Патент на изобретение №2335795

(54) УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ УСЛОВИЙ ТРУДА

(57) Реферат:

Изобретение относится к приборостроению, в частности к области контроля параметров условий труда, и может быть использовано для контроля и управления уровнями физических факторов производственной среды. Устройство содержит блок контроля, датчик температуры, датчик шума и датчик освещенности, преобразователи сигналов температуры, шума и освещенности на каждый датчик, задатчики граничных значений на каждый контролируемый фактор, компаратор на каждый задатчик предельно допустимых значений измеряемых параметров температуры, шума, освещенности, логические элементы на каждый контролируемый фактор, постоянно-запоминающие устройства на каждый контролируемый фактор, сдвиговые регистры, счетчик значений каждого контролируемого фактора, блок управления и генератор. Также устройство содержит датчик относительной влажности, датчик скорости движения воздуха и датчик коэффициента пульсации, преобразователи сигналов относительной влажности, скорости движения воздуха и коэффициента пульсации на каждый датчик, задатчики граничных значений на каждый дополнительный контролируемый фактор, компаратор на каждый задатчик каждого дополнительного контролируемого фактора, логические элементы на каждый контролируемый фактор, постоянно-запоминающие устройства на каждый контролируемый фактор, сдвиговые регистры, счетчик максимальных значений относительной влажности, счетчик минимальных значений относительной влажности, счетчик значений скорости движения воздуха, счетчик значений коэффициента пульсации. Технический результат заключается в повышении точности контроля фактического уровня физических факторов производственной среды. 1 ил.

Изобретение относится к области контроля параметров условий труда, в частности к контролю и управлению фактическими уровнями физических факторов условий труда, таких как температура, относительная влажность, скорость движения воздуха, шум, освещенность, коэффициент пульсации на рабочих местах промышленных предприятий.

Известно устройство для управления микроклиматом в хранилищах [А.с. 334559, МКИ G05D 23/19. Устройство для управления микроклиматом / Р.М. Славин. – Опубл. в БИ 12, 1972], содержащее блок задания, преобразователи, датчики температуры.

Недостатками его являются сложность прокладки значительного числа линий связи, понижение точности за счет погрешностей, вносимых линиями связи, отсутствие информации о влагосодержании контролируемой среды.

Известно устройство для регулирования температуры и относительной влажности воздуха [А.с. 691812, МКИ G05D 27/02. Устройство для регулирования температуры и относительной влажности воздуха в помещении / П.Н. Гротов. – Опубл. в БИ 38, 1979], содержащее блок контроля, преобразователи, датчики температуры и влажности, каждый из которых соединен отдельной трехпроводной линией связи с блоком контроля.

Недостатками его является низкая точность контроля фактического уровня физических факторов производственной среды.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство дистанционного контроля параметров производственной среды [А.с. 2279704, МПК G05D 27/02. Устройство дистанционного контроля параметров производственной среды / Э.М. Соколов, В.М. Панарин, Д.В. Дергунов, Г.В. Павпертов, Е.А. Шурыгина, Т.А. Короткова. ТулГУ. – Опубл. в БИ 19, 2006 (прототип)], содержащее блок контроля, преобразователи параметров датчиков температуры, датчики температуры, преобразователи сигналов с датчика температуры, датчик шума и датчик освещенности, преобразователи сигналов шума и освещенности на каждый датчик, задатчики максимальных и минимальных значений температуры, задатчик предельно допустимого уровня шума, задатчик предельно допустимого уровня освещенности, компаратор на каждый задатчик предельно допустимых значений измеряемых параметров (температуры, шума, освещенности), логические элементы на каждый контролируемый фактор (логический элемент максимальных значений температуры, логический элемент минимальных значений температуры, логический элемент значений шума, логический элемент значений освещенности), постоянно запоминающее устройство максимальных значений температуры, постоянно запоминающее устройство минимальных значений температуры, постоянно запоминающее устройство уровней шума, постоянно запоминающее устройство уровней освещенности, сдвиговые регистры, которые в свою очередь соединены с блоком управления, и генератор.

Недостатками его является ограниченное количество параметров контроля фактического уровня физических факторов производственной среды.

Задачей данного технического решения является увеличение количества параметров контроля фактического уровня физических параметров условий труда.

