Устройство дистанционного контроля утечек газа и загазованности помещений
Полезная модель относится к области приборостроения, в частности, к устройствам формирования измерительной и управляющей информации по первичным параметрам дистанционного контроля утечек газа и загазованности помещений. Устройство содержит датчик загазованности, датчик объемного потока воздуха вытяжных шкафов над газовым прибором, газовый прибор, счетчик расхода газа с импульсным выходом, клапан отсечки подачи газа, последовательно соединенные преобразователь частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение, масштабирующий усилитель и сглаживающий фильтр, дифференциальный усилитель, первый компаратор, задатчик минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов, блок временной задержки, первый многовходовой элемент «ИЛИ», модем сотовой связи с набором информационных входов и выходов, задатчик интервалов опроса, датчик угарного газа, первый, второй, третий и четвертый элементы памяти, первый, второй, третий и четвертый аналого-цифровые преобразователи, второй и третий компараторы, задатчик загазованности помещения, задатчик оксида углерода, первый, второй, третий и четвертый ключи, второй, третий и четвертый элементы «ИЛИ». Использование полезной модели позволяет повысить безопасность эксплуатации газового оборудования за счет непрерывного мониторинга параметров работы с возможностью прогнозирования и своевременного предотвращения возможных возникновений аварийных ситуаций. 1 ил.
Полезная модель относится к области приборостроения, в частности, к устройствам формирования измерительной и управляющей информации по первичным параметрам дистанционного контроля утечек газа и загазованности помещений.
Известна система передачи и обработки сигналов от состояния объектов, содержащая датчики, связанные с объектами, и станцию, включающую блок подключения датчиков, блок обработки данных станции и, по меньшей мере, один пульт оператора, который реализован на основе персонального компьютера с соответствующим программным обеспечением (RU 2087036 С1, кл. G08C 19/00, G08B 25/00, опубл. 10.08.97. Бюл. N 22).
Недостатком системы являются ограниченные функциональные возможности.
Известна система аварийного оповещения с сигнализацией при появлении огня, газа и загрязнения окружающего воздуха с автоматическим контролем и подзарядкой батарей, содержащая центральное устройство контроля и управления, включающее микропроцессор, блок памяти, блок интерфейса, блок ввода-вывода информации, содержащий дисплей с клавиатурой, пожарные датчики, датчики наличия газа, датчики факторов загрязнения окружающего воздуха. (Патент США 5493272 А, G08B 26/00, опубл. 20.02.96).
Недостатком этой системы являются низкие функциональные возможности за счет отсутствия возможности автоматического управления и контроля за состоянием утечек газа, и, следовательно, низкий уровень обеспечения безопасности использования газа.
Известна многофункциональная контрольно-управляющая система, содержащая центральное устройство контроля и управления, общую шину, блоки ввода-вывода, датчики наличия газа, датчики факторов загрязнения окружающего воздуха, устройства отключения подачи газа, многоканальное устройство оповещения по телефонной линии. (RU 2147145, кл. G08B 25/00, опубл. 2000.03.27).
Недостатком этой системы является низкая надежность обеспечения безопасности эксплуатации газового оборудования.
Известно устройство контроля жилищно-коммунальной информации, содержащее датчики загазованности, клапан отсечки подачи газа, счетчик расхода газа с импульсным выходом, газовые приборы, при этом датчики соединены через каналы связи с центральной диспетчерской. (RU 2141626, кл. G01F 1/00, А62С 2/00, G08B 17/00, опубл. 1999.11.20).
Недостатком данного устройства являются невысокий уровень обеспечения безопасности эксплуатации газового оборудования и отсутствие возможности прогнозирования возможных возникновений аварийных ситуаций.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство контроля утечек бытового газа в многоквартирных домах, содержащее датчик загазованности, датчик объемного потока воздуха вытяжных шкафов над газовым прибором, газовый прибор, счетчик расхода газа с импульсным выходом, клапан отсечки подачи газа, последовательно соединенные преобразователь частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение, масштабирующий усилитель и сглаживающий фильтр, дифференциальный усилитель, первый компаратор, задатчик минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов, блок временной задержки, первый многовходовой элемент «ИЛИ» и модем сотовой связи с набором информационных входов и выходов. (RU 2396603, кл. G08B 17/00, опубл. 2010.08.10).
Недостатком данного устройства являются невысокий уровень обеспечения безопасности эксплуатации газового оборудования и отсутствие возможности прогнозирования и своевременного предотвращения возможных возникновений аварийных ситуаций.
