Сигнализатор наличия опасного напряжения

Авторы патента:

Заявленная полезная модель относится к измерительной технике, а именно к сигнализаторам наличия опасного напряжения, и может быть использована на железнодорожном транспорте и в других областях промышленности при работе обслуживающего персонала в зоне высокого напряжения. Технический результат заключается в повышении чувствительности устройства и безопасности обслуживающего персонала. Для этого сигнализатор наличия опасного напряжения содержит, как минимум, два устройства (1) определения наличия напряжения, с заданной направленностью действия, и исполнительный орган (2). Каждый из устройства определения наличия напряжения (1) включает сенсор (3) напряженности электрического поля, систему (4) обработки сигналов, пороговое устройство (5) и трансивер (6), с приемопередающей антенной (7) на выходе. Сенсор (3) напряженности электрического поля выполнен в виде двухкоординатных диполей (8) разнонаправленной чувствительности. Система (4) обработки сигналов представляет собой цепи последовательно соединенных дифференциального усилителя напряжения (9), полосового фильтра (10) и амплитудного детектора (11), и каждая из цепей входом дифференциального усилителя напряжения (9) подключена к выходу соответствующего диполя (8). Выходы амплитудных детекторов (11) подключены на входы порогового устройства (5), а выход его подключен на вход трансивера (6). Исполнительный орган (2), к которому посредством радио связи подключены устройства (1) определения наличия напряжения, выполнен в виде устройства (2) оповещения и регистрации, состоящего из контроллера (12), и подключенных к нему трансивера (13) с приемопередающей антенной (14), считывателя (15) карты памяти, индикатора (16) с пультом управления, таймера (17) реального времени, реле (18) проблескового маячка и ключа (19) сирены.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является сигнализатор наличия опасного напряжения (см. патент на изобретение RU 2006951, МКИ G08B 23/00, G01R 29/12, авторы Коробанов С.В. и др., патентообладатели: Коробанов С.В., Сви П.М., Столяров М.Д., опубл. 30.01.1994), который содержит сенсоры напряженности электрического поля, каждый из которых через систему обработки сигналов подключен к пороговому устройству, и исполнительный орган.

Недостаток известного способа заключается в низкой чувствительности, обусловленной наличием подвижного (на одежде из электропроводящего материала) размещения датчиков и измерения поля интегральным методом с минимальной чувствительностью. Проблема экранирования поля человеком, любым проводящим предметом, т.е. если между датчиком поля и источником электрического поля есть электропроводящий предмет, в том числе человек, датчик поля теряет чувствительность, решается путем повышения общей чувствительности за счет увеличения числа датчиков и расположения их в оптимальных точках костюма. В результате низкой чувствительности данный способ не может быть использован на достаточном расстоянии (до двух метров) от провода контактной сети рабочего пути, а при приближении к проводу на более близкое расстояние, возможна реакция на электрические поля от проводов контактной сети соседних путей, что снижает безопасность обслуживающего персонала, работающего в зоне высокого напряжения.

Задачей настоящей полезной модели является повышение чувствительности устройства и безопасности обслуживающего персонала, работающего в зоне высокого напряжения.

Это достигается тем, что, в отличие от известного технического решения, введены, как минимум, два устройства определения наличия напряжения, с заданной направленностью действия, с установленным в каждом из них трансивером с приемопередающей антенной на выходе, при этом каждый из устройств определения наличия напряжения включает сенсор напряженности электрического поля, выполненный в виде двухкоординатных диполей разнонаправленной чувствительности, систему обработки сигналов, представляющую собой цепи последовательно соединенных дифференциального усилителя напряжения, полосового фильтра и амплитудного детектора, и каждая из цепей входом дифференциального усилителя подключена к выходу соответствующего диполя, и пороговое устройство, на входы которого подключены выходы амплитудных детекторов, а выход его подключен на вход трансивера, причем исполнительный орган, к которому посредством радио связи подключены устройства определения наличия напряжения, выполнен в виде устройства оповещения и регистрации, состоящего из контроллера и подключенных к нему трансивера с приемопередающей антенной, считывателя карты памяти, индикатора с пультом управления, таймера реального времени, реле проблескового маячка и ключа сирены.

Такое выполнение сигнализатора позволяет использовать направленную чувствительность сенсоров напряженности поля для увеличения чувствительности, при которой, находясь на большом расстоянии от провода контактной сети рабочего пути определять наличие напряжения на нем не зависимо от того, есть или нет напряжения на контактном проводе соседнего пути, и в большей степени решить проблему экранирования путем стационарного размещения устройств определения наличия напряжения левого и правого направления, в соответствии с конструктивной ориентацией диполей, максимально сориентировав их в направлении расположения проводов контактной сети рабочего и соседних путей.

Использование радиоканала для передачи информации о наличие опасного напряжения и осуществления дистанционного управления устройствами определения наличия напряжения и сигнализацией, позволяет разнести территориально устройства определения наличия напряжения, установив их на вышке в зоне возникновения опасного напряжения и вынести из этой зоны устройство оповещения и регистрации, разместив его в кабине машиниста мотрисы. И это позволяет повысить безопасность обслуживающего персонала, работающего в зоне высокого напряжения.

На фиг. представлена блок-схема сигнализатора наличия опасного напряжения.

