CS201085B1

CS201085B1 - Connection for indication of the alternating electromagnetic field

Info

Publication number: CS201085B1
Application number: CS162275A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Pikl; Pavel Pikl
Original assignee: Zdenek Pikl; Pavel Pikl
Priority date: 1975-03-11
Filing date: 1975-03-11
Publication date: 1980-10-31

Description

Vynález řeší zapojení pro indikaci střídavého elektromagnetického pole o předem zvoleném kmitočtu v rozmez! 20 Hz až 20 000 Hz, používající snímací antému.The invention provides a circuit for indicating an alternating electromagnetic field at a preselected frequency in the range of 1 to 2. 20 Hz to 20,000 Hz, using a sensing antenna.

Pro indikaci střídavého elektromagnetického pole nejsou známy indikátory, které by byly použitelné jakožto bezpečnostní zapojeni, vhodné pro vybaveni mobilních zařízeni pro ochranu posádky před dotykem části vozidla nebo stroje o vodiče elektrické energie,For the indication of the alternating electromagnetic field, there are no known indicators to be used as safety wiring suitable for equipping mobile equipment to protect the crew against contact with a part of the vehicle or machine against electrical wires,

AAND

Osou známy pouze indikátory pro hledáni skrytých vodičů, které však jsou konstruovány na jiném principu, a to bu3 jako stejnosměrné zesilovače, nebo střídavé zesilovače s laděnými obvody, tvořenými indukčnostmi a kapacitami, bez možnosti kontroly vlastni bezchybné činnosti. Tyto indikátory nejsou proto vhodné pro zabezpečeni mobilnich zařízení před náhodným dotykem s vodiči elektrické energie.Only hidden conductor search indicators are known, but they are constructed on a different principle, either as DC amplifiers or AC amplifiers with tuned circuits, formed by inductors and capacitances, without the possibility of controlling their own faultless operation. These indicators are therefore not suitable for securing mobile devices against accidental contact with electrical conductors.

Tento nedostatek se projevuje zvláště u mobilních zařízeni, jako jsou jeřáby, autojeřáby, některé stavební stroje, nákladní automobily s kovovou korbou apod, Z praxe jsou známy mnohé případy, kdy v důsledku náhodného a nepředpokládaného doteku části zařízeni s vedením elektrické energie došlo k úrazům posádky, často smrtelným.This drawback is particularly evident in mobile equipment such as cranes, mobile cranes, some construction machinery, metal lorries, etc. Many cases are known in practice where accidental and unforeseen contact with a part of a power line has resulted in accidents to the crew. often fatal.

Uvedené nebezpečí odstraňuje zapojeni podle vynálezu. 3eho podstata spočívá v tom, že obsahuje několikastupňový střídavý zesilovač, na jehož výstup je připojen selektivní oddělovací člen, jehož výstup js zpětnovazebně připojen na druhý vstup několikastupňového střídavého zesilovače, na jehož výstup je déle připojen regulační blok, který je napojenThis danger is eliminated by the circuit according to the invention. It consists in that it comprises a multi-stage AC amplifier, the output of which is connected to a selective decoupling member, the output of which is feedback coupled to the second input of the multi-stage AC amplifier, to whose output the control block is connected for a longer time.

201 085201 085

201 DBS na stejnosměrný zesilovač. Výstup stejnosměrného zesilovače je připojen jednak na indikační blok, jednak na zpožďovaoi blok, jehož výstup Je připojen na ovládači blok, a jednak na zapisovači blok. Na prvni vetup několikastupňového zesilovače je napojena animaci anténa a kontrolní blok. Déle na všechny uvedené bloky je připojen napájecí blok.201 DBS on DC amplifier. The output of the DC amplifier is connected both to the indication block and to the delay block whose output is connected to the control block and to the recorder block. Antenna and control block are connected to the first input of the multi-stage amplifier. The power block is connected to all of the above blocks.

Zapojení podle vynálezu bylo odzkoušeno v prototypu na autojeřábu. Bylo eeetaveno ze enadno dostupných dllfi tuzemské výroby, v praxi se osvědčilo β pracovalo bez poruch. Zapojeni lze výhodně aplikovat e integrovanými obvody. Při použiti zapojeni u mobilních zařízeni ee předejde úrazům obsluhy elektrickým proudem e zamez! ee i poškozeni rozvodné sítě.The circuit according to the invention was tested in a prototype on a truck crane. It was readily available from many available domestic production, in practice β worked without disturbances. The wiring can advantageously be applied by integrated circuits. When using the wiring on mobile devices, avoid electric shock to the operator! ee i damage the grid.