Целью полезной модели является повышение безопасности эксплуатации газового оборудования за счет непрерывного мониторинга параметров работы с возможностью прогнозирования и своевременного предотвращения возможных возникновений аварийных ситуаций.
Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее датчик загазованности, датчик объемного потока воздуха вытяжных шкафов над газовым прибором, газовый прибор, счетчик расхода газа с импульсным выходом, клапан отсечки подачи газа, последовательно соединенные преобразователь частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение, масштабирующий усилитель и сглаживающий фильтр, дифференциальный усилитель, первый компаратор, задатчик минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов, блок временной задержки, первый многовходовой элемент «ИЛИ» и модем сотовой связи с набором информационных входов и выходов, дополнительно введены задатчик интервалов опроса, датчик угарного газа, первый, второй, третий и четвертый элементы памяти, первый, второй, третий и четвертый аналого-цифровые преобразователи, второй и третий компараторы, задатчик загазованности помещения, задатчик оксида углерода, первый, второй, третий и четвертый ключи, второй, третий и четвертый элементы «ИЛИ», причем выход датчика загазованности соединен с первым входом второго компаратора и через первый аналого-цифровой преобразователь, первый элемент памяти, первый ключ соединен с информационным входом модема сотовой связи и входом первого многовходового элемента «ИЛИ», выход задатчика загазованности помещения соединен со вторым входом второго компаратора, выход которого через второй элемент «ИЛИ» соединен с управляющим входом первого ключа, выход датчика угарного газа соединен с первым входом третьего компаратора и через второй аналого-цифровой преобразователь, второй элемент памяти и второй ключ соединен с информационным входом модема сотовой связи и входом первого многовходового элемента «ИЛИ», выход задатчика оксида углерода соединен со вторым входом третьего компаратора, выход которого через третий элемент «ИЛИ» соединен с управляющим входом второго ключа, выход датчика объемного потока воздуха соединен с первым входом дифференциального усилителя и через третий аналого-цифровой преобразователь, третий элемент памяти и третий ключ соединен с информационным входом модема сотовой связи и входом первого многовходового элемента «ИЛИ», выход первого многовходового элемента «ИЛИ» через блок временной задержки, клапан отсечки подачи газа, счетчик расхода газа с импульсным выходом, преобразователь частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение, масштабирующий усилитель и сглаживающий фильтр соединен со вторым входом дифференциального усилителя, выход которого соединен со вторым входом первого компаратора и через четвертый аналого-цифровой преобразователь, четвертый элемент памяти и четвертый ключ соединен с информационным входом модема сотовой связи и входом первого многовходового элемента «ИЛИ», задатчик минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов через первый вход первого компаратора и четвертый элемент «ИЛИ» соединен с управляющим входом четвертого ключа, газовый прибор соединен с счетчиком расхода газа с импульсным выходом, первый информационный выход модема сотовой связи через задатчик интервалов опроса соединен с управляющим входом третьего ключа непосредственно, а с управляющими входами первого, второго и четвертого ключей через второй, третий и четвертый элементы «ИЛИ», второй информационный выход модема сотовой связи соединен входом первого многовходового элемента «ИЛИ».
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется представленной на фигуре структурной схемой устройства дистанционного контроля утечек газа и загазованности помещений.
Устройство дистанционного контроля утечек газа и загазованности помещений содержит датчик загазованности 1, датчик объемного потока воздуха 2 вытяжных шкафов над газовым прибором, газовый прибор 3, счетчик расхода газа с импульсным выходом 4, клапан отсечки подачи газа 5, последовательно соединенные преобразователь частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение 6, масштабирующий усилитель 7 и сглаживающий фильтр 8, задатчик интервалов опроса 9, дифференциальный усилитель 10, первый компаратор 11, задатчик минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов 12, блок временной задержки 13, первый многовходовой элемент «ИЛИ» 14, модем сотовой связи 15 с набором информационных входов и выходов, датчик угарного газа 16, первый 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 элементы памяти, первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 аналого-цифровые преобразователи, второй 25 и третий 26 компараторы, задатчик загазованности помещения 27, задатчик оксида углерода 28, первый 29, второй 30, третий 31 и четвертый 32 ключи, второй 33, третий 34 и четвертый 35 элементы «ИЛИ».
Устройство работает следующим образом.
