RU2414003C1 - Система контроля расхода и утечек бытового газа в многоквартирных домах - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к системам и устройствам формирования измерительной и управляющей информации по первичным параметрам, определяющим расход природного газа, и контроля его утечек в многоквартирных домах. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства за счет использования световой и звуковой сигнализации как в отдельных квартирах, так и в подъездах в целом, а также повышение надежности и достоверности передачи тревожной информации в оперативную диспетчерскую службу путем использования радиоканала и сложных сигналов с фазовой манипуляцией. Система контроля расхода и утечек бытового газа в многоквартирных домах содержит квартирные датчики 1.i загазованности, квартирные счетчики 2.i расхода газа с импульсным выходом, квартирный клапан 3.i отсечки подачи газа, логический элемент «ИЛИ» 4.i, квартирный блок 5.i сравнения уровня загазованности с допустимым значением, квартирный источник 6.i опорного напряжения уровня допустимой загазованности, квартирный счетчик 7.i импульсов, квартирный преобразователь 8.i частоты импульсов в аналоговый сигнал, подъездный датчик 9.j загазованности, подъездный счетчик 10.j расхода газа с импульсным выходом, подъездный клапан 11.j отсечки подачи газа, логический элемент «ИЛИ» 12.j, подъездный блок 13.j сравнения уровня загазованности с допустимым значением, подъездный источник 14.j опорного напряжения уровня допустимой загазованности, подъездный счетчик 15.j импульсов, подъездный преобразователь 16.j частоты импульсов в аналоговый сигнал, сумматор 17.j общей загазованности подъезда, блок 18.j сравнения уровня суммарной загазованности с допустимым значением, источник 19.j опорного напряжения уровня суммарной загазованности, сумматор 20.j дисбаланса, блок 21.j выделения модуля дисбаланса, блок 22.j оценки текущего дисбаланса расхода газа в подъезде, источник 23.j опорного напряжения уровня допустимого дисбаланса, модем 24 сотовой связи, квартирный блок 25.i сигнализации, квартирный световой сигнализатор 26.i, квартирный звуковой сигнализатор 27.i, генератор 28.i ПСП, ключ 29.i, линию 30.i задержки, логический элемент "ИЛИ» 31.i, подъездный блок 32.i сигнализации, подъездный световой сигнализатор 33.j, подъездный звуковой сигнализатор 34.j, генератор 35.j ПСП, ключ 36.j, линию задержки 37.j, подъездный световой сигнализатор 38.j, подъездный звуковой сигнализатор 39.j, генератор 40.j ПСП, ключ 41.j, линию задержки 42.j, логический элемент «ИЛИ» 43.j, домовой генератор 44 ПСП, сумматор 45, задающий генератор 46, фазовый манипулятор 47, усилитель 48 мощности и передающую антенну 49 (i=1, 2, …, n, j=1, 2, …, m, где n - количество квартир в подъезде, m - количество подъездов в многоквартирном доме). Панорамный приемник содержит приемную антенну 50, усилитель 51 высокой частоты, блок 52 поиска, гетеродин 53, смеситель 54, усилитель 55 промежуточной частоты, обнаружитель 56 ФМн-сигналов, анализаторы 57 и 59 спектра, удвоитель 58 фазы, блок 60 сравнения, пороговый блок 61, линию задержки 62, ключ 63, узкополосные фильтры 64 и 66, делитель 65 фазы на два, фазовый детектор 67, блок 68 регистрации и анализа. 3 ил.

Description

Предлагаемая система относится к области приборостроения, в частности к системам и устройствам формирования измерительной и управляющей информации по первичным параметрам, определяющим расход природного газа, и контроля его утечек в многоквартирных домах.

Известны системы и устройства контроля расхода и утечек бытового газа в многоквартирных домах (патенты РФ №№2037797, 2087036, 2124745, 2141626, 2147145, 2161785, 2370823; патенты США №№6741174, 6774802, 6856253, 6892751; патенты Франции №№2811117, 2850772; патент Германии №4412447; патент ЕР №0523655; международная заявка WO №86/02431).

Из известных систем и устройств наиболее близким к предлагаемой является «Устройство контроля расхода и утечек бытового газа в многоквартирных домах» (патент РФ №2370823, G08B 17/10, 2008 г.).

Известное устройство обеспечивает повышение безопасности эксплуатации газового оборудования в подъездах многоквартирных домов за счет непрерывного контроля в реальном времени уровней суммарной загазованности и дисбаланса расхода газа как в отдельных квартирах, так и в подъездах в целом с передачей информации в оперативные диспетчерские службы и на сотовые телефоны жильцов.