Это достигается тем, что в устройство дистанционного контроля параметров условий труда, содержащее блок контроля, датчик температуры, преобразователь сигналов с датчика температуры, датчик шума и датчик освещенности, преобразователи сигналов шума и освещенности на каждый датчик, задатчики максимальных и минимальных значений температуры, задатчик предельно допустимого уровня шума, задатчик предельно допустимого уровня освещенности, логический элемент максимальных значений температур, логический элемент минимальных значений температур, логический элемент значений шума, логический элемент значений освещенности, постоянно запоминающее устройство максимальных значений температуры, постоянно запоминающее устройство минимальных значений температуры, постоянно запоминающее устройство уровней шума, постоянно запоминающее устройство уровней освещенности, сдвиговые регистры, которые в свою очередь соединены с блоком управления, и генератор, введены датчики относительной влажности, скорости движения воздуха и датчик коэффициента пульсации, преобразователи сигналов относительной влажности, скорости движения воздуха и коэффициента пульсации на каждый датчик, задатчики максимальных и минимальных значений относительной влажности, задатчик предельно допустимого уровня скорости движения воздуха, задатчик предельно допустимого уровня коэффициента пульсации, компаратор на задатчики предельно допустимых значений измеряемых параметров (относительной влажности, скорости движения воздуха, коэффициента пульсации), логические элементы на каждый контролируемый фактор (логический элемент максимальных значений относительной влажности, логический элемент минимальных значений относительной влажности, логический элемент значений скорости движения воздуха, логический элемент значений коэффициента пульсации), постоянно запоминающее устройство максимальных значений относительной влажности, постоянно запоминающее устройство минимальных значений относительной влажности, постоянно запоминающее устройство уровней скорости движения воздуха, постоянно запоминающее устройство уровней коэффициента пульсации, счетчик максимальных значений относительной влажности, счетчик минимальных значений относительной влажности, счетчик значений скорости движения воздуха, счетчик значений коэффициента пульсации, сдвиговые регистры, которые в свою очередь соединены с блоком управления.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема устройства дистанционного контроля параметров условий труда.

Устройство содержит блок контроля 1, к входу которого присоединены выходы сдвиговых регистров 2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23.

К выходам сдвиговых регистров подсоединены входы элементов: к входу сдвигового регистра 2 выходы счетчика максимальных значений температуры 4 и постоянно запоминающего устройства 3, к входу сдвигового регистра 5 – выходы счетчика минимальных значений температуры 7 и постоянно запоминающего устройства 6, к входу сдвигового регистра 8 – выходы счетчика максимальных значений относительной влажности 10 и постоянно запоминающего устройства 9, к входу сдвигового регистра 11 – выходы счетчика минимальных значений относительной влажности 13 и постоянно запоминающего устройства 12, к входу сдвигового регистра 14 – выходы счетчика значений скорости движения воздуха 16 и постоянно запоминающего устройства 15, к входу сдвигового регистра 17 – выходы счетчика значений шума 19 и постоянно запоминающего устройства 18, к входу сдвигового регистра 20 – выходы счетчика значений освещенности 22 и постоянно запоминающего устройства 21, к входу сдвигового регистра 23 – выходы счетчика значений коэффициента пульсации 25 и постоянно запоминающего устройства 24.

К входам счетчиков значений физических факторов производственной среды присоединены выходы следующих элементов: к счетчику 4 присоединен логический элемент максимальных значений температур 26, к счетчику 7 логический элемент минимальных значений температур 27, к счетчику 10 логический элемент максимальных значений относительной влажности 28, к счетчику 13 логический элемент минимальных значений относительной влажности 29, к счетчику 16 присоединен логический элемент значений скорости движения воздуха 30, к счетчику 19 логический элемент значений шума 31, к счетчику 22 логический элемент значений освещенности 32, к счетчику 25 логический элемент значений коэффициента пульсации 33, которые обеспечивают выталкивание сигнала на счетчик.

Входы счетчиков соединены проводными линиями с выходом блока управления 34, к входу которого присоединен генератор сигналов 35.

Логические элементы, входящие в структуру системы 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, объединены между собой, а также к их входам присоединены следующие выходы элементов: выход компаратора 36 – на вход логического элемента максимальных значений температур 26, выход компаратора 37 – на вход логического элемента минимальных значений температур 27, выход компаратора 38 – на вход логического элемента максимальных значений относительной влажности 28, выход компаратора 39 – на вход логического элемента минимальных значений относительной влажности 29, выход компаратора 40 – на вход логического элемента значений скорости движения воздуха 30, выход компаратора 41 – на вход логического элемента значений шума 31, выход компаратора 42 – на вход логического элемента значений освещенности 32, выход компаратора 43 – на вход логического элемента значений коэффициента пульсации 33 и на входы логических элементов – выход генератора 35.

