RU176013U1 - Датчик обнаружения неисправности электрооборудования - Google Patents
Датчик обнаружения неисправности электрооборудования Download PDFInfo
- Publication number
- RU176013U1 RU176013U1 RU2017129248U RU2017129248U RU176013U1 RU 176013 U1 RU176013 U1 RU 176013U1 RU 2017129248 U RU2017129248 U RU 2017129248U RU 2017129248 U RU2017129248 U RU 2017129248U RU 176013 U1 RU176013 U1 RU 176013U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring channels
- microcontroller
- radiation source
- sensor
- insulation
- Prior art date
Links
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 claims description 6
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000023077 detection of light stimulus Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к системам защиты электрооборудования и системам безопасности. Датчик обнаружения аэрозольных фракций, выделяемых изоляцией проводов при нагреве, включает источник излучения с измерительными каналами, работающими в различных спектральных диапазонах, и блок выделения разностного сигнала между сигналами измерительных каналов.
Технический результат заявленного решения заключается в существенном повышение чувствительности дымовых датчиков в системах контроля разогрева изоляции. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к приборостроению, а именно к средствам обнаружения некачественных контактных соединений в электрооборудовании. Более конкретно, полезная модель относится к системам защиты электрооборудования и системам безопасности.
Из уровня техники известны различные способы обнаружения некачественных электрических соединений, использующих принцип обнаружения дуговых электрических разрядов возникающих в этих местах, основанные на детектировании световых излучений, анализе радиоизлучений от искрения в коротковолновом диапазоне длин волн и т.п.
Так, из патента РФ на изобретение №2249827 известен способ обнаружения аварийных электрических дуг (Arc Tracking) в кабеле, в частности в кабеле бортовой сети воздушного летательного аппарата, при котором зарегистрированный сигнал (I(t)) переменного тока дискретно по времени считывают и посредством интерполяции определенного числа считанных значений (у(k)) определяют угловую функцию (I(k)), которая моделирует характеристику переменного тока и из которой выводят действительную часть (ω) переменного тока. Из результата сравнения действительной частоты (ω) переменного тока с заданной частотой (ω’) делают вывод о возникновении аварийной электрической дуги (ISA, IGA) и, при необходимости, вырабатывают сигнал (Sarc) оповещения. Работающее по этому способу устройство интегрировано преимущественно в защитный выключатель для бортовой сети воздушного летательного аппарата, так что он служит для обнаружения и отключения возникающих в кабеле бортовой сети аварийных электрических дуг.
Способ и устройство для определения электрической дуги по патенту РФ №2484487 предполагают создание базы данных, содержащей множество классов принадлежностей, из которых первый класс относится к фазе коронного разряда, а также наличие узла, содержащего средство для измерения электрического тока и электрического напряжения на электрическом кабеле, средства для фильтрации значений измерений и средства для преобразования значений отфильтрованных измерений в цифровую форму и формирования двух сегментов цифровых данных. Блок обработки информации содержит средство для обработки каждого из двух сегментов функциями для формирования окончательного вектора, средство для определения класса принадлежности окончательного вектора, используя базу данных, и средства для вывода заключения о наличии или отсутствии электрической дуги.
Общим недостатком известных систем является отсутствие возможности более раннего обнаружения некачественного контактного соединения, при котором еще дуговой разряд не происходит, а имеет место только его тепловой нагрев. Такой нагрев по времени значительно предшествует возникновению дугового разряда и последующего катастрофического разрушения контактного соединения. Указанный тепловой нагрев обусловлен прохождением больших токов через электрическое сопротивление при недостаточной затяжке контактного соединения, когда величина сопротивления контакта имеет величину больше допустимой.
Задача, решаемая при разработке заявленной полезной модели, состоит в возможности обнаружения аэрозольных фракций, выделяемых изоляцией проводов, которые образуются при разогреве в местах плохих контактных соединений. При этом используется анализ изменения пространственного распределения оптической плотности среды во времени, с целью установления факта наличия аэрозольных фракций, основанный на учете физических свойств их распространения в воздухе. Технический результат, достигнутый при решении такой задачи, состоит в существенном повышении чувствительности дымовых датчиков в системах контроля разогрева изоляции.
Для достижения поставленного результата предлагается датчик обнаружения аэрозольных фракций, выделяемых изоляцией проводов при нагреве, конструкция которого включает микроконтроллер, источник излучения с измерительными каналами, работающими в различных спектральных диапазонах, и блок выделения разностного сигнала между сигналами измерительных каналов, при этом вход источника излучения связан с выходом микроконтроллера, выходы измерительных каналов связаны с входом блока выделения разностного сигнала, связанного, в свою очередь, с микроконтроллером, а датчик выполнен с возможностью попадания дыма между источником излучения и измерительными каналами.
