Устройство для передачи и приема сигналов

 

< 1985809

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

wsxoeexОev Cse4avaascxav

Союз Советских

Социалистических

Реслублми (53) lVL.. Кл. (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 15.07.81 (21) 3320932/18-24 с присоединением заявки №

6 08 С 19/12

Гоеуаарстесииый коиитет

СССР (23) Приоритет (53) УДК 621,398 (088, 8) Опубликовано 30. 12. 82. Б1оллетеиь №,48 йо делан изобретеиий и открытий, Дата опубликования описания 04.01.83

Г.И, Бонн, В.А. Левертов, А.И. Валеев, С.. ф:--Цыааинцев, Е.Ю. Троцковская и А.К. Зинов . 1 (72) Авторы изобретения

Уфимский нефтяной институт (71) Заявитель (S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ

И ПРИЕМА СИГНАЛОВ

\, Устройство относится к информа- ционно-измерительной технике и может быть использовано.для измерения параметров вибрации проводов воздушных линий электропередачи;

Известно наземное устройство для регистрации "пляски" проводов. Содержащее индукционный датчик, на выходе которого при "пляске" появляются сигнал с частотой, характерной для механическои частоты "пляски", 1О и анализатор, выявляющий эту частоту и сигнализирующий о наличии."пляски" C.i 3.

Недостатками этого устройства яв15 ляются невозможность измерения параметров вибрации вследствии низкой чувствительности при "пляске" проводов (величина смещения провода на несколько порядков выше, чем при вибрации), а также то, что этот прибор способен лишь выявлять наличие или отсутствие "пляски" без определения ее амплитуды.

Известно устройство защиты от вибраций проводов малых сечений с поддерживающими зажимами, где описан способ измерения параметров вибрации проводов, датчиком вибрации служит пьезоакселерометр, закрепленный на проводе. Сигнал с датчика по кабеJlio поступает на землю, где усиливается, а затем записывается при помощи шлейфового осциллографа. При необходимости получения информации об амплитуде вибрации проводов сигнал с датчика подвергается двойному интегрированию (2 ).

Недостатками такого способа являются отсутствие дистанционной передачи информации, невозможность работы на действующей линии, а также 1 изкая точность измерений вследствие малой величины измеряемого сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для передачи и приема сигналов, содер985809 жащее на передающем пункте датчик, выход которого через первый вход усилителя сигналов подсоединен к второму входу радиопередатчика, выход которого соединен с передающейантенной, блок питания подсоединен через синхронизатор к вторым входам усилителя сигналов и радиопередатчика, на приемной стороне содержащее приемную антенну, подключенную к вхо- !О ду радиоприемника, первый выход которого подключен через синхронизатор к первому входу регистратора сигналов, к второму входу которого подключен выход радиоприемника Г 3 3. s

Основными недостатками известного, устройства являются отсутствие калибровки измерительного тракта и приме нение в качестве чувствительных weментов тензодатчиков, так как за- т труднено их приклеивание на трос

ЛЗП и необходима защита их от воздействия окружающей среды. При приклеивании тензодатчики могту деформироваться, в результате чего И изменяется их градуировочные характеристики, снижается точность измерения параметров вибрации проводов, достоверность результатов и усложняется установка устройства на ЛЭП. зо

Кроме того, для передачи информации с нескольких проводов или нескольких точек одного провода приходится пользоваться несколькими устройствами, что приводит к возрастанию вероятности отказа одного из устройств и потери информации, Цель изобретения - повышение помехоэащищенности сигналов и надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи и приема сигналов, содержащее на передающем пункте датчик сигналов, усилитель сигналов, выход которого соединен с первым входом радиопередатчика сигналов, блок питания, подключенный к входу синхронизатора сигналов, выход которого соединен с первыми входами усилителя сигналов и вторым входом радиопередатчика сигналов, выход которого подключен к передающей антенне, на приемном пункте содержащий приемную антенну, подключенную к входу радиоприемника сиг- 5 налов, первый выход которого через синхронизатор сигналов соединен с первым входом регистратора сигналов, к второму входу которого подключен второй выход радиоприемника сигналов, на передающем пункте введены генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, коммутатор сигналов и датчик сигналов, выполененный на пьезоэлектрических акселерометрах, выходы которых соответственно подключены к первым входам коммутатора сигналов, выход синхронизатора сигналов подключен к второму входу коммутатора сигналов, первым входам генератора калибровочных сигналов, распределителя импульсов и ге- нератора тактовых импульсов, выход которого соединен с вторым входом распределителя импульсов, выходы которого соответственно соединены с третьими входами коммутатора сигналов, к четвертому входу которого подключен выход генератора калибровочных сигналов.

