Pronikání elektronických obvodů do průmyslových zařízení musí být uskutečnitelné také v prostorách s nebezpečím výbuchu hořlavých plynů a par, především v důlním prostředí. Slaboproudá elektrická zařízení jsou obvykle chráněna principem jiskrové bezpečnosti, spočívajícím v omezení působící elektrické energie. Zařízení odstraňuje složitost vazby na jiskrově bezpečné okruhy a jejich napájení, nežádoucí fázová posunutí v jednotlivých větvích, snižuje náklady a nároky na montážní prostor a umožňuje jednoduché rozčlenění jiskrově bezpečných obvodů do funkčních systémů. V sekundárním vinutí oddělovacího transformátoru jsou zapojeny spínací obvody, první optoelektrický izolační člen s usměrňovačem v Graetzově zapojení, omezovač proudu, svorky pro připojení vnějších jiskrově bezpečných obvodů a svorky pro převod signálů do výkonových obvodů a oddělených jiskrově bezpečných obvodů a současně v primárním vinutí oddělovacího transformátoru jsou zapojeny vyhodnocovací obvod, omezovač napětí a druhý optoelektrický izolační člen s usměrňovačem v Graetzově zapojení, svorky pro připojení zdroje střídavého proudu a svorky pro připojení kontrolního systému.
Vynález se' týká zapojení napájecího a vazebního převodníku pro přenos impulsních signálů z jiskrově bezpečných obvodů v prostředí s nebezpečím výbuchu hořlavých plynů a par.
Pronikání elektronických obvodů do průmyslových zařízení je vyvoláno zvýšenými nároky na úroveň technologie. Řízení procesů, jejich dálkové měření a ovládání musí být přitom uskutečnitelné také v prostorách s nebezpečím výbuchu. Zde je nutno zajistit bezpečnost pracovníků a instalované techniky proti iniciaci výbušné směsi při uvolnění el. energie jiskrou nebo oteplením exponovaných součástí. Slaboproudá el. zařízení jsou obvykle chráněna principem jiskrové bezpečnosti, spočívajícím v omezení působící el. energie. Jiskrově bezpečné obvody je tudíž nezbytné realizovat s minimálními nároky na dodávanou energii.· Především u rozvětvených systémů je situace kritická, neboť energetický příspěvek každé ze spolupůsobících součástí se podílí na celkové úrovni bezpečnosti, navíc při konstrukci takových zařízení je nutno dodržet důležitá omezení, z nichž nejvážnější je — z důvodu vyloučení nebezpečných vyrovnávacích proudů — galvanické oddělení jednotlivých větví jiskrově bezpečných zařízení. Stávající technické prostředky pro zajištění přenosu impulsních signálů, vazby na další jiskrově bezpečné okruhy a současně umožňující napájení snímačů, zapojených v jiskrově bezpečných obvodech se vyznačují značnou složitostí, vyvolanou většinou postupným rozvětvováním sítě jiskrově bezpečných obvodů. Kromě složitosti dochází k nežádoucímu fázovému posuvu v jednotlivých větvích, ke zvýšeným nákladům a k nárůstu nároků na montážní prostor.
Uvedené nedostatky řeší zapojení napájecího a vazebního převodníku pro přenos impulsních signálů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k prvnímu vývodu sekundárního vinutí oddělovacího transformátoru jsou do série zapojeny výstupy spínacích obvodů a první usměrňovač v Graetzově zapojení se vstupem optoelektrického rotačního členu, v jeho úhlopříčce, přičemž výstup optoelektrického rotačního členu je vyveden na svorky, přičemž vstup spínacích obvodů je připojen k první vstupní svorce, zatímco druhá vstupní svorka je přes omezovač proudu připojena na druhý vývod sekundárního vinutí oddělovacího transformátoru, připojený na usměrňovač v Graetzově zapojení s optoelektrickým vazebním členem a primární vinutí oddělovacího transformátoru je jedním vývodem připojeno ke svorce pro připojení zdroje střídavého proudu, jehož druhá svorka je připojena ke zbývajícímu vývodu primárního vinutí oddělovacího transformátoru přes sériově zapojené vyhodnocovací obvody a druhý usměrňovač v Graetzově zapojení se vstupem druhého optoelektrického rotačního členu v jeho úhlopříčce, s výstupním obvodem druhého optoelektrického rotačního členu připojeným ke svorkám pro připojení kontrolního systému a zároveň paralelně ke svorkám je zapojen omezovač napětí.