Однако в настоящее время не все жильцы могут иметь сотовые телефоны и вопросы своевременной сигнализации об утечке бытового газа являются весьма актуальными и жизненно важными.

Следует отметить, что только за 2008 год в России произошло более 300 аварий и пожаров в результате утечки бытового газа, причиной большинства из которых была несвоевременная сигнализация об аварийной ситуации или ее полное отсутствие.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей известного устройства за счет использования световой и звуковой сигнализации как в отдельных квартирах так и в подъездах в целом, а также повышение надежности и достоверности передачи тревожной информации в оперативную диспетчерскую службу путем использования радиоканала и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.

Поставленная задача решается тем, что система контроля расхода и утечек бытового газа в многоквартирных домах, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, квартирные счетчики расхода газа с импульсными выходами, квартирные датчики загазованности, клапаны отсечки подачи газа, сумматор общей загазованности подъезда многоквартирного дома, блок сравнения уровня суммарной загазованности с допустимым значением, источник опорного напряжения уровня суммарной загазованности, блок оценки текущего дисбаланса расхода газа в подъезде многоквартирного дома, сумматор дисбаланса, блок выделения модуля дисбаланса, источник опорного напряжения уровня допустимого дисбаланса, подъездные счетчики расхода газа с импульсными выходами, подъездные датчики загазованности, подъездные клапаны отсечки подачи газа, квартирные и подъездные блоки управления клапанами отсечки газа, представляющие собой логические элементы «ИЛИ», квартирные и подъездные блоки сравнения уровня загазованности с допустимым значением, квартирные и подъездные источники опорного напряжения уровней допустимой загазованности, квартирные и подъездные счетчики импульсов, квартирные и подъездные преобразователи частоты импульсов в аналоговый сигнал и модем сотовой связи, при этом выходы квартирных и подъездных датчиков загазованности подсоединены через квартирные и подъездные блоки сравнения уровня загазованности с допустимым значением к первому входу квартирных и подъездных блоков управления клапанами отсечки подачи газа, представляющих собой логические элементы «ИЛИ», к второму входу квартирных и подъездных блоков сравнения уровня загазованности с допустимым значением подсоединены выходы соответственно квартирных и подъездных источников опорного напряжения уровней допустимой загазованности, вторые входы квартирных и подъездных блоков управления клапанами отсечки подачи газов, представляющих собой логические элементы «ИЛИ», подсоединены к управляющим выходам модема сотовой связи, третьи входы квартирных блоков управления клапанами отсечки подачи газа, представляющими собой логические элементы «ИЛИ», подсоединены к выходу подъездного блока управления клапанами отсечки подачи газа, выходы квартирных и подъездных датчиков загазованности подсоединены к суммирующим входам сумматора общей загазованности подъезда многоквартирного дома, выход которого через блок сравнения уровня суммарной загазованности с допустимым значением подсоединен к входу модема сотовой связи и третьему входу подъездного блока управления клапанами отсечки подачи газа, представляющего собой логический элемент «ИЛИ», к второму входу блока сравнения уровня суммарной загазованности с допустимым значением подключен выход источника опорного напряжения уровня суммарной загазованности, выходы квартирных счетчиков расхода газа через квартирные счетчики импульсов подсоединены к входам модема сотовой связи и через квартирные преобразователи частоты импульсов в аналоговый сигнал к вычитающим входам сумматора дисбаланса, суммирующий вход которого через подъездный преобразователь частоты импульсов в аналоговый сигнал подсоединен к выходу подъездного счетчика расхода газа с импульсным выходом, выход сумматора дисбаланса через блок выделения модуля дисбаланса и блок оценки текущего дисбаланса расхода газа в подъезде многоквартирного дома подсоединен к входу модема сотовой связи и четвертому входу подъездного блока управления клапанами отсечки подачи газа, представляющего собой логический элемент «ИЛИ», второй вход блока оценки текущего дисбаланса расхода газа подсоединен к источнику опорного напряжения уровня допустимого дисбаланса, выходы квартирных и подъездных блоков управления клапанами отсечки подачи газа, представляющие собой логические элементы «ИЛИ», подсоединены соответственно к управляющим входам квартирных и подъездных клапанов отсечки подачи газа, отличается от ближайшего аналога тем, что она снабжена квартирными блоками сигнализации, подъездными блоками сигнализации, домовым генератором псевдослучайной последовательности, двумя логическими элементами «ИЛИ», сумматором, задающим генератором, фазовым манипулятором, усилителем мощности, передающей антенной и панорамным приемником, установленным в оперативной диспетчерской службе, причем каждый квартирный блок сигнализации выполнен в виде ключа, генератора псевдослучайной последовательности, светового и звукового сигнализаторов, подключенных к выходу квартирного блока сравнения уровня загазованности с допустимым значением, второй вход ключа соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, а выход подключен к входу линии задержки, каждый подъездный блок сигнализации выполнен в виде ключа, генератора псевдослучайной последовательности, светового и звукового сигнализаторов, подключенных к выходу подъездного блока сравнения уровня загазованности с допустимым значением, второй вход ключа соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, а выход подключен к входу линии задержки, выходы квартирных блоков сравнения уровня загазованности с допустимым значением через первый логический элемент «ИЛИ» соединены с первым входом домового генератора псевдослучайной последовательности, второй вход которого через второй логический элемент «ИЛИ» соединен с выходами подъездных блоков сравнения уровня загазованности с допустимым значением, а к выходу последовательно подключены сумматор, другие входы которого соединены с выходами квартирных и подъездных блоков сигнализации, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, усилитель мощности и передающая антенна, панорамный приемник выполнен в виде последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока поиска, усилителя промежуточной частоты, удвоителя фазы, второго анализатора спектра, блока сравнения, второй вход которого через первый анализатор спектра соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, порогового блока, второй вход которого через линию задержки соединен с его выходом, ключа, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, фазового детектора и блока регистрации и анализа, к выходу удвоителя фазы последовательно подключены первый узкополосный фильтр, делитель фазы на два и второй узкополосный фильтр, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, управляющий вход блока поиска соединен с выходом порогового блока.