На фиг, 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— принципиальная схема передающего полукомплекта; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит передающий пункт 1, контролируемый пункт 2.

Передающий пункт содержит датчики 3 сигналов, генератор 4 калиброванных сигналов, генератор 5 тактовых импульсов, распределитель 6 импульсов, коммутатор 7 сигналов, усилитель 8 сигналов, радиопередатчик

9 сигналов, блок 10 питания, синхронизатор 11 сигналов. Приемный пункт содержит радиоприемник 12 сигналов, регистратор 13 сигналов, синхронизатор 14 сигналов.

Датчиками вибрации являются пьезоэлектрические акселерометры, выходная ЭДС которых пропорциональна виброускорению e = $х, где S — чувствительность датчика, х - смещение провода.

Применение в качестве датчиков акселерометров позволяет повысить точность измерений, поскольку по сравнению с тензодатчиками, используемыми в прототипе, параметры акселерометров значительно меньше зависят от условий окружающей среды, а при креплении акселерометр не подвергается деформации. Пьезоэлектрический датчик позволяет получиФь на выходе устройства сигнал, пропорциональный как ускорению колебаний

985809 проводов (при этом измерительный усилитель 8 осуществляет только усиление сигнала с датчиков), так и амплитуде колебаний (np этом измерительный усилитель 8 производит двойное интегрирование сигнала).

Генератор 4 калиброванного сигнала вырабатывает прямоугольные импульсы фиксированной амплитуды и час. тоты. Повышение помехозащищенности сигнала происходит за счет повышения точности измерений при введении источника калиброванного сигнала, Сигналы с датчиков и калиброванный сигнал, проходя по одному тракту передачи информации, подвергаются воз-, действию одних и тех же факторов, вызывающих погрешности. Так погрешности, вносимые усилителем 8, радиопередатчиком 9, радиоприемником 12 вследствие зависимости коэффициента усиления усилителя, девиации частоты частотного модулятора радиопередатчика, коэффициента передачи радиоприемника от. температуры и нестабильности напряжения питания одинаковы .для обоих сигналов. Следовательно, при измерении информационного сигнала относительно калиброванного сигнала эти погрешности исчезают. Необходимость введения калиброванного сигнала вызывается тяжелыми условиями эксплуатации устройства, так как температурный диапазон от -40 до

+50 С .

Генератор тактовых импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы длительностью 1 с. Эти иМпульсы поступают на вход распределителя 6 импульсов, на пяти выходах которого поочередно появляются сигналы, при наличии которых осуществляется поочередное подключение генератора 4 калиброванного сигнала и датчиков 3 через коммутатор 7.к входу усилителя 6.

Усилитель 8 предназначен для усиления сигналов при измерении ускорений вибрации проводов или усиления и двойного интегрирования сигналов при измерении амплитуды вибрации проводов.

Радиопередатчик 9 осуществляет частотную модуляцию несущей сигналом, поступающим с усилителя 8, усиление высокочастотного сигнала и излучение его в эфир.

Синхронизатор ll определяет цикличность работы всего устройства.

Периодически синхронизатор подключает питание, поступающее с блока

10 питаний, к генератору 4 калиброванного сигнала; к генератору 5

s тактовых импульсов, распределителю

6 импульсов, коммутатору 7, усилителю 8 и радиопередатчику 9.

Радиоприемник 12 осуществляет прием, детектирование и усиление полезного сигнала.

Регистратор 13 производит запись

1 измеряемого сигнала, поступающего с радиоприемника 12. В качестве регистратора может использоваться магнитофон, магнитограф, шлейфовый осциллограф и т.д. Может осуществляться и визуальное наблюдение сигнала на экране осциллографа.

При наличии сигнала в эфире синх«

20 ронизатор 14 включает регистратор

13 и осуществляется запись измеряемого параметра. При отсутствии сигнала в эфире регистратор 13 посредством синхронизатора отключается и за25 пись прекращается.

Повышение надежности работы уст" ройства при измерении параметров вибрации нескольких проводов или одного провода в нескольких точках уда30 лось добиться путем введения генератора тактовых импульсов, распределителя импульсов, коммутатора и использования одного усилителя, радиопередатчика, блока питания, синхронизатора, Введение трех новых блоков при исключении четырех из каждого из четырех на передающей стороне и использование на приемной стороне одного полукомплекта вместо

4р четырех повышает надежность раЬоты устройства в целом.