Na výkresech je schematicky znázorněn přiklad provedeni vynálezu. Na obr. 1 je blokové schéma zapojeni, na obr. 2 je schéma detailní.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawings. Fig. 1 is a block diagram of the circuit; Fig. 2 is a detailed diagram.

Zapojeni pro indikaci střídavého elektromagnetického pole obsahuje několikastupňový etřidavý zesilovač 10, na jehož výstup 15 je připojen selektivní oddělovači člen 20, Jehož výstup 21 je zpětnovazebně připojen na druhý vstup 18 několikastupňového střídavého zesilovače 10. Na výstup 15 tohoto střídavého několikastupňového zesilovače je dále připojen regulační blok 30, který je napojen na stejnosměrný zesilovač 40. Výstup stejnosměrného zesilovače 40 je připojen jednak ne indikační blok 50, jednak na zpožďovací blok 65, Jehož výstup je připojen na ovládací blok 60, a jednak na zapisovací blok 90. Na prvni vetup několikastupňového střídavého zesilovače 10 je napojena animaci anténa A a kontrolní blok 70. Všechny bloky 10, 20, 30, 40, 50, 60, 65, 70, 90 jeou napojeny na napájecí blok 80.The alternating electromagnetic field indication circuit comprises a multi-stage AC amplifier 10, the output 15 of which is coupled to a selective decoupling member 20, whose output 21 is feedback coupled to the second input 18 of the multi-stage AC amplifier 10. 30, which is connected to a DC amplifier 40. The output of the DC amplifier 40 is connected both to the indication block 50 and to the delay block 65 whose output is connected to the control block 60 and to the write block 90. 10, the antenna A and the control block 70 are connected. All blocks 10, 20, 30, 40, 50, 60, 65, 70, 90 are connected to the power block 80.

Elektromagnetické vlněni je zachyceno animaci anténou A, zesíleno několikastupňovým střídavým zesilovačem 10, a to tak, že vlivem zpětné vazby selektivního oddělovacího členu 20 je zesílen v několikastupňovém střídavém zesilovači 10 pouze signál určitého, předem nastaveného kmitočtu. Zesílený signál z několikastupňového střídavého zesilovače 10 je průchodem přes regulační blok 30 upraven na úroveň, která odpovídá požadované citlivosti a takto upravený signál je přiveden ne vetup stejnosměrného zesilovače 40, kde je signál usměrněn a zesílen tak, že zapojí indikační blok 50, popřípadě přes zpožďovací blok 65 zepoji i ovládači blok 60, popřípadě zapojí zapisovací blok 90, přičemž indikační blok 50 signalizuje zvýšenou intenzitu elektromagnetického vlněni snímaného kmitočtu. Ovládači blok 60 je zapojen po nastaveném časovém zpožděni zpožďovacího bloku 65 a vypnutím zamezí delšímu nebezpečnému přiblížení k indikovanému elektromagnetickému poli. Současně zapisovací blok 90 uvede do provozu záznamové zařízeni. Kontrolní blok 70, který je připojen ke 8nimeci anténě A, vysílá do snímači antény během funkce zařízení v nestavených časových intervalech krátký impuls Indikované frekvence, čímž dochází ke krátkodobému spínáni indikačního bloku 50. Toto krátkodobé spínáni indikačního bloku 50 jednoznačně ověřuje bezchybnou činnost celého zapojení během provozu. Ovládací blok 60 ee kontrolními impulsy neeplná, protože časová konstanta zpožďovacího bloku 65 je delěí, než délka kontrolních signálů. Všechny bloky jeou stejnoměrně napájeny z napájecího bloku 80.The electromagnetic wave is captured by the antenna A, amplified by the multi-stage AC amplifier 10, so that only the signal of a certain preset frequency is amplified in the multi-stage AC amplifier 10 due to the feedback of the selective isolating member 20. The amplified signal from the multi-stage AC amplifier 10 is adjusted by passing through the control block 30 to a level that corresponds to the desired sensitivity and the signal thus adjusted is applied to the DC amplifier 40 where the signal is rectified and amplified by connecting the indicator block 50 block 65 also connects the control block 60 or connects the write block 90, whereby the indication block 50 signals an increased electromagnetic wave intensity of the sensed frequency. The control block 60 is energized after the set delay time of the delay block 65 and by switching off prevents a longer dangerous approach to the indicated electromagnetic field. At the same time, the write block 90 actuates the recording device. The control block 70, which is connected to an antenna A, transmits a short pulse of the indicated frequencies to the antenna sensor during device operation at unconstrained time intervals, thereby briefly switching the indicator block 50. This brief switching of indicator block 50 uniquely verifies faultless operation of the entire wiring traffic. The control block 60e does not fill the control pulses, since the time constant of the delay block 65 is longer than the length of the control signals. All blocks are uniformly supplied from power block 80.