Структурная схема системы контроля расхода и утечек бытового газа в многоквартирных домах представлена на фиг.1. Структурная схема панорамного приемника, установленного в оперативной диспетчерской службе, изображена на фиг.2. Временные диаграммы, поясняющие принцип работы системы, показаны на фиг.3.

Система содержит последовательно включенные квартирный датчик 1.i загазованности, квартирный блок 5.i сравнения уровня загазованности с допустимым значением, второй вход которого соединен с выходом квартирного источника 6.i опорного напряжения уровня допустимой загазованности, модем 24 сотовой связи, логический элемент «ИЛИ» 4.i и квартирный клапан 3.i отсечки подачи газа, последовательно включенные квартирный счетчик 2.i расхода газа с импульсным выходом и квартирный счетчик 7.i импульсов, выход которого подключен к модему 24 сотовой связи, последовательно включенные подъездный датчик 9.j загазованности, подъездный блок 13.j сравнения уровня загазованности с допустимым значением, второй вход которого соединен с выходом подъездного источника 14.j опорного напряжения уровня допустимой загазованности, модем 24 сотовой связи, логический элемент «ИЛИ» 12.j и подъездный клапан 11.j отсечки подачи газа, последовательно включенные подъездный счетчик 10.j расхода газа с импульсным выходом и подъездный счетчик 15.j импульсов, выход которого подключен к модему 24 сотовой связи, последовательно подключенные к датчикам 1.i и 9.j загазованности сумматор 17.j общей загазованности подъезда многоквартирного дома, блок 18.j сравнения уровня суммарной загазованности с допустимым значением, второй вход которого соединен с выходом источника 19.j опорного напряжения уровня суммарной загазованности, модем 24 сотовой связи, последовательно подключенные к выходу подъездного счетчика 10.j расхода газа с импульсным выходом, подъездный преобразователь 16.j частоты импульсов в аналоговый сигнал, сумматор 20.j дисбаланса, другие входы которого через квартирный преобразователь 8.i частоты импульсов в аналоговый сигнал соединены с выходом квартирного счетчика 2.i расхода газа с импульсным выходом, блок 21.j выделения модуля дисбаланса и блок 22.j оценки текущего дисбаланса расхода газа в подъезде многоквартирного дома, второй вход которого соединен с выходом источника 23.j опорного напряжения уровня допустимого дисбаланса, а выход подключен к модему 24 сотовой связи, третий вход логического элемента «ИЛИ» 4.i соединен с выходом логического элемента «ИЛИ» 12.j, другие входы которого соединены с выходами подъездного блока 13.j сравнения уровня загазованности с допустимым значением, блока 18.j сравнения уровня суммарной загазованности с допустимым значением и блока 22.j оценки текущего дисбаланса расхода газа, подключенные к выходу квартирного блока 5.i сравнения уровня загазованности с допустимым значением, квартирный световой сигнализатор 26.i, квартирный звуковой сигнализатор 27.i и ключ 29.i, второй вход которого соединен с выходом квартирного генератора 28.i псевдослучайной последовательности (ПСП), а выход подключен к линии 30.i задержки, подключенные к выходу подъездного блока 13.j сравнения уровня загазованности с допустимым значением, подъездный световой сигнализатор 33.j, подъездный звуковой сигнализатор 34.j и ключ 36.j, второй вход которого соединен с выходом подъездного генератора 35.j ПСП, а выход подключен к линии 37.j задержки (i=1, 2, …, n, j=1, 2, …, m, где n - количество квартир в подъезде многоквартирного дома, m - количество подъездов в многоквартирном доме).

