Przedmiotem wynalazku jest uklad do zdalnego, iskrobezpiecznego zasilania czujników pomiarowych, zwlaszcza do zasilania z powierzchni kopalni czujników zainstalowanych na dole w niebezpiecznej strefie metanowej z równoczesnym galwanicznym oddzieleniem poszczególnych torów pomiarowych.Znany jest uklad do zdalnego zasilania czujników pomiarowych stosowany w dyspozytor¬ niach metanometrycznych. Uklad ma nieiskrobezpieczny zasilacz stabilizowany, przetwarzajacy napiecie przemienne o czestotliwosci 50 Hz na napiecie stale o wartosci 40 V, którym zasilane sa indywidualne stabilizatory pradu wysylajace, poprzez bariery ochronne i linie kablowe, staly prad o natezeniu 27 mA do poszczególnych czujników zainstalowanych w podziemiach kopaln. Bariery ochronne, zbudowane z rezystorówi diod Zenera zapewniaja iskrobezpieczenstwo poszczególnych linii przez ograniczenie napiecia wyjsciowego na poziomie 40 V i pradu zwarcia w stanach awaryj¬ nych na poziomie 70-H00mA.Uklad zdalnego zasilania nie zapewnia jednak galwanicznego oddzielania poszczególnych linii pomiarowych, poniewaz sa one ze soba polaczone przez wspólny zasilacz pradu stalego. Ponadto, sposób zapewnienia iskrobezpieczenstwa przy pomocy bariery ochronnej w znacznym stopniu obniza sprawnosc wykorzystania energii iskrobezpiecznej, co wynika z wystepowania duzej róz¬ nicy miedzy wyjsciowym pradem roboczym i pradem zwarcia.Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 128 552 uklad liniowy dla iskrobezpiecznych urzadzen teletransmisyjnych skladajacych sie z nieiskrobezpiecznej stacji centralnej i iskrobezpie¬ cznych stacji lokalnych zdalnie zasilanych za posrednictwem linii transmisyjnych. Uklad ma sieciowy transformator separujacy polaczony z transformatorem podwyzszajacym napiecie, który wraz z prostownikiem i wysokoomowym filtrem dolnoprzepustowym tworzy zasilacz o charakte¬ rze zródla pradowego. Zasilacz ten wysyla, poprzez bocznik z diod Zenera ograniczajacy napiecie do wartosci 50 V, staly prad o natezeniu 25 mA w linie transmisyjna, do której przylaczone sa iskrobezpieczne stacje lokalne.2 145 662 Podstawowa wada ukladów liniowych z wysokoomowym filtrem dolnoprzepustowym sa znaczne straty energii traconej na rezystorach filtru, wskutek czego zaledwie kilka procent energii dostarczanej do zasilacza moze byc efektywnie wykorzystane w odbiorniku. Dodatkowa wada powyzszych ukladów zasilajacych sa równiez ich znaczne gabaryty wynikajace z bezposredniego przeksztalcenia napiecia przemiennego o czestotliwosci 50 Hz oraz koniecznosc odprowadzenia duzych ilosci ciepla wydzielajacych sie na elementach wysokoomowego filtru dolnoprze- pustowego.Celem wynalazku jest opracowanie iskrobezpiecznego ukladu do zasilania czujników ze znacznej odleglosci, zwlaszcza do zasilania czujników dolowych z powierzchni kopalni, z zacho¬ waniem galwanicznej separacji linii pomiarowych. Uklad ten charakteryzuje sie malymi wymia¬ rami i stratami energii w zasilaczach liniowych, co jest szczególnie istotne przy konstruowaniu duzych systemów pomiarowych, zawierajacych kilkadziesiat, a nawet kilkaset czujników.Uklad do zdalnego iskrobezpiecznego zasilania czujników pomiarowych wedlug wynalazku sklada sie ze zródla o stalej wydajnosci pradowej, niezaleznej od rezystancji obciazenia w postaci dwutaktowej przetwornicy polaczonej swoim wyjsciem poprzez filtr dolnoprzepustowy, bocznik ograniczajacy napiecie i linie transmisyjna z czujnikiem pomiarowym wzglednie z blokiem posred¬ niczacym. Dwutaktowa przetwornica sklada sie z ukladu polaryzacji majacego jedno wyjscie polaczone z baza tranzystora, którego emiter jest polaczony z jednym uzwojeniem pierwszym transformatora, natomiast drugie wyjscie ukladu polaryzacji jest polaczone z drugim uzwojeniem pierwotnym transformatora. Uzwojenie wtórne transformatora jest polaczone szeregowo z dioda oraz poprzez wlaczony równolegle kondensator,jest polaczone z wyjsciem dwutaktowej przetwor¬ nicy.Zaleta rozwiazania wedlug wynalazkujest mozliwosc przekazywania energii przy napieciach o czestotliwosci rzedu kilkunastu kHz, co umozliwia znaczne zmniejszenie gabarytów zasilacza, natomiast dzialanie przetwornicy dwutaktowej, polegajace na przekazywaniu w jednym cyklu