Сигнализатор наличия опасного напряжения, содержит как минимум два устройства 1 определения наличия напряжения, с заданной направленностью действия и исполнительный орган 2. Каждый из устройства 1 определения наличия напряжения включает сенсор 3 напряженности электрического поля, систему 4 обработки сигналов, пороговое устройство 5 и трансивер 6 с приемопередающей антенной 7 на выходе. Сенсор 3 напряженности электрического поля выполнен в виде двухкоординатных диполей 8 разнонаправленной чувствительности. Система 4 обработки сигналов представляет собой цепи последовательно соединенных дифференциального усилителя напряжения 9, полосового фильтра 10 и амплитудного детектора 11, и каждая из цепей входом дифференциального усилителя напряжения 9 подключена к выходу соответствующего диполя 8. Выходы амплитудных детекторов 11 подключены на входы порогового устройства 5, выход которого подключен на вход трансивера 6. Исполнительный орган 2, к которому посредством радио связи подключены устройства 1 определения наличия напряжения, выполнен в виде устройства 2 оповещения и регистрации, состоящего из контроллера 12 и подключенных к нему трансивера 13 с приемопередающей антенной 14, считывателя 15 карты памяти, индикатора 16 с пультом управления, таймера 17 реального времени, реле 18 проблескового маячка и ключа 19 сирены.

Устройство работает следующим образом.

Сигнализатор наличия опасного напряжения предназначен для предупреждения обслуживающего персонала о приближении к участку с опасным напряжением или появлением, в силу каких либо причин, прямого или наведенного напряжения в зоне проведения работ.

Устройства 1 определения наличия напряжения, с заданной направленностью действия, в соответствии с конструктивной ориентацией диполей 8, устанавливают на перила вышки (не показаны) слева и справа, со стороны входа на вышку. Левое и правое устройства 1 определения наличия напряжения, с заданной направленностью действия, функционально устроены одинаково, но отличаются конструкцией сенсора 3 напряженности поля и не взаимозаменяемы, поскольку имеют разнонаправленную чувствительность диполей 8 и оба ориентированы на провод контактной сети рабочего пути, и каждый из них ориентирован на провод контактной сети соседнего пути с левой или правой стороны.

Устройство 2 оповещения и регистрации устанавливают в кабине машиниста мотрисы (не показана), на которой установлена вышка. Сирену и проблесковый маячок (не показаны) располагают на крыше кабины машиниста мотрисы в зоне видимости и слышимости обслуживающего персонала. Приемопередающая часть радиоканала для передачи информации о наличии опасного напряжения и осуществления дистанционного управления входит в состав устройств 1 определения наличия напряжения и устройства 2 оповещения и регистрации в виде цифровых приемопередатчиков-трансиверов 6, 13 и приемопередающих антенн 7, 14.

Принцип действия сигнализатора наличия опасного напряжения основан на постоянном измерении напряженности электрического поля в зоне производства работ в месте нахождения рабочей вышки и передачи сигнала опасности в случае превышения установленного порога. Сигналом опасности служит включение желтого цвета проблескового маячка и звука сирены с уровнем сигнала, превышающим шум работы двигателя мотрисы и других механизмов в зоне работ.

Напряженность поля измеряют двухкоординатными диполями 8. Сигналы от каждого диполя 8 усиливаются в дифференциальных усилителях напряжения 9, фильтруются полосовыми фильтрами 10 с целью выделения сигнала частоты 50 Гц., в амплитудных детекторах 11 проходят детектирование и преобразование в цифровой вид, и сравниваются с опорными значениями в пороговом устройстве 5. Результаты сравнения поступают в трансивер 6 и по радиоканалу передаются в устройство 2 оповещения и регистрации. Прием и передача информации производится на заданной частоте методом частотной модуляции. Принятая трансивером 13 информация поступает в контроллер 12 устройства 2 оповещения и регистрации, где по идентификаторам, присвоенным устройствам 1 определения наличия напряжения и их диполям 8, определяют превышение порогового уровня конкретного диполя 8. На индикаторе 16 отображаются результаты сравнения сигналов, по которым определяется источник опасного напряжения, будь то провод контактной сети рабочего или соседнего пути. При превышении порогового уровня сигнала любого из диполей 8, контроллер 12 выдает команду на включение реле 18 проблескового маячка и ключа 19 сирены. Перед выездом на участок работы проверяется работоспособность устройств 1 определения наличия напряжения и устройства 2 оповещения и регистрации из кабины машиниста мотрисы и устройства 1 и 2 вводятся в «спящий» режим. Обсуживающий персонал выезжает на место производства работ, где еще раз производится проверка работоспособности устройств 1 и 2. Все действия по проверке работоспособности до выезда и по прибытии на место работ, их включения и выключения, а также все события (сигналы опасности и источники их проявления) в процессе производства работ отображаются таймером 17 реального времени и фиксируются контроллером 12. Записи всех событий снимаются на флешь память, вставляемую в считыватель 15 карты памяти, для распечатки на компьютере и проведения разбора и анализа хода работ.

Сигнализатор наличия опасного напряжения, содержащий сенсоры напряженности электрического поля, каждый из которых через систему обработки сигналов подключен к пороговому устройству, и исполнительный орган, отличающийся тем, что введены как минимум два устройства определения наличия напряжения с заданной направленностью действия, с установленным в каждом из них трансивером с приемопередающей антенной на выходе, при этом каждый из устройств определения наличия напряжения включает сенсор напряженности электрического поля, выполненный в виде двухкоординатных диполей разнонаправленной чувствительности, систему обработки сигналов, представляющую собой цепи последовательно соединенных дифференциального усилителя напряжения, полосового фильтра и амплитудного детектора, и каждая из цепей входом дифференциального усилителя подключена к выходу соответствующего диполя, и пороговое устройство, на входы которого подключены выходы амплитудных детекторов, а выход его подключен на вход трансивера, причем исполнительный орган, к которому посредством радиосвязи подключены устройства определения наличия напряжения, выполнен в виде устройства оповещения и регистрации, состоящего из контроллера и подключенных к нему трансивера с приемопередающей антенной, считывателя карты памяти, индикатора с пультом управления, таймера реального времени, реле проблескового маячка и ключа сирены.