К выходу блока 18.j сравнения уровня суммарной загазованности с допустимым значением подключены световой сигнализатор 38.j, звуковой сигнализатор 39.j, генератор 40.j псевдослучайной последовательности и ключ 41.j, второй вход которого соединен с выходом генератора 40.j псевдослучайной последовательности, а выход подключен к входу линии 42.j задержки.

Квартирные световой сигнализатор 26.i, звуковой сигнализатор 27.i, генератор 28.i ПСП, ключ 29.i и линия 30.i задержки образуют квартирный блок 25.i сигнализации.

Подъездные световой сигнализатор 33.j, звуковой сигнализатор 34.j, генератор 35.j, ключ 36.j и линия 37.j задержки образуют подъездный блок 32.j сигнализации.

Выходы квартирных блоков 5.i сравнения уровня загазованности с допустимым значением через первый логический элемент «ИЛИ» 31.i соединены с первым входом домового генератора 44 псевдослучайной последовательности, второй вход которого через второй логический элемент «ИЛИ» соединен с выходами подъездных блоков 32.j сравнения уровня загазованности с допустимым значением, а к выходу последовательно подключены сумматор 45, другие входы которого соединены с выходами квартирных 25.i и подъездных 32.j блоков сигнализации, фазовый манипулятор 47, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 46, усилитель 48 мощности и передающая антенна 49.

Панорамный приемник, установленный в оперативной диспетчерской службе, содержит последовательно включенные приемную антенну 50, усилитель 51 высокой частоты, смеситель 54, второй вход которого через гетеродин 53 соединен с выходом блока 52 поиска, усилитель 55 промежуточной частоты, удвоитель 58 фазы, второй анализатор 59 спектра, блок 60 сравнения, второй вход которого через первый анализатор 57 спектра соединен с выходом усилителя 55 промежуточной частоты, пороговый блок 61, второй вход которого через линию 62 задержки соединен с его выходом, ключ 63, второй вход которого соединен с выходом усилителя 55 промежуточной частоты, фазовый детектор 67 и блок 68 регистрации и анализа. К выходу удвоителя 58 фазы последовательно подключены первый узкополосный фильтр 64, делитель 65 фазы на два и второй узкополосный фильтр 66, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора 67. Управляющий вход блока поиска соединен с выходом порогового блока 61.

Анализаторы 57 и 59 спектра, удвоитель 58 фазы, блок 60 сравнения, пороговый блок 61 и линия 62 задержки образуют обнаружитель (селектор) 56 сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн).

Система контроля расхода и утечек бытового газа в многоквартирных домах работает следующим образом.

В нормальном режиме работы все подъездные 11.j (j=1, 2, …, m) и квартирные 3.i (i=1, 2, …, n) клапаны отсечки подачи газа открыты, газ поступает в квартиры, подъездные 10.j и квартирные 9.i счетчики расхода газа с импульсными выходами через соответствующие счетчики 15.j и 7.i импульсов передают информацию о суммарном и поквартирном расходе газа на модем 24 сотовой связи и далее по каналам сотовой связи в службы газового хозяйства, оперативные диспетчерские службы и на сотовые телефоны жильцов.

Применение для передачи информации сотовой связи позволяет в автоматическом режиме или по запросу одновременно передавать ее практически неограниченному количеству лиц, заинтересованных в получении данной информации и имеющих доступ к ее получению.

В случае каких-либо нарушений в системе газоснабжения многоквартирного дома система контроля расхода и утечек бытового газа в автоматическом режиме вырабатывает и передает по каналам сотовой связи в службы газового хозяйства, оперативные диспетчерские службы и на сотовые телефоны жильцов информацию, содержащую данные о характере нарушения.