praktycznie stalej ilosci lergii, niezaleznej od obciazenia, stwarza ponadto mozliwosc uzyskania zasilacza o chrakterze zródla pradu bez koniecznosci rozpraszania energii na rezystorach o wyso¬ kiej opornosci. Jednoczesnie, transformator przetwornicy zapewnia wymagane galwaniczne roz¬ dzielenie poszczególnych linii iskrobezpiecznych w kablach i oddzielenie linii iskrobezpiecznych od innych obwodów.Przedmiot wynalazku zostal uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, przedsta¬ wiajacym schemat blokowy ukladu do zdalnego iskrobezpiecznego zasilania czujników pomia¬ rowych.Jak to uwidoczniono na rysunku, uklad sklada sie z dwutaktowej przetwornicy PD polaczonej swoim wyjsciem poprzez filtr dolnoprzepustowy FD, bocznik BO ograniczajacy napiecie zlozony z diod Zenera i linie transmisyjna LK z czujnikiem pomiarowym CP. Wejsciowe zaciski 1, 2 dwutaktowej przetwornicy PD sa przylaczone do zewnetrznego obwodu zasilajacego. Dwutaktowa przetwornica PD sklada sie z ukladu polaryzacji UP majacego jedno wyjscie polaczone z baza tranzystora T, którego emiter jest polaczony zjednym uzwojeniem pierwotnym Zl transformatora Tr. Drugie wyjscie ukladu polaryzacji UP jest polaczone z drugim uzwojeniem pierwotnym Z3 transformatora Tr. Uzwojenie wtórne Z2 transformatora Trjest polaczone szeregowo z dioda D oraz poprzez wlaczony równolegle kondensator C jest polaczone z wyjsciem dwutaktowej przetwornicy PD.Cykl pracy dwutaktowej przetwornicy PD podzielony jest na dwa takty — takt wejsciowy, w czasie którego energia pobierana przez dwutaktowa przetwornice PD z zewnetrznego obwodu zasilajacego przylaczonego do zacisków 1,2jest magazynowana w rdzeniu transformatora Tr,oraz takt wyjsciowy, w czasie którego nastepuje przekazanie zgromadzonej energii do obciazenia. Ilosc energii pobieranej w czasie jednego cyklu jest stala, niezalezna od obciazenia, które ma wplyw glównie na czas trwania taktu wyjsciowego. Czas ten jest odwrotnie proporcjonalny do rezystancji obciazenia, skad wynika, ze moc przekazywana do obciazenia jest wprost proporcjonalna do tej wielkosci. Wlasnosc ta, przy dobraniu odpowiednio duzej przekladni uzwojenia wtórnego Z2 do uzwojenia pierwotnego Zl i pojemnosci kondensatora C, umozliwia uzyskanie zródla o stalej wydajnosci pradowej. Przy czym, zbedne jest stosowanie wysokoomowych rezystorów powoduja-145 662 3 cych znaczne straty energii i wzrost gabarytów ukladu. Ustalajac czestotliwosc pracy przetwornicy na poziomie kilkunastu kHz uzyskuje sie skuteczna filtracje napiecia wyjsciowego przy niewielkich wartosciach i wymiarach elementów filtru dolnoprzepustowegoFD.Uklad polaryzacji UP przetwornicy dwutaktowej PD jest dobrany tak, aby zapewnic silne forsowanie tranzystora T, a w efekcie maksymalne skrócenie czasu trwania procesów przejscio¬ wych pomiedzy poszczególnymi taktami pracy dwutaktowej przetwornicy PD. Zapewnia to, zmniejszenie strat energii w tranzystorze T dokonujacym przelaczen i zwiekszenie uzytecznej czestotliwosci pracy.Dla spelnienia wymagan iskrobezpieczenstwa na wyjsciu ukladu jest wlaczona bocznik BO zlozony z diod Zenera, którego zadaniem jest ograniczenie napiecia wyjsciowego w stanach awaryjnych do poziomu dopuszczalnego.Zastrzezenie patentowe Uklad do zdalnego, iskrobezpiecznego zasilania czujników pomiarowych zlozony z filtra dolnoprzepustowego polaczonego poprzez bocznik ograniczajacy napiecie i linie transmisyjna z czujnikiem pomiarowym, wzglednie blokiem posredniczacym znamienny tym, ze zawiera zródlo o stalej wydajnosci pradowej, niezaleznej od rezystancji obciazenia w postaci dwutaktowej przet¬ wornicy (PD), polaczonej z filtrem dolnoprzepustowym (FD), skladajacej z ukladu polaryzacji (UP) majacego jedno wyjscie polaczone z baza tranzystora (T), którego emiter jest polaczony z jednym uzwojeniem pierwotnym (Zl) transformatora (Tr), natomiast drugie wyjscie ukladu pola¬ ryzacji (UP) jest polaczone z drugim uzwojeniem pierwotnym (Z3) transformatora (Tr),którego uzwojenie wtórne (Z2) jest polaczone szeregowo z dioda (D) oraz poprzez wlaczony równolegle kondensator (C) jest polaczone z wyjsciem dwukontaktowej przetwornicy (PD).145662 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 400 zl PL