201 08S201 08S

Detailní schéma na obr. 2 ukazuje, že v přenosová cestě mezi anténou A a vstupní elektrodou tranzistoru TI je zařazen kondenzátor Co a rezietor Ro. Vstupní elektroda tranzistoru Tl je chráněna diodami Dl a D2. Tranzistor TI je zapojen pomoci reslstorfi R2, R3 a Rl tak, ža jeho vstupní odpor js vysoký pro střídavé signály. V napájecí větvi Je kondenzátor C2. Mezi tranzistorem TI a tranzistorem T2 je vazební kondenzátor C3. Společný bod kolektoru tranzistoru T2 a báze tranzistoru T3 je napájen přee rezietor R5. Mezi emitorem tranzistoru T2 a zemni vodič je napojen rezietor R6. Kolektor tranzistoru T3 je napájen rezistorem R7 a je spojen kondenzátorem C5 s kolektorem tranzistoru T2. Z kolektoru tranzistoru T3 je odebírán oddělovacím kondenzátorem C7 výstupní signál a současně je zde odebírán signál na oddělovací článek, tvořený kodenzátory C8. C9 a CIO, rezistory R9, RlO, Rll a tranzistorem T7, který má mezi emitorem a zemním vodičem rezietor Rl5 a vazební kondenzátor C4, kterým se vede signál na emitor tranzistoru T2. Mezi emitor tranzistoru T3 a zemní vodič je zapojen rezistor R8 a kondenzátor C6. Ze společného bodu R8, C6 a emitoru T3 je napájena přes rezietor R4 báze tranzistoru T2. Vstupní kondenzátor C7 je zapojen na potenciometr Pl, jehož vývod je zapojen na zemní vodič. Běžec potenciometru Pl je spojen přes rezistor R12, před který je předřazena dioda D3 s bázi tranzistoru T4. Báze tranzistoru T4 je spojena se zemním vodičem kondenzátorem Cil a chráněna diodou D4. Tranzistory T4, T5 a T6 jsou přímo vázané, jejich emitory jsou spojeny se zemním vodičem a jejich kolektory jsou napájeny rezistory Rl3 a Rl4 a kolektor tranzistoru T6 je napájen přes zátěž, tvořenou indikačním blokem 50, popřípadě ovládacím blokem 60. Napájecí blok 80 je tvořen tranzistorem T10 β kondenzátorem C14, rezistorem R2O a diodou D5. Tranzistory T8 a T9 apolu a rezistory R16, R17, R18, Rl9 a kondanzátory C12 a C13 tvoři generátor signálu a spolu se spínačem S e vazebním kondenzátorem Cl tvoři kontrolní blok 70. Do snímací antény A je při přiblíženi k vodičům, protékaným střídavým proudem o konstantní frekvenci naindukován střídavý signál, který je přes oddělovací kondeznátor Co a ochranný rezistor Ro přiváděn na vstupní elektrodu tranzistoru Tl. Tranzistor Tl je zapojen tak, že jeho vstupní odpor pro střídavé signály je vysoký. Zesílený signál je z traznistoru Tl převáděn kondenzátorem C3 na přímo vázanou zesilovací dvojici, tvořenou tranzistory T2 ⁸ Σ2· Výstupní signál ze střídavého zesilovače, tvořeného tranzistory Tl, T2 a T3 je veden do oddělovacího stupně, tvořeného selektivním článkem s kondenzátory C8, C9, CIO, rezistory R9. RlO, Rll a tranzistorem T7, který je zapojen jako emitorový sledovač na výstup selektivního článku. Zesílený signál se z emitoru tranzistoru T7 vede na emitor tranzistoru T2 střídavého zesilovače 10, čimž je vytvořena kmitočtově závislá zpětná vazba tak, že střídavý zesilovač 10 s oddělovacím členem 20 zesiluje pouze pásmo kmitočtů, blízké indikovanému kmitočtu, čimž se zamezí ručeni nežádoucími kmitočty. Požadovaný kmitočet, který je nutno oddělit z přijímaného kmitočtového spektra na snímací anténě A, lze předvolit hodnotami kondenzátorů 08, C9, CIO a rezistorů R9, RlO, Rll v širokém rozmezí, nejméně 20 Hz až 20 kHz. Výstupní signál ze střídavého zesilovače 10 je veden vazebním kondenzátorem 07 na regulační blok 30, tvořený potenciometrem Pl, kterým se nastavuje citlivost celého zapojeni. Na běžec potenciometru je připojen stejnosměrný ^psilovač 40, obsahující přímo vázané tranzistory T4, T5, T6. Do báze tranzistoru T4 se z potenciometruThe detailed diagram in Fig. 2 shows that in the transmission path between the antenna A and the input electrode of transistor T1, a capacitor Co and a resistor Ro are included. The input electrode of transistor T1 is protected by diodes D1 and D2. The transistor T1 is connected by reslstorfi R2, R3 and R1 so