В случае повышения уровня загазованности в какой-либо квартире многоквартирного дома, квартирный датчик 1.i (i=1, 2, …, n) загазованности вырабатывает сигнал, соответствующий этому уровню. Данный сигнал на квартирном блоке 5.i (i=1, 2, …, n) сравнения уровня загазованности с допустимым значением сравнивается с сигналом источника 6.i (i=1, 2, …, n) опорного напряжения уровня допустимой загазованности и в случае превышения допустимого уровня загазованности блок 5.i вырабатывает сигнал, который одновременно подается через блок 4.i управления на квартирный клапан 3.i отсечки подачи газа, на модем 24 сотовой связи с дальнейшей передачей информации по каналам сотовой связи в службы газового хозяйства, оперативные диспетчерские службы и на сотовый телефон жильцов данной квартиры, где было зафиксировано превышение допустимого уровня загазованности, на квартирные световой 26.i и звуковой 27.i сигнализаторы и на управляющие входы генератора 28.i ПСП и ключа 29.i, открывая его. В исходном состоянии ключи 29.i, 36.j и 41.j всегда закрыты. Световой 26.i и звуковой 27.i сигнализаторы срабатывают и извещают жильцов данной квартиры об аварийной ситуации.

Управляющий сигнал с выхода блока 5.i сравнению уровня загазованности с допустимым значением одновременно через логический элемент «ИЛИ» 31.i поступает на управляющий вход домового генератора 44 ПСП и запускает его.

Квартирный генератор 28.i ПСП (i=1, 2, …, n) формирует код M₁(t), который является номером квартиры, где было зафиксировано превышение допустимого уровня загазованности, и через открытый ключ 29.i поступает на вход линии 30.i задержки, время задержки τ₁i которой равно длительности T₁i кода M₁i(t) (τ₁i=T₁i).

Домовой генератор 44 ПСП формирует код M₁i(t), который является номером многоквартирного дома, в одной из квартир которого зафиксировано превышение допустимого уровня загазованности.

Модулирующие коды M₁i(t) и M₁(t) поступают на входы сумматора 45, на выходе которого формируется суммарный код (фиг.3, б):

который поступает на первый вход фазового манипулятора 47. На второй вход последнего подается гармоническое колебание с выхода задающего генератора 46 (фиг.3, а)

где V₁, W₁, φ₁, T₁ - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность гармонического колебания.

На выходе фазового манипулятора 47 образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн) (фиг.3, в)

где φ_K1(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M_Σ1(t) (фиг.3, б), причем φ_K1(t)=const при Кτ_э<t<(К+1)τ_э и может изменяться скачком при t=Кτ_э, т.е. на границах между элементарными посылками

(K=1, 2, …, N_Σ1):

τ_э, N_Σ1 - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительности.

N₁ - номер многоквартирного дома,

N₁i - номер квартиры, в которой зафиксировано превышение допустимого уровня загазованности,

который после усиления в усилителе 48 мощности поступает в передающую антенну 49 и излучается ею в эфир на частоте W₁.

В оперативной диспетчерской службе панорамным приемником осуществляется поиск ФМн-сигналов в заданном диапазоне частот Df. Это происходит за счет перестройки частоты гетеродина 53 по линейному пилообразному закону с помощью блока 52 поиска, в качестве которого может быть использован генератор пилообразного напряжения.

Принимаемый сложный ФМн-сигнал U₂(t) (фиг.3, б) с выхода приемной антенны 50 через усилитель 51 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 54, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 53 линейно изменяющейся частоты

где W_г - начальная частота гетеродина;

γ=Df/Т_П - скорость изменения частоты гетеродина;

Df - диапазон просматриваемых частот;

Т_П - период перестройки частоты гетеродина.

На выходе смесителя 54 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 55 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частоты

где W_пр=¹/₂U₁·U_г;

W_пр=W₁-W_г - промежуточная (разностная) частота;

φ_пр=φ₁-φ_г,

которое поступает на вход обнаружителя (селектора) 56, состоящего из удвоителя 58 фазы, анализаторов 57 и 59 спектра, блока 60 сравнения, порогового блока 61 и линии 62 задержки.

На выходе удвоителя 58 фазы образуется напряжение

где V₃=¹/₂V_пр ²,

в котором фазовая манипуляция уже отсутствует, так как 2φ_к1(t)={0, 2π}.

Ширина спектра Δf₂ второй гармоники сигнала определяется длительностью T₁ сигнала

Δf₂=1/T₁,

тогда как ширина спектра Δf_c входного ФМн-сигнала определяется длительностью τ_э его элементарных посылок

Δf_c=1/τ_э,

т.е. ширина спектра второй гармоники сигнала в N_Σ1 раз меньше ширины спектра входного ФМн-сигнала.

Δf_c/Δf₂=N_Σ1.