В то же время к входам компараторов присоединены выходы элементов: к входу компаратора 36 – выход задатчика максимальных значений температуры 60, к входу компаратора 37 – выход задатчика минимальных значений температуры 61, а также к обоим входам компараторов 36, 37 выход преобразователя сигнала 63. Вход компаратора 38 соединен с выходом задатчика максимальных значений относительной влажности 56, а вход компаратора 39 соединен с выходом задатчика минимальных значений относительной влажности 57, а также к обоим входам компараторов 38, 39 присоединен выход преобразователя сигнала 59. Вход компаратора 40 соединен с выходами задатчика предельно допустимого уровня скорости движения воздуха 53 и преобразователя сигнала 55. Вход компаратора 41 соединен с выходами задатчика предельно допустимого уровня шума 50 и преобразователя сигнала 52. На вход компаратора 42 есть выходы задатчика предельно допустимых уровней освещенности 47 и преобразователя сигнала 49. На вход компаратора 43 есть выходы задатчика предельно допустимых уровней коэффициента пульсации 44 и преобразователя сигнала 46.

Значения фактических уровней физических факторов производственной среды фиксируются датчиками температуры 62, относительной влажности 58, скорости движения воздуха 54, шума 51, освещенности 48, коэффициента пульсации 45. Сигнал с датчиков передается на преобразователи сигналов. Это обеспечивается соединением выхода датчика температуры 62 с входом преобразователя сигнала 63, выхода датчика относительной влажности 58 с входом преобразователя сигнала 59, выхода датчика скорости движения воздуха 54 с входом преобразователя сигнала 55, выхода датчика шума 51 с входом преобразователя сигнала 52, выхода датчика освещенности 48 с входом преобразователя сигнала 49, выхода датчика коэффициента пульсации 45 с входом преобразователя сигнала 46.

Устройство дистанционного контроля параметров условий труда работает следующим образом: после подачи питания генератор 35 начинает генерировать электрические сигналы, датчик температуры 62, относительной влажности 58, скорости движения воздуха 54, шума 51, освещенности 48, коэффициента пульсации 45 начинают измерять фактический уровень физических факторов условий труда. От них измерительная информация поступает на преобразователи сигналов от датчиков температуры 63, относительной влажности 59, скорости движения воздуха 55, шума 52, освещенности 49, коэффициента пульсации 46. Через определенный интервал времени на выходе преобразователей сигналов с датчиков температуры 62, относительной влажности 58, скорости движения воздуха 54, шума 51, освещенности 48, коэффициента пульсации 45 появится цифровой код, соответствующий величине сигнала, считанного с датчиков. В этот момент компараторы 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 сравнивают сигнал, полученный с первичного преобразователей сигналов, и информацию с задатчиков критических значений измеряемых факторов: максимального значения температуры 60, минимального значения температуры 61, максимального значения относительной влажности 56, минимального значения относительной влажности 57, максимального значения уровней скорости движения воздуха 53, максимального значения уровней шума 50, минимального значения уровней освещенности 47, максимального значения уровней коэффициента пульсации 44. В зависимости от результатов сравнения фактического уровня температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха, шума, освещенности, коэффициента пульсации с их критическими значениями, считанными с задатчиков, сигнал передается на логические элементы 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, если фактический уровень фактора находится за пределами экстремальных значений и не передается, если они находятся в норме. Сигналы, поступающие с логических элементов, считываются счетчиками 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25. Полученная информация сохраняется постоянно запоминающими устройствами 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24. Данные, сохраненные в постоянно запоминающих устройствах, обрабатываются (масштабирование, фильтрация и др. необходимые преобразования), а затем записываются в сдвиговые регистры 2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, которые кодируют данные и передают их по линиям связи в блок контроля 1. После окончания передачи данных сдвиговые регистры переходят в режим ожидания.

Таким образом, в устройстве дистанционного контроля параметров условий труда имеются блоки преобразователей сигнала, компараторы, логические элементы, счетчики, постоянно запоминающие устройства, сдвиговые регистры, обеспечивающие обмен цифровыми сигналами с блоком контроля по одной общей линии связи. Цифровая передача информационных сигналов обеспечивает исключение погрешностей, вносимых информационными линиями. Кроме того, уменьшено общее потребление электрической энергии, так как блоки датчиков и преобразователи сигнала активируются только в режиме передачи, а все остальное время находятся в режиме ожидания с минимальным потреблением энергии.