that its input resistance is high for AC signals. There is C2 capacitor in the supply line. Between transistor T1 and transistor T2 is a coupling capacitor C3. The common collector point of transistor T2 and base of transistor T3 is fed via resistor R5. A resistor R6 is connected between the emitter of transistor T2 and the ground wire. The collector of transistor T3 is fed by a resistor R7 and is connected by a capacitor C5 to the collector of transistor T2. The output signal is taken from the collector of transistor T3 and the signal to the separation cell formed by the encoders C8 is taken at the same time. C9 and C10, resistors R9, R10, R11, and transistor T7 having a resistor R15 and a coupling capacitor C4 between the emitter and the ground conductor to conduct a signal to the emitter of transistor T2. A resistor R8 and a capacitor C6 are connected between the emitter of transistor T3 and the ground wire. From the common point R8, C6 and emitter T3, it is fed via resistor R4 at the base of transistor T2. The input capacitor C7 is connected to the potentiometer P1, the output of which is connected to the ground conductor. The slider of the potentiometer P1 is connected via a resistor R12, which is preceded by a diode D3 with a base of transistor T4. The base of transistor T4 is connected to the ground conductor by capacitor C11 and protected by diode D4. Transistors T4, T5 and T6 are directly coupled, their emitters are connected to ground conductor and their collectors are powered by resistors R13 and R14, and the collector of transistor T6 is fed via a load consisting of indicator block 50 and control block 60 respectively. transistor T10 β capacitor C14, resistor R2O and diode D5. Apollo transistors T8 and T9 and resistors R16, R17, R18, R19, and capacitors C12 and C13 form a signal generator and form a control block 70 together with the switch S e of the coupling capacitor C1. Into the sensing antenna A it is approached by AC conductors an AC signal is induced at a constant frequency, which is applied to the input electrode of transistor T1 via a decoupling capacitor Co and a protective resistor Ro. The transistor T1 is connected so that its input resistance for AC signals is high. The amplified signal is transformed from the T1 by the capacitor C3 to a directly coupled amplifier pair formed by transistors T2 ⁸ Σ2 · The output signal from the AC amplifier formed by transistors T1, T2 and T3 is led to a separation stage formed by a selective cell with capacitors C8, C9, CIO. , R9 resistors. R10, R11 and a transistor T7 which is connected as an emitter follower to the output of the selective cell. The amplified signal is transmitted from the emitter of transistor T7 to the emitter of transistor T2 of the AC amplifier 10, thereby producing a frequency-dependent feedback such that the AC amplifier 10 with the separating member 20 amplifies only the frequency band close to the indicated frequency. The desired frequency to be separated from the received frequency spectrum on the sensing antenna A can be preselected by the values of capacitors 08, C9, C10 and resistors R9, R10, R11 over a wide range of at least 20 Hz to 20 kHz. The output signal from the AC amplifier 10 is fed via a coupling capacitor 07 to a control block 30 formed by a potentiometer P1 which adjusts the sensitivity of the entire circuit. A DC amplifier 40, comprising directly coupled transistors T4, T5, T6, is connected to the potentiometer slider. To the base of transistor T4 take from the potentiometer

201 08Si201 08Si

PÍ vede eignál přee diodu D3, která usměrňuje eignál od určité prahové velikosti. Báze tranzistoru T4 je chráněna diodou D4 a pulsující eignál je vyhlazen kondenzáterem Cil.P1 conducts the signal through diode D3, which directs the signal from a certain threshold size. The base of transistor T4 is protected by diode D4 and the pulsing signal is smoothed by capacitor C11.