Следовательно, при удвоении фазы ФМн-сигнала его ширина спектра «сворачивается» в N_Σ1 раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить и отселектировать ФМн-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе панорамного приемника меньше мощности шумов и помех.

Ширина спектра Δf_c входного ФМн-сигнала измеряется с помощью анализатора 57 спектра, а ширина спектра Δf₂ второй гармоники сигнала - с помощью анализатора 59 спектра. Напряжения V_c и V₂, пропорциональные Δf_c и Δf₂ соответственно, с выходов анализаторов 57 и 59 спектра поступают на два входа блока 60 сравнения. Так как V_c>>V₂, то на выходе блока 60 сравнения образуется постоянное напряжение, которое превышает пороговый уровень V_пор в пороговом блоке 61. Если на два входа блока 60 сравнения подаются приблизительно равные напряжения, то на его выходе постоянное напряжение отсутствует. Пороговое напряжение V_пор выбирается таким, чтобы его не превышали случайные помехи. При повышении порогового уровня V_пор в пороговом блоке 61 формируется постоянное напряжение, которое свидетельствует об обнаружении сложного ФМн-сигнала и и поступает на вход линии 62 задержки, на управляющий вход ключа 63, открывая его, и на управляющий вход блока 52 поиска, выключая его. Ключ 63 в исходном состоянии всегда закрыт.

При прекращении перестройки гетеродина 53 усилителем 55 выделяется следующее напряжение (фиг.3, г)

которое через открытый ключ 63 поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 67.

На выходе удвоителя 58 фазы в этом случае образуется гармоническое колебание (фиг.3, д)

которое выделяется узкополосным фильтром 64 и поступает на вход делителя 65 фазы на два. На выходе последнего образуется гармоническое колебание (фиг.3, е)

которое выделяется узкополосным фильтром 66, используется в качестве опорного напряжения и подается на второй (опорный) вход фазового детектора 67. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 67 образуется низкочастотное напряжение (фиг.3, ж)

, 0≤t≤T₁, где V_н=¹/₂V_пр·V₅,

пропорциональное модулирующему коду M_Σ1(t) (фиг.3, б).

Это напряжение поступает в блок 68 регистрации и анализа, где определяется номер N₁ многоквартирного дома и номер N_1i квартиры, в которой зафиксировано превышение допустимого уровня загазованности.

По истечении времени задержки τ_з линии задержки 62 постоянное напряжение с выхода порогового блока 61 поступает на его вход сброса и сбрасывает его на нулевой уровень. При этом ключ 63 закрывается, а блок 52 включается, т.е. они переводятся в свои исходные состояния.

При обнаружении очередного ФМн-сигнала на другой частоте, например W₂, работа панорамного приемника происходит аналогичным образом.

Восстановление газоснабжения может быть осуществлено лишь после устранения источника повышенной загазованности.

В случае повышения уровня загазованности в подъезде многоквартирного дома, подъездный датчик 9.j (j=1, 2, …, m) загазованности вырабатывает сигнал, который на подъездном блоке 13.j сравнения уровня загазованности с допустимым значением сравнивается с сигналом источника 14.j опорного напряжения уровня допустимой загазованности и в случае превышения допустимого уровня загазованности блок 13.j вырабатывает сигнал, который одновременно подается через блок 12.j управления на подъездный клапан 11.j отсечки подачи газа, через блок 4.i управления на квартирный клапан 3.i отсечки подачи газа, на модем 24 сотовой связи с дальнейшей передачей информации по каналам сотовой связи в службы газового хозяйства, оперативные диспетчерские службы и на сотовые телефоны всех жильцов данного подъезда, на подъездные световой 33.j и звуковой 34.j сигнализаторы и на управляющие входы генератора 35.j ПСП и ключа 36.j, открывая его. Световой 33.j и звуковой 34.j сигнализаторы срабатывают и извещают жильцов данного подъезда об аварийной ситуации.

Управляющий сигнал с выхода блока 13.j сравнения уровня загазованности с допустимым значением одновременно через логический элемент «ИЛИ» 43.j поступает на управляющий вход домового генератора 44 ПСП и запускает его.

Подъездный генератор 35.j ПСП (j=1, 2, …, m) формирует код M_2j(t), который является номером подъезда, где было зафиксировано превышение допустимого уровня загазованности, и через открытый ключ 36.j поступает на вход линии 37.j задержки, время задержки τ_2j которой равно длительности T_2j кода M_2j(t) (τ_2j=T_2j).

Домовой генератор 44 ПСП формирует код M₁(t), который является номером многоквартирного дома, в одном из подъездов которого зафиксировано превышение допустимого уровня загазованности.