Измерительные каналы могут быть выполнены в виде общего двухцветного светоизлучающего элемента и двух фотоприемников, разделенных диафрагмой, расположенных в одной плоскости с воздухозаходом, например, под углом 30° друг к другу, а также работать в ультрафиолетовом и инфракрасном спектрах.
По существу, заявленный датчик использует принцип выявления различий во временном изменении пространственного распределения оптической плотности в двух диапазонах длин волн.
Идеология заявленной конструкции основана на учете физических свойств аэрозоля, распространяющегося в восходящих потоках воздуха и происходящих при этом завихрениях, а также зависимости степени поглощения от соотношения длины волны светового потока к размеру частиц согласно теории Ми. Установление факта наличия аэрозольных фракций таким способом позволяет их обнаруживать при концентрациях порядка 0,0005 дБ/м.
Использование общего источника излучения с последующим формированием разностного сигнала позволяет уменьшить флуктуационную шумовую составляющую светоизлучателя, а также синфазные помехи, вызванные внешней засветкой, что позволяет добиться высокой чувствительность датчика.
Существо конструкции оптико-электронного аэрозольного датчика становится более понятным на основании его условной схемы.
Нижеследующее подробное описание содержит обоснование возможности достижения поставленного результата, при этом такой пример ни в коей мере не ограничивает объем притязаний, определенный формулой полезной модели, а лишь иллюстрирует возможность применения датчика в системах пожарной сигнализации.
Датчик состоит из микроконтроллера 1, первый выход которого через аналого-цифровой преобразователь 2 подключен к управляющему входу первого генератора тока 4, а второй - через аналого-цифровой преобразователь 3 подключен к управляющему входу второго генератора тока 5, с помощью которых управляется яркость двухцветного светоизлучающего элемента 6. Световые потоки от элемента 6 попадают на первый фотоприемник 7 и на второй фотоприемник 8 первого и второго измерительных каналов соответственно (работающих в различных спектральных диапазонах - ультрафиолетовом и инфракрасном спектрах), сигналы от которых через преобразователи ток-напряжение 9 и 10 подключены к вычитателю напряжения 11. К входу микроконтроллера 1 подключен выход вычитателя напряжения 11 через последовательно соединенные фильтр верхних частот 12, усилитель низкой частоты 13 и аналого-цифровой преобразователь 14. Третий выход микроконтроллера 1 подключен к управляющему входу ключа управления отключением электрооборудования 15. Двухцветный светоизлучающий элемент 6 помещен в закрытую диафрагму 16, фотоприемники измерительных каналов 7 и 8 помещены в закрытую диафрагму 17, а между ними размещена открытая диафрагма 18.
Работа датчика осуществляется следующим способом.
Микроконтроллер приемного устройства 1 с заданной периодичностью дает разрешение на включение и установку заданного уровня яркости каждого из двух спектров (ультрафиолетового и инфракрасного) двухцветного светоизлучающего элемента 6 через цифроаналоговые преобразователи 2 и 3 и управляемые ими генераторы тока 4 и 5. Световой потоки от светоизлучающего элемента 6, проходя через систему диафрагм 16, 17, 18, где происходит их фильтрация от отраженных лучей, попадают на фотоприемники 7 и 8, а генерируемые ими при этом токи преобразуется в напряжение преобразователями ток-напряжение 9 и 10. С их выходов напряжения, пропорциональные мощности светового потока, подаются на вычитатель напряжения 11, где выделяется разностный сигнал, содержащий информацию о пространственно-временном распределении оптической плотности среды. Разностный сигнал далее проходит через фильтр высоких частот 13, где отфильтровывается постоянная составляющая разностного сигнала, и усилитель низкой частоты, где сигнал усиливается до уровня, необходимого для работы аналого-цифрового преобразователя 14. Разностный сигнал содержит две составляющих во времени - первую составляющую для ультрафиолетового спектра, и вторую - для инфракрасного. Микроконтроллер 1 с помощью быстрого преобразования Фурье вычисляет амплитудно-частотную характеристику флуктуаций оптической плотности среды для каждого спектра и частотное распределение их отношений, производит сравнение полученных распределений для ультрафиолетового спектра и для отношений спектральных составляющих с опорными распределениями, хранящимися в памяти микроконтроллера. Если в результате сравнения спектральные составляющие в ультрафиолетовом спектре превышают заданные пороговые значения, то делается вывод об обнаружении аэрозоля (первое условие), а соответствие частотного распределения отношений спектральных составляющих опорному в соответствии с теорией Ми определяет, что обнаружен аэрозоль с размером частиц меньше, чем у пара или пыли (второе условие).
Таким образом, при совпадении обоих условий микроконтроллер 1 формирует с помощью ключа 15 сигнал на отключение электрооборудования.
Claims (3)
1. Датчик обнаружения аэрозольных фракций, выделяемых изоляцией проводов при нагреве, включающий микроконтроллер, источник излучения с измерительными каналами, работающими в различных спектральных диапазонах, и блок выделения разностного сигнала между сигналами измерительных каналов, при этом вход источника излучения связан с выходом микроконтроллера, выходы измерительных каналов связаны с входом блока выделения разностного сигнала, связанного, в свою очередь, с микроконтроллером, а датчик выполнен с возможностью попадания дыма между источником излучения и измерительными каналами.
2. Датчик по п. 1, в котором измерительные каналы выполнены в виде общего двухцветного светоизлучающего элемента и двух фотоприемников, разделенных диафрагмой, расположенных в одной плоскости с воздухозаходом, например, под углом 30° друг к другу.
3. Датчик по п. 2, в котором измерительные каналы работают в ультрафиолетовом и инфракрасном спектрах.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017129248U RU176013U1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | Датчик обнаружения неисправности электрооборудования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017129248U RU176013U1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | Датчик обнаружения неисправности электрооборудования |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU176013U1 true RU176013U1 (ru) | 2017-12-26 |
Family
ID=63853632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017129248U RU176013U1 (ru) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | Датчик обнаружения неисправности электрооборудования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU176013U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050057365A1 (en) * | 2003-09-12 | 2005-03-17 | Qualey James R. | Multiwavelength smoke detector using white light LED |
RU2249827C2 (ru) * | 2000-05-20 | 2005-04-10 | Элленбергер Унд Поенсген Гмбх | Способ и устройство для обнаружения аварийных электрических дуг |
WO2007096775A2 (en) * | 2006-02-21 | 2007-08-30 | Nexans | Fault detection system |
WO2017026919A2 (ru) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные химические технологии" | Автономный извещатель предпожарных ситуаций, возникающих в результате локальных перегревов электрооборудования |
-
2017
- 2017-08-16 RU RU2017129248U patent/RU176013U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2249827C2 (ru) * | 2000-05-20 | 2005-04-10 | Элленбергер Унд Поенсген Гмбх | Способ и устройство для обнаружения аварийных электрических дуг |
US20050057365A1 (en) * | 2003-09-12 | 2005-03-17 | Qualey James R. | Multiwavelength smoke detector using white light LED |
WO2007096775A2 (en) * | 2006-02-21 | 2007-08-30 | Nexans | Fault detection system |
WO2017026919A2 (ru) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные химические технологии" | Автономный извещатель предпожарных ситуаций, возникающих в результате локальных перегревов электрооборудования |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108205867B (zh) | 一种具备干扰粒子识别能力的早期火灾烟雾探测方法 | |
RU2536383C2 (ru) | Оценка сигналов рассеяния света в оптическом устройстве аварийной сигнализации и выдача как взвешенного сигнала плотности дыма, так и взвешенного сигнала плотности пыли/пара | |
US4694172A (en) | Detection of fires and explosions | |
US4553031A (en) | Optical fire or explosion detection system and method | |
KR101549844B1 (ko) | Ir/uv 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템 및 방법 | |
AU2011288553A1 (en) | Evaluating scattered-light signals in an optical hazard detector and outputting a dust/steam warning or a fire alarm | |
CN108680474A (zh) | 一种基于调制散射光强的颗粒物浓度测量装置及其测量方法 | |
DE1960218A1 (de) | Temperaturstrahlungsdetektor zur automatischen Brandentdeckung oder Flammenueberwachung | |
PORTSCHT | Studies on characteristic fluctuations of the flame radiation emitted by fires | |
WO2020026589A1 (ja) | 受信器、火災検知システム及び火災検知方法 | |
US5594421A (en) | Method and detector for detecting a flame | |
CN110675591A (zh) | 一种抗干扰光电烟雾检测方法及检测模块 | |
US20130068933A1 (en) | Flame Detector Using Optical Sensing | |
JPWO2020100197A1 (ja) | 火災検知システムおよび火災検知方法 | |
RU176013U1 (ru) | Датчик обнаружения неисправности электрооборудования | |
RU2654134C1 (ru) | Способ обнаружения неисправности электрооборудования | |
US4639605A (en) | Fire sensor device | |
US12038365B2 (en) | Optical particle sensor | |
JPH07200961A (ja) | 火災の早期検出用火災警報装置 | |
US9970867B2 (en) | Method of determining the concentration of a gas component and spectrometer therefor | |
CN115482643A (zh) | 火灾烟雾探测器及其探测方法 | |
JPH0472279B2 (ru) | ||
RU2618476C1 (ru) | Способ измерения оптической плотности среды | |
RU2784708C1 (ru) | Способ определения направления прихода дыма | |
JP4095506B2 (ja) | 火災検出器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180817 |