигнализации на вход формирователя 10 и в регистратор 13. На другой вход формирователя 10 поступает код ПДК данногопараметра, формируемь1й шифратором 9, поэтому на выходе формирователя 10 формируется число-импульсный код, характеризующий кратность превышения ПДК. Счетчик 11 преобразует число50

55 грязнения атмосферы; на фиг. 2 — блокщ схема шифратора зоны.

Устройство содержит датчики 1, аналого-цифровые преобразователи 2, цифровые фильтры 3, регистры 4, состав-ляющие информационные каналы 5, блок

z5 6 управления, блок 7 идентификации, блок 8 сигнализации, содержащий шифратор 9 пороговых значений, формирователь 10 кода, включающий счетчик

1 1 и шифратор 12 зоны, регистратор 13, З0 элемент ИЛИ 14.

С выхода датчиков 1 снимается электрический сигнал, пропорциональ- . ный величине измеряемого параметра загрязнения. Преобразователи 2 преобразуют выходные сигналы соответствующих датчиков I в число-импульсный код.

Цифровые фильтры 3 производят фильтрацию кода за определенный период вре-. мени. Блок 6 управления вырабатывает

40 сигналы считывания для каждого регистра 4 канала 5 и команды управления на блок 7 идентификации. Блок идентификации 7 формирует число-импулжный код измеряемого вещества, соответствующий его классу по шкале загрязнения, 45 т.е.с 1 по 4,в зависимости от номера подключенного канала 5 на вход элемента ИЛИ 14.

5 8 импульсный код кратности превьппения

ПДК в параллельный двоичный, посту.= лающий на информационные входы шифратора 12 зоны.

Шифратор зоны 12 (фиг. 2) предназначен для формирования кода зоны загрязнения в зависимости от кратности превышения ПДК для рассматриваемого класса вещества и содержит элементы

И 15-22, дешифратор 23 классности вещества, элемент ИЛИ 24, кодер 25 номера зоны и дешифратор 26 кратности. Дешифратор 26 кратности преобразует параллельный двоичный код кратности превьппения ПДК, поступающий на его информационные входы со счетчика 11, в десятичный. Выходы кратности "4" "7" "!2" "13" "14" "20"

7 Э 1

"38", "67" и "100" дешифратора 26 соответствуют кратностям ПДК, отделяющим зоны загрязнения. Так как эти кратности для различных классов вещества различны, то сигналы с выходов дешифратора 26 поступают на элементы И 15-22, управляемые кодом класса вещества. Код кЛасса вещества, т.е. число импульсов от одного до четырех поступает с блока 7 на вход дешифратора 23.

75425

45 параметра поступает на один из входов регистратора 13, на другой вход которого поступает сигнал с выхода блока

7 идентификации, код которого соответствует номеру (классу) параметра, 50 информация о котором считывается. Появление этого кода на выходе блока 7 идентификации обусловлено сигналом управления с блока б управления, образующегося одновременно с сигналами считывания.

На блок 8 тревожной сигнализации с выхода элемента ИЛИ 5 поступает число-импульсный код, соответствующий значвнияи измерения параметров. Этот

Дешифратор 23 преобразует числоимпульсный код в десятичный, т,е. формирует сигналы "1", "2", "3" и

"4", открывающие ту или иную пару элементов И (И 21-22, И 19- 20, И 1718, или И 15-16). Сигналы с выходов дешифратора 26 проходят через соответствующие элементы И на элемент

ИЛИ 24, с выхода которого поступают на вход блока 25 кодирования номера эоны ..

Число импульсов на выходе элемента ИЛИ 24 соответствует номеру эоны загрязнений. Для четвертой зоны— три импульса, для третьей — два, для второй - один и для первой зоны— ни одного импульса. Например, для вещества второго класса значения критических кратностей ПДК для зон загрузнения равны 4,12 и 38. Если кратность превьппения ПДК больше 38, то с выхода дешифратора 14 поступят сигналы на элементы И 19, И 16, И 21

И 18, И 20 и И 22.

На выход дешифратора 23 поступают два импульса и разрешающий уровень, образованный на выходе дешифратора

23, откроет элементы И 19, И 20, тем самым разрешая доступ. сигналов ц выходов кратности "12" и "38" дешифратора 14. Так как выход кратности "4" дешифратора 14 подключен к элементу

ИЛИ 24 непосредственно, то на его выходе образуются три импульса (с выхода кратности "4" дешифратора 14, с выхода элементов И 19-20)..Если кратность превышения ПДК для второго класса вещества лежит между "4" и "12", то на выходе элемента ИЛИ 24 появит10 ся только один импульс и т.д.

Полученное таким образом число иипульсов кодируется кодером 25, koторый формирует код ноиера зоны "00", "0l "I0 или "ll сеответственно

l5 для первой, второй, третьей и четвертой зон загрязнения. Код эоны с выхода 25 поступает на третий вход регистратора 13. с

Регистратор 13 предназначен для

2» регистрации измеряемых значений параметров загрязнения (первый вход), для фиксации кода параметра (второй вход) и кода зоны опасного загрязнения (третий вход) на долговременный у5 носитель, например, на перфоленту или на табло оператора.

Устройство работает следующим образом.

По команде "Начальная установка" (шины команды не показаны) все блоки и элементы устройства обнуляются. С выходов датчиков 1 поступает информация о величине загрязняющих атмос- . феру параметрах, которая в преобразо35 вателе 2 преобразуется в число-импульсный код и поступает на вход цифрового фильтра 3. После фильтрации в регистры 4 записывается информация, соответствующая значению измеряемого

4О параметра за некоторый интервал времени. Считывание этой инфориации осуществляется по сигналам блока 6 управления последовательно по каналам 5 и через элемент ИЛИ 5 код измеряемого

875425

Формула изобретения

25 код приходит на первый вход блока делителя 10. Одновременно с блока 7 идентификации на шифратор 9 пороговых значений блока 8 тревожной сигна.пизации поступает код-идентификатор самого параметра, определяемый его классом (с первого по четвертый). На выходе шифратора 9 появляется код, соответствующий значению ПДК для данного параметра, который поступает на второй вход формирователя IO.Ïîýòoìó на выходе формирователя 10 образуется число-импульсный код, соответствующий кратности превьш1ения ПДК. Числоимпульсный код кратности поступает на счетчик ll, с выходов которого параллельный код кратности превышения ПДК поступает на информационные входы дешифратора 14 кратности шифратора

13 зоны. В зависимости от величины кратности на части, или на всех выходах дешифратора 14 образуются сигналы, поступающие на соотнес.тствующие элементы И 15-22. Одновременно на управляющий вход дешифратора 23 классности поступает код параметра (код класса вещества) с блока 7 идентификации, информация о котором анализировалась в формирователе 10. В зависимости от кода на одном из выходов дешифратора 23 образуется раз11ешающий сигнал для какой-либо пары элементов И 15-22, с выхода которых, а также непосредственно с выхода кратности "4" сигналы граничных превышений ПДК поступают на элемент

ИЛИ 24, с выхода которой число им. пульсов, соответствующих номеру зоны загрязнений, поступает на вход кодера 25 номера зоны. С выхода кодера

25 код номера зоны поступает на третий вход регистратора 13. Так, если кратность превышения ПДК выше значения, соответствующего границе между третьей и четвертой зонами загрязнения, то импульсы на вход элемента

ИЛИ 24 поступают с обеих пар элементов И, соответствующих рассматриваемому классу вещества, и с выхода кратности "4" дешифратора 14, поэтому на выходе элемента ИЛИ 24 образуются три импульса, а на выходе кодера 25 код "11", соответствующий четвертой — черезвычайно опасной зоне загрязнения. Если кратность превышения

ПДК ниже четырех, то ни на одном выходе дешифратора 14 не образуется сигнал, на выходе элементов ИЛИ 24 сигналов не будет и на выходе регист30

55 ратора 25 образуется нулевой код

"00", соответствующий зоне умеренного, неопасного загрязнения и т.п.

Поступающая на вход регистратора 13 информация фиксируется на долговременный носитель типа перфоленты, магнитной ленты, или на табло оператора.

Технико-экономическая эффективность заключается в расширении. функциональных возможностей устройства для контроля загрязнения атмосферы и повышении оперативности при получении интегральной информации о зоне загрязнения наряду с информацией о самой величине измеряемого параметра.

Получение информации об опасных зонах загрузнения позволяет оперативно воздействовать на процесс загрузнения и своевременно регулировать его, снижая в конечном счете вредное влияние загрязнения на здоровье человека.

1. Устройство для контроля загрязнения атмосферы, содержащее в каждом информационном канале последовательно соединенные датчик, аналого-.цифровой преобразователь, цифровой фильтр и регистр, выходы регистров всех информационных каналов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом регистратора, блок управления, первые и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами регистров информационных каналов и через блок идентификации со вторым входом регистратора, блок сигнализации, включающий счетчик и шифратор пороговых значений, вход которого соединен со вторым входом ревистратора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в блок сигнализации введены формирователь кода и шифратор зоны, выход и первый вход которого соединены соответственно с третьим и вторым входами регитратора, входы формирователя кода соединены соответственно с выходом элемента

ИЛИ и выходом шифратора пороговых значений, выход формирователя кода соединен со входом счетчика, выходы которого соединены со вторыми входами шифратора зоны.

2. Устройство для контроля загрязнения атмосферы по и. 1, о т л и—

8754 ч а ю щ е е- с я тем, что, шифратор зоны выполнен на элементах И, элемен» те ИЛИ, кодере номера зоны, дешифраторе кратности и дешифраторе классности вещества, вход которого соединен с первым входом шифратора зоны, первый, второй, третий и четвертый выходы дешифратора классности вещества соединены с объединенными первыми входами соответственно первого и второго, 1О третьего и четвертого,. пятого и шестого, седьмого и восьмого элементов

И, выходы элементов И соединены с со, ответствующими первыми входами элемента ИЛИ, выход которого через ко- 15 дер номера эоны соединен с выходом

25 10 шифратора зоны, входы дешифратора кратности соединены со вторыми входами шифратора зоны, один из выходов со вторым входом элемента ИЛИ, другие выходы — со вторыми входами соответствующих элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции В 2140.119, кл. G 08 В 11/00, опублик. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 610149, кл, G 08 С 19/12, 1978 (прототип).

3. Временные инструктивно методические указания по оценке загрязнения атмосферного воздуха. М., 1977.

875425

Л оУ кратности ape áûøåèèè

ПДК (инсрормацианньа

РЮ60) фщ 8h13J

Составитель Н, Бочарова

Редактор Н. Кончицкая Техред Т.Иаточка Ко ектор А. Гриценко рр

Заказ 9341/76

Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

ЛОССИ стра

Й@®а ий

cé.7)