При безопасной эксплуатации газового оборудования все параметры находятся в допустимых пределах. Газ через клапан отсечки подачи газа 5 и счетчик расхода газа с импульсным выходом 4 подастся на газовый прибор 3, где происходит его сгорание. В результате этого образуются продукты сгорания, объем которых измеряется датчиком объемного потока воздуха 2 вытяжных шкафов над газовым прибором и с помощью третьего 23 аналого-цифрового преобразователя записывается в третий 19 элемент памяти. Возможные утечки газа измеряются датчиком загазованности 1, и с помощью первого 21 аналого-цифрового преобразователя записывается в первый 17 элемент памяти. Неполное его сгорание измеряется датчиком угарного газа 16, и с помощью второго 22 аналого-цифрового преобразователя записывается во второй 18 элемент памяти.
При возникновении аварийной ситуации при эксплуатации газового прибора связанной с утечкой газа, величина загазованности превысит допустимое значение, устанавливаемое задатчиком загазованности помещения 27, сработает второй 25 компаратор, который через второй 33 элемент «ИЛИ» откроет первый 29 ключ. В результате сигнал через первый многовходовой элемент «ИЛИ» 14 поступит на блок временной задержки 13. Если измеренные величины загазованности не является случайным фактором, и превышают допустимое значение достаточно продолжительное время, определяемое блоком временной задержки 13, то вырабатывается сигнал на прекращение подачи газа, подаваемый на клапан отсечки подачи газа 5. Одновременно содержимое первого 17 элемента памяти, в котором хранится последовательность значений загазованности за определенный промежуток времени, подается на информационный вход модема сотовой связи 15. Модем сотовой связи 15 передает значения загазованности и сигнал аварии на диспетчерский пункт газораспределительной организации, обслуживающей данный объект для принятия оперативных действий.
При возникновении аварийной ситуации при эксплуатации газового прибора, связанной с превышением допустимого значения концентрации оксида углерода, величина которой устанавливается задатчиком оксида углерода 28, сработает третий 26 компаратор и через третий 34 элемент «ИЛИ» откроет второй 30 ключ. В результате сигнал через первый многовходовой элемент «ИЛИ» 14 поступит на блок временной задержки 13. Если измеренные величины концентрации оксида углерода не является случайным фактором, и превышают допустимое значение достаточно продолжительное время, определяемое блоком временной задержки 13, то вырабатывается сигнал на прекращение подачи газа, подаваемый на клапан отсечки подачи газа 5. Одновременно содержимое второго 18 элемента памяти, в котором хранится последовательность значений концентрации оксида углерода за определенный промежуток времени, подается на информационный вход модема сотовой связи 15. Модем сотовой связи 15 передает значения загазованности и сигнал аварии на диспетчерский пункт газораспределительной организации, обслуживающей данный объект для принятия оперативных действий.
Выходной сигнал датчика объемного потока воздуха 2 вытяжных шкафов над газовым прибором отражает объем продуктов сгорания. Импульсы счетчика расхода газа 4 подаются на преобразователь частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение 6, которое усиливается масштабирующим усилителем 7, сглаживается сглаживающим фильтром 8 и на выходе последнего формируется сигнал, пропорциональный объему сгораемого газа непосредственно в данный момент времени. Сигнал совместно с сигналом от датчика объемного потока воздуха 2 вытяжных шкафов над газовым прибором подается на дифференциальный усилитель 10. В результате на выходе дифференциального усилителя 10 формируется сигнал, отражающий рассогласование между объемами расходуемого газа и удаляемых продуктов сгорания. При нормальной работе это рассогласование не превышает допустимой величины, устанавливаемой задатчиком минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов 12, и с помощью четвертого 24 аналого-цифрового преобразователя записывается в четвертый 20 элемент памяти.
При возникновении аварийной ситуации, связанной с недостаточным отводом продуктов сгорания, появляется рассогласование между объемами расходуемого газа и удаляемых продуктов сгорания, которое превышает установленное допустимое значение, определяемое задатчиком минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов 12. При этом сработает первый 11 компаратор и через четвертый 35 элемент «ИЛИ» откроет четвертый 32 ключ. В результате сигнал через первый многовходовой элемент «ИЛИ» 14 поступит на блок временной задержки 13. Если данная ситуация не является случайным фактором, и превышает допустимое значение достаточно продолжительное время, определяемое блоком временной задержки 13, то вырабатывается сигнал на прекращение подачи газа, подаваемый на клапан отсечки подачи газа 5. Одновременно содержимое четвертого 20 элемента памяти подастся на информационный вход модема сотовой связи 15. Модем сотовой связи 15 передает значения рассогласование между объемами расходуемого газа и удаляемых продуктов сгорания и сигнал аварии на диспетчерский пункт газораспределительной организации, обслуживающей данный объект для принятия оперативных действий.
В устройстве предусмотрена возможность организации периодических опросов содержимого элементов памяти с помощью задатчика интервалов опроса 9, в результате чего через модем сотовой связи 15 на диспетчерский пункт газораспределительной организации, обслуживающей данный объект, поступает информация о текущих параметрах работы газового оборудования, позволяющая прогнозировать и своевременно предотвращать возможные возникновения аварийных ситуаций. Период времени опроса состояния газового оборудования устанавливается с диспетчерского пункта газораспределительной организации путем программирования задатчика интервалов опроса 9. Предусмотрена возможность аварийного отключения подачи газа с диспетчерского пункта газораспределительной организации посредством модема сотовой связи 15 с подачей сигнала управления через первый многовходовой элемент «ИЛИ» 14 и блок временной задержки 13 на клапан отсечки подачи газа 5.
Такое решение обеспечивает повышение безопасности эксплуатации газового оборудования за счет непрерывного мониторинга параметров работы с возможностью прогнозирования и своевременного предотвращения возможных возникновений аварийных ситуаций.
Устройство дистанционного контроля утечек газа и загазованности помещений, содержащее датчик загазованности, датчик объемного потока воздуха вытяжных шкафов над газовым прибором, газовый прибор, счетчик расхода газа с импульсным выходом, клапан отсечки подачи газа, последовательно соединенные преобразователь частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение, масштабирующий усилитель и сглаживающий фильтр, дифференциальный усилитель, первый компаратор, задатчик минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов, блок временной задержки, первый многовходовой элемент «ИЛИ» и модем сотовой связи с набором информационных входов и выходов, отличающееся тем, что в него дополнительно введены задатчик интервалов опроса, датчик угарного газа, первый, второй, третий и четвертый элементы памяти, первый, второй, третий и четвертый аналого-цифровые преобразователи, второй и третий компараторы, задатчик загазованности помещения, задатчик оксида углерода, первый, второй, третий и четвертый ключи, второй, третий и четвертый элементы «ИЛИ», причем выход датчика загазованности соединен с первым входом второго компаратора и через первый аналого-цифровой преобразователь, первый элемент памяти, первый ключ соединен с информационным входом модема сотовой связи и входом первого многовходового элемента «ИЛИ», выход задатчика загазованности помещения соединен со вторым входом второго компаратора, выход которого через второй элемент «ИЛИ» соединен с управляющим входом первого ключа, выход датчика угарного газа соединен с первым входом третьего компаратора и через второй аналого-цифровой преобразователь, второй элемент памяти и второй ключ соединен с информационным входом модема сотовой связи и входом первого многовходового элемента «ИЛИ», выход задатчика оксида углерода соединен со вторым входом третьего компаратора, выход которого через третий элемент «ИЛИ» соединен с управляющим входом второго ключа, выход датчика объемного потока воздуха соединен с первым входом дифференциального усилителя и через третий аналого-цифровой преобразователь, третий элемент памяти и третий ключ соединен с информационным входом модема сотовой связи и входом первого многовходового элемента «ИЛИ», выход первого многовходового элемента «ИЛИ» через блок временной задержки, клапан отсечки подачи газа, счетчик расхода газа с импульсным выходом, преобразователь частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение, масштабирующий усилитель и сглаживающий фильтр соединен со вторым входом дифференциального усилителя, выход которого соединен со вторым входом первого компаратора и через четвертый аналого-цифровой преобразователь, четвертый элемент памяти и четвертый ключ соединен с информационным входом модема сотовой связи и входом первого многовходового элемента «ИЛИ», задатчик минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов через первый вход первого компаратора и четвертый элемент «ИЛИ» соединен с управляющим входом четвертого ключа, газовый прибор соединен с счетчиком расхода газа с импульсным выходом, первый информационный выход модема сотовой связи через задатчик интервалов опроса соединен с управляющим входом третьего ключа непосредственно, а с управляющими входами первого, второго и четвертого ключей через второй, третий и четвертый элементы «ИЛИ», второй информационный выход модема сотовой связи соединен входом первого многовходового элемента «ИЛИ».