Na přiloženém vyobrazení je blokově znázorněno příkladné provedení zapojení napájecího a vazebního převodníku podle vynálezu. V sekundárním vinutí oddělovacího transformátoru 1 jsou do série zapojeny výstupy spínacích obvodů 2 a první usměrňovač v Graetzově zapojení se vstupem optoelektrického rotačního členu 6 v jeho úhlopříčce, přičemž výstup optoelektrického rotačního členu 6 je vyveden na svorky 10, 11 převodníku pro převod signálu do výkonových nebo oddělených jiskrově bezpečných obvodů, přičemž vstup spínacích obvodů 2 je připojen ke vstupní svorce 8 převodníku pro připojení vnějších jiskrově bezpečných, zatímco druhá vstupní svorka 9 převodníku je přes omezovač proudu 5 připojena na vývod sekundárního vinutí oddělovacího transformátoru 1, připojený na usměrňovač v Graetzově zapojení s optoelektrickým vazebním členem 6 a primární vinutí oddělovacího transformátoru 1 je jedním vývodem připojeno ke svorce 14 pro přepojení zdroje střídavého proudu, jehož druhá připojovací svorka 13 je připojena ke zbývajícímu vývodu primárního vinutí oddělovacího transformátoru 1 přes sériově zapojené vyhodnocovací obvody 3 a druhý usměrňovač v Graetzově zapojení se vstupem druhého optoelektrického rotačního členu 7 v jeho úhlopříčce s výstupním obvodem druhého optoelektrického rotačního členu 7 připojeným ke svorkám 12, 13 pro připojení kontrolního systému a zároveň paralelně ke svorkám 14, 13 je zapojen omezovač napětí 4.
Funkce zapojení spočívá v oddělení jiskrově bezpečných obvodů oddělovacím transformátorem 1, který slouží zároveň pro napájení jiskrově bezpečných obvodů přes svorky 8 a 9 a zároveň pro přenos signálů z jiskrově bezpečných obvodů do obvodů výkonových nebo oddělovacích, jiskrově bezpečných obvodů přes svorky 10 a 11. V sekundárním vinutí tohoto oddělovacího transformátoru 1 se nachází spínací obvod 2, který uzavírá při příjmu impulsu z vnějšího jiskrově bezpečného obvodu okruh sekundárního vinutí přes první optoelektrický izolační člen 6 zapojený do okruhu s usměrňovačem v Grastzově zapojení. Při sepnutí spínacího obvodu 2 dochází k vybuzení prvního optoelektrického izolačního členu 6 s usměrňovačem v Graetzově zapojení a v důsledku zvýšeného proudu v sekundárním obvodu také ke zvýšení v obvodu primárním. Výstupní obvod prvního optoelektrického izolačního členu 6 s usměrňovačem v Graetzově zapojení může stejně jako vyhodnocovací obvod 3 v primárním obvodu být vybuzen v závislosti na počtu a délce impulsních signálů, přicházejících z vnějšího jiskrově bezpečného obvodu připojeného na svorky 8 a 9. Zároveň je spínán vstup druhého optoelektrického izolačního obvodu 7 s usměrňovačem v Graetzově zapojení, ktorý je zapojen do okruhu primárního vinutí oddělovacího transformátoru 1 s vyhodnocovacím obvodem 3. Výstupní obvod druhého optoelektrického rotačního členu je připojen ke svorkám 12, 13 pro připojení kontrolního systému, vyhodnocovací obvod 3 slouží pro další zpracování přenášených informací. Napájecí a vazební převodník je napájen ze zdroje střídavého proudu připojeným ke svorkám 14, 15, přičemž omezovačem napětí 4 zapojeným v primárním okruhu oddělovacího transformátoru 1 se zabraňuje pronikání nežádoucích napěťových špiček, které by mohly narušit funkci zařízení a ohrozit bezpečnost v jiskrově bezpečných obvodech. Tímto uspořádáním lze při dokonalém oddělení jiskrově bezpečných obvodů dosáhnout synchronní převod impulsních signálů do obvodů výkonových i do jiskrově bezpečných obvodů návazných na svorky 10 a 11 a ke kontrole systému prostřednictvím dalších jiskrově bezpečných obvodů do dalšího jiskrově bezpečného systému a výkonových obvodů. Snímače eventuálně vysílače v jiskrově bezpečném vnějším vstupním obvodu připojené ke svorkám 8 a S jsou přitom napájeny energií ze sekundárního okruhu oddělovacího transformátoru 1 přes omezovače proudu 5. Zapojení podle vynálezu poskytuje výhodu vysoké úrovně bezpečnosti v jiskrově bezpečných obvodech v důsledku minimální energie, potřebné pro funkci systému. Do vnějšího jiskrově bezpečného okruhu přes svorky 3 a 9 lze přitom zapojit pasivní snímače kontaktního charakteru, ale také bezkontaktní snímače, impulsní vysílače a podobně.