Устройство для передачи и приема сигналов имеет блочную конструкцию.

Такая конструкция обеспечивает на15 дежное электромагнитное экранирование отдельных узлов устройства от взаимных наводок. Блоки соединены при помощи разьемов и помещены в корпус. Для обеспечения магнитостао тического экранирования устройства корпус выполнен из ферромагнитного материала. Снаружи корпус покрыт слоем металла, обладающего высокой электропроводностью, что улучшает

55 электромагнитное экранирование и способствует повышению отдачи антенны.

Устройство раоотает следующим obразом (фиг. 2) . Синхронизатор 11 под7

985809

55

Формула изобретения

Устройство для передачи.и приема сигналов, содержащее на передающем ключает питание ко всем блокам пере= дающей стороны 1. Генератор 5 тактовых импульсов вырабатывает первый . импульс, который, пройдя через распределитель 6, Появляется на входе 5 коммутатора, При этом замыкается соответствующий ключ коммутатора 7 и напряжение с генератора 4 каЛиброванного сигнала 4 поступает на вход усилителя 8, усиливается и проходит в радиопередатчик, где происходит частотная модуляция несущей, усиление высокочастотного сигнала и излучение его в эфир.

При возникновении сигнала в эфире появляется сигнал на обоих выходах радиоприемника 12. При этом синхронизатор 14 осуществляет включение регистратора 13 и производится запись продетектированного и усилен- 20 ного сигнала, поступающего с выхода радиоприемника.

Затем генератор 4 тактовых импульсов вырабатывает второй импульс. Появляется сигнал на втором входе ком- 25 мутатора 7, происходит подключение первого датчика 8 к усилителю, затем усиление, модуляция; излучение в эфир, демодуляция и запись сигнала.

Далее по очереди подключаются ос- ЗО тальные датчики и устройство работает аналогично.

Затем синхронизатор ll отключает питание от остальных блоков передающей стороны 1, наступает пауза в работе, которая используется для подзарядки аккумуляторов блока 10 питания. При этом сигнал в эфире исчеза-. ет, синхронизатор 14 отключает регистратор 13 от сети и запись информации прекращается.

По истечении паузы, длящейся

15 мин, синхронизатор вновь подклю(чает питание и цикл ваботы устройства повторяется.

Предлагаемое устройство обладает более высокой точностью вследствие калибровки измерительного тракта в процессе работы и имеет более высокую надежность при измерении пара- 5в метров вибрации в нескольких точках за счет поочередного опроса четырех датчиков и измерения,их параметров одним устройством. пункте датчик сигналов, усилитель сигналов, выход которого соединен с первым входом радиопередатчика сигналов, блок питания, подключенный к входу синхронизатора сигналов, выход которого соединен с первыми входами усилителя сигналов и вторым входом радиопередатчика сигналов, выход которого подключен к передающей антенне, на приемном пункте содержащий приемную антенну, подключенную к входу радиоприемника сигналов, первый выход которого через синхронизатор сигналов соединен с первым входом регистратора сигналов, к второму входу которого подключен второй выход радиоприемника сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности передачи сигналов и надежности устройства, в него на передающем пункте введены генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, коммутатор сигналов и датчик сигналов, выполненный на пьезоэлектрических акселерометрах, выходы которых соответственно подключены к первым входам коммутатора сигналов, выход синхронизатора сигналов подключен к второму входу коммутатора сигналов, первым входам генератора калибровочных сигналов, распределителя импульсов и генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с вторым входом распределителя импульсов, выходы которого соответственно соединены с третьими входами коммутатора сигналов, к четвертому входу которого подключен выход генератора калибровочных сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство С CCP и 556528,.кл. H 02 С 7/14, 1977 °

2.. Савваитов Д.С, Защита от вибраций проводов малых сечений с поддерживающими зажимами. - "Электрические станции", 1972, N 8.

3. Бюкнер В., Кернер Г., филлипс В. (ФРГ) Механические напряжения в проводах линий электропередачи около поддерживающего зажима. — Воздушные линии электропередачи. Переводы докладов, международной конференции по большим электрическим системам

CIGRE, 1968. Под ред. В.В. Бургсдорфа. М., "Энергия", 1970, с. 162 (прототип) .

985809

Составитель Т. Барская

Н. Б як

Редактор Н. Стащишина Техре М. Надь Корректор

Заказ 10168/70 Тираж 642 Подписное

6НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

« 113035,» Иосква Ж-35, Раушская наб, 4/5

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