Формула изобретения

Устройство дистанционного контроля параметров условий труда, содержащее блок контроля, датчик температуры, датчик шума и датчик освещенности, преобразователи сигналов температуры, шума и освещенности на каждый датчик, задатчики максимальных и минимальных значений температуры, задатчик предельно допустимого уровня шума, задатчик предельно допустимого уровня освещенности, компаратор на каждый задатчик предельно допустимых значений измеряемых параметров температуры, шума, освещенности, логические элементы на каждый контролируемый фактор, логический элемент максимальных значений температур, логический элемент минимальных значений температур, логический элемент значений шума, логический элемент значений освещенности, постоянно-запоминающее устройство максимальных значений температуры, постоянно-запоминающее устройство минимальных значений температуры, постоянно-запоминающее устройство уровней шума, постоянно-запоминающее устройство уровней освещенности, сдвиговые регистры, счетчик максимальных значений температуры, счетчик минимальных значений температуры, счетчик значений шума, счетчик значений освещенности, блок управления и генератор, отличающееся тем, что в него введены датчик относительной влажности, датчик скорости движения воздуха и датчик коэффициента пульсации, преобразователи сигналов относительной влажности, скорости движения воздуха и коэффициента пульсации на каждый датчик, задатчики максимальных и минимальных значений относительной влажности, задатчик предельно допустимого уровня скорости движения воздуха, задатчик предельно допустимого уровня коэффициента пульсации, компаратор на каждый задатчик предельно допустимых значений измеряемых параметров относительной влажности, скорости движения воздуха и коэффициента пульсации, логические элементы на каждый контролируемый фактор, логический элемент максимальных значений относительной влажности, логический элемент минимальных значений относительной влажности, логический элемент значений скорости движения воздуха, логический элемент значений коэффициента пульсации, постоянно-запоминающее устройство максимальных значений относительной влажности, постоянно-запоминающее устройство минимальных значений относительной влажности, постоянно-запоминающее устройство уровней скорости движения воздуха, постоянно-запоминающее устройство уровней коэффициента пульсации, сдвиговые регистры, счетчик максимальных значений относительной влажности, счетчик минимальных значений относительной влажности, счетчик значений скорости движения воздуха, счетчик значений коэффициента пульсации, причем вход блока контроля соединен с выходами восьми сдвиговых регистров, первые входы сдвиговых регистров соединены с выходами восьми постоянно-запоминающих устройств соответственно, вторые входы сдвиговых регистров соединены с выходами счетчиков максимальных значений температуры, минимальных значений температуры, максимальных значений относительной влажности, минимальных значений относительной влажности, значений скорости движения воздуха, значений шума, значений освещенности, значений коэффициента пульсации соответственно, к первым входам счетчиков присоединены выходы логического элемента максимальных значений температур, логического элемента минимальных значений температур, логического элемента максимальных значений относительной влажности, логического элемента минимальных значений относительной влажности, логического элемента значений скорости движения воздуха, логического элемента значений шума, логического элемента значений освещенности, логического элемента значений коэффициента пульсации, а на входы восьми логических элементов присоединены выходы восьми компараторов соответственно, в свою очередь, все восемь логических элементов соединены между собой и с первым выходом генератора, второй выход генератора соединен со входом блока управления, выходы блока управления соединены с третьими входами восьми сдвиговых регистров, со вторыми входами счетчиков максимальных значений температуры, минимальных значений температуры, максимальных значений относительной влажности, минимальных значений относительной влажности, значений скорости движения воздуха, значений шума, значений освещенности, значений коэффициента пульсации, с входами постоянно-запоминающих устройств максимальных значений температуры, минимальных значений температуры, максимальных значений относительной влажности, минимальных значений относительной влажности, значений скорости движения воздуха, значений шума, значений освещенности, значений коэффициента пульсации, выход датчика температуры соединен с входом преобразователя, выход датчика относительной влажности с входом преобразователя, выход датчика скорости движения воздуха с входом преобразователя, выход датчика шума с входом преобразователя, выход датчика освещенности с входом преобразователя, выход датчика коэффициента пульсации с входом преобразователя, а выходы преобразователей соединены с первыми входами соответствующих компараторов, со вторыми входами компараторов соединены выходы задатчиков, а именно, выход задатчика максимальных значений температуры, выход задатчика минимальных значений температуры, выход задатчика максимальных значений относительной влажности, выход задатчика минимальных значений относительной влажности, выход задатчика максимальных значений скорости движения воздуха, выход задатчика максимальных значений шума, выход задатчика минимальных значений освещенности, выход задатчика максимальных значений коэффициента пульсации.

РИСУНКИ