Модулирующие коды M_2j(t) и M₁(t) поступают на входы сумматора 45, на выходе которого формируется суммарный код:

,

который поступает на первый вход фазового манипулятора 47.

В дальнейшем работа системы происходит так, как это описано выше.

В случае повышения суммарного уровня загазованности в подъезде в целом и в отдельных квартирах подъезда многоквартирного дома сигналы квартирных 1.i (i=1, 2, …, n) и подъездных 9.j (j=1, 2, …, m) датчиков загазованности поступают на сумматор 17.j общей загазованности подъездов многоквартирного дома, где суммируются, а затем сравниваются с уровнем допустимой суммарной загазованности 19.j на блоке 18.j сравнения уровня суммарной загазованности с допустимым значением. Затем сигнал через блок 12.j управления подается на подъездный 11.j и через блоки 4.i управления на квартирные клапаны 3.j отсечки подачи газа. Также с блока 18.j сравнения уровня суммарной загазованности с допустимым значением сигнал подается на модем 24 сотовой связи и по каналам сотовой связи в службы газового хозяйства, оперативные диспетчерские службы и на сотовые телефоны жильцов данного многоквартирного дома, а также на подъездные световой 38.j и звуковой 39.j сигнализаторы и на управляющие входы генератора 40.j ПСП и ключа 41.j.

В дальнейшем работа системы происходит так, как это описано выше.

В случае существенного рассогласования потоков входящего в подъездную сеть и расходуемого в квартирах газа сумматор 20.j дисбаланса, на суммирующий вход которого подается сигнал с подъездного 16.j, а на вычитающие входы с квартирных преобразователей 2.j частоты импульсов в аналоговый сигнал, вырабатывается сигнал рассогласования потоков входящего и расходуемого газа. Этот сигнал через блок 21.j выделения модуля дисбаланса поступает в блок 22.j оценки текущего дисбаланса расхода газа в подъезде многоквартирного дома, где сравнивается со значением уровня допустимого дисбаланса, формируемого источником 23.j. В случае превышения этого уровня сигнал через блок 12.j подается на подъездный 11.j и через блоки 4.i управления на квартирные клапаны 3.i отсечки подачи газа. Кроме того, сигнал с блока 22.j оценки текущего дисбаланса расхода газа в подъезде многоквартирного дома подается на модем 24 сотовой связи и по каналам сотовой связи в службы газового хозяйства, оперативные диспетчерские службы и на сотовые телефоны всех жильцов данного подъезда.

Таким образом, предлагаемая система по сравнению с известным устройством обеспечивает световую и звуковую сигнализацию о превышении допустимого уровня загазованности как в отдельных квартирах, так и в подъездах в целом, а также позволяет повысить надежность и достоверность передачи тревожной информации в оперативную диспетчерскую службу. Это достигается использованием радиоканала и сложных сигналов с фазовой манипуляцией, которые передаются на разных частотах. Каждому многоквартирному дому отводится своя несущая частота.

С точки зрения обнаружения сложные ФМн-сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.

Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.

Структурная скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.

Сложные ФМн-сигналы позволяют использовать структурную селекцию. Это значит, что появляется возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.

Предлагаемая система обеспечивает повышение безопасности эксплуатации газового оборудования в многоквартирных домах за счет непрерывного контроля в реальном времени уровней суммарной загазованности и дисбаланса расхода газа как в отдельных квартирах, так и в подъезде в целом с передачей тревожной информации по каналам сотовой связи в службы газового хозяйства, оперативные диспетчерские службы и на сотовые телефоны жильцов и по радиоканалу с использованием сложных сигналов с фазовой манипуляцией, а также с использованием световой и звуковой сигнализации в квартирах и подъездах многоквартирного дома.

Применение для передачи тревожной информации сотовой связи позволяет в автоматическом режиме или по запросу одновременно передавать ее всем заинтересованным в получении данной информации лицам. Также сотовая связь позволяет информировать жильцов о плановых отключениях и других действиях газовых служб.

Тем самым функциональные возможности известного устройства расширены.