Po přivedeni stejnosměrného napětí na bázi tranzistoru T4 ee etane tranzistor T5 nevodivý a tranzistor T6 je přes rezietor R14 eepnut, čímž sepne indikační blok 50, tvořený optickým, akustickým nebo jiným indikačním prvkem, a dála sepne ovládací blok 60, který může ovládat pojezdové ústroji mobilního zařízení a pod. Ovládací blok 60 ja spínán ee zpožděním, které je zajištěno zpožďovacím členem 65, který ja tvořen relé. Anténa A je přee oddělovači kondenzátor Cl spojena e kontrolním blokem 70. Ten je tvořen výše popsaným generátorem signálu a spínačem S. Spínač S periodicky přeplná po určitých předem nastavených časových intervalech napájecí napětí krátkodobě ke generátoru indikovaného signálu. Tim je indikovaný kmitočet z kontrolního bloku 70 přiváděn přee kondenzátor Cl na anténu A a po zesíleni ve střídavém zesilovači 10 a stejnosměrném zesilovači 40 je snímán indikačním blokem 50. Protože kontrolní signály jeou krátkodobé, ovládací blok 60, vybavený zpožďovacím členem 65 na tyto signály nereaguje. Tímto způsobem je obsluze v pravidelných časových intervalech indikována bezchybná činnost celého zařízeni. Po přiblíženi antény A k vodičům protékaným střídavým proudem nastane v zapojeni trvalé zesíleni protékaného signálu a trvalá indikace indikačním členem 50 a po předem zvoleném zpožděni dojde i k sepnutí ovládacího bloku 60. Počet takovýchto sepnutí je registrován zapisovacím blokem 90After applying a DC voltage based on transistor T4, the transistor T5 is non-conductive and transistor T6 is energized via resistor R14, thereby energizing the indicating block 50 formed by the optical, acoustic or other indicating element, and activating the control block 60 which can control equipment and the like. The control block 60 is switched by a delay that is provided by a delay member 65 which is a relay. Antenna A is connected to the decoupling capacitor C1 by a control block 70. This consists of a signal generator and a switch S described above. Thus, the indicated frequency from control block 70 is fed via capacitor C1 to antenna A and, after amplification in AC amplifier 10 and DC amplifier 40, is sensed by indicator block 50. Because the control signals are short-lived, control block 60 equipped with delay member 65 does not respond to these signals. . In this way, an error-free operation of the entire device is indicated to the operator at regular intervals. Upon approaching the antenna A to the conductors through the alternating current, a continuous amplification of the signal flow and a permanent indication by the indicator member 50 are connected and after a preselected delay the control block 60 is switched on. The number of such switches is registered by the write block 90

Zapojeni bylo odzkoušeno v prototypu u autojeřábu. Bylo sestaveno ze snadno dosažitelných dílů tuzemské výroby, v praxi se osvědčilo a pracovalo bez poruch. Zapojení lze výhodně aplikovat e integrovanými obvody. Při použití zapojeni u mobilních zařízení ee předejde úrazům obsluhujícího personálu a zamezí ee i poškozeni rozvodové eitě. Zapojení je možno použít i pro jiná účely, například pro vyhledáváni skrytých vodičů ee střídavým elektrickým proudem pod napětím. Rovněž lze vyhledávat odpojené vodiče od aítě, a alce pří připojení pomocného generátoru indikovaného signálu s určeným kmitočtem k odpojeným vodičům.Wiring was tested in the prototype of the mobile crane. It was built from easily accessible parts of domestic production, in practice it worked and worked without failures. The wiring can preferably be applied by integrated circuits. When used on mobile devices, ee will prevent injuries to the operating personnel and prevent the ee from being damaged. The wiring can also be used for other purposes, for example, to search for hidden wires under alternating current under voltage. It is also possible to search for disconnected conductors from the mains, and alce when connecting an auxiliary generator of the indicated signal with a specified frequency to the disconnected conductors.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A wiring for indicating an alternating electromagnetic field at a preselected frequency in the range of 20 Hz to 20,000 Hz using an antenna sensor, characterized in that it comprises a multi-stage AC amplifier (10) to which a selective isolating member (20) is connected. whose output (21) is feedback coupled to the second input (18) of the multi-stage AC amplifier (10), to the output (15) of which a control block (30) is connected, which is further connected to the DC amplifier (40); (40) is connected to the indication block (50), to the delay block (65), the output of which is connected to the control block (60), and to the recorder (SO), to the first input of the multi-stage amplifier (10) a sensing antenna (A) and a control block (70).