Claims (1)

1. Система контроля расхода и утечек бытового газа в многоквартирных домах, содержащая квартирные счетчики расхода газа с импульсными выходами, квартирные датчики загазованности, клапаны отсечки подачи газа, сумматор общей загазованности подъезда многоквартирного дома, блоки сравнения уровня суммарной загазованности с допустимым значением, источник опорного напряжения уровня суммарной загазованности, блок оценки текущего дисбаланса расхода газа в подъезде многоквартирного дома, сумматор дисбаланса, блок выделения модуля дисбаланса, источник опорного напряжения уровня допустимого дисбаланса, подъездные счетчики расхода газа с импульсными выходами, подъездные датчики загазованности, подъездные клапаны отсечки подачи газа, квартирные и подъездные блоки управления клапанами отсечки подачи газа, представляющие собой логические элементы «ИЛИ», квартирные и подъездные блоки сравнения уровня загазованности с допустимым значением, квартирные и подъездные источники опорного напряжения уровней допустимой загазованности, квартирные и подъездные счетчики импульсов, квартирные и подъездные преобразователи частоты импульсов в аналоговый сигнал и модем сотовой связи, при этом выходы квартирных и подъездных датчиков загазованности подсоединены через квартирные и подъездные блоки сравнения уровня загазованности с допустимым значением к первому входу квартирных и подъездных блоков управления клапанами отсечки подачи газа, представляющих собой логические элементы «ИЛИ», к второму входу квартирных и подъездных блоков сравнения уровня загазованности с допустимым значением подсоединены выходы соответственно квартирных и подъездных источников опорного напряжения уровней допустимой загазованности, вторые входы квартирных и подъездных блоков управления клапанами отсечки подачи газа, представляющих собой логические элементы «ИЛИ», подсоединены к управляющим выходам модема сотовой связи, третьи входы квартирных блоков управления клапанами отсечки подачи газа, представляющие собой логические элементы «ИЛИ», подсоединены к выходу подъездного блока управления клапанами отсечки подачи газа, выходы квартирных и подъездных датчиков загазованности подсоединены к суммирующим входам сумматора общей загазованности подъезда многоквартирного дома, выход которого через блок сравнения уровня суммарной загазованности с допустимым значением подсоединен к входу модема сотовой связи и третьему входу подъездного блока управления клапанами отсечки подачи газа, представляющего собой логический элемент «ИЛИ», к второму входу блока сравнения уровня суммарной загазованности с допустимым значением подсоединен выход источника опорного напряжения уровня суммарной загазованности, выходы квартирных счетчиков расхода газа через квартирные счетчики импульсов подсоединены к входам модема сотовой связи и через квартирные преобразователи частоты импульсов в аналоговый сигнал к вычитающим входам сумматора дисбаланса, суммирующий вход которого через подъездный преобразователь частоты импульсов в аналоговый сигнал подсоединен к выходу подъездного счетчика расхода газа с импульсным выходом, выход сумматора дисбаланса через блок выделения модуля дисбаланса и блок оценки текущего дисбаланса расхода газа в подъезде многоквартирного дома подсоединен к входу модема сотовой связи и четвертому входу подъездного блока управления клапанами отсечки подачи газа, представляющего собой логический элемент «ИЛИ», второй вход блока оценки текущего дисбаланса расхода газа подсоединен к источнику опорного напряжения уровня допустимого дисбаланса, выходы квартирных и подъездных блоков управления клапанами отсечки подачи газа, представляющие собой логические элементы «ИЛИ», подсоединены соответственно к управляющим входам квартирных и подъездных клапанов отсечки подачи газа, отличающаяся тем, что она снабжена квартирными блоками сигнализации, подъездными блоками сигнализации, домовым генератором псевдослучайной последовательности, двумя логическими элементами «ИЛИ», сумматором, задающим генератором, фазовым манипулятором, усилителем мощности, передающей антенной и панорамным приемником, установленным в оперативной диспетчерской службе, причем каждый квартирный блок сигнализации выполнен в виде ключа, генератора псевдослучайной последовательности, светового и звукового сигнализаторов, подключенных к выходу квартирного блока сравнения уровня загазованности с допустимым значением, второй вход ключа соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, а выход подключен к входу линии задержки, каждый подъездный блок сигнализации выполнен в виде ключа, генератора псевдослучайной последовательности, светового и звукового сигнализаторов, подключенных к выходу подъездного блока сравнения уровня загазованности с допустимым значением, второй вход ключа соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, а выход подключен к входу линии задержки, выходы квартирных блоков сравнения уровня загазованности с допустимым значением через первый логический элемент «ИЛИ» соединены с первым входом домового генератора псевдослучайной последовательности, второй вход которого через второй логический элемент «ИЛИ» соединен с выходами подъездных блоков сравнения уровня загазованности с допустимым значением, а к выходу последовательно подключены сумматор, другие входы которого соединены с выходами квартирных и подъездных блоков сигнализации, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, усилитель мощности и передающая антенна, панорамный приемник выполнен в виде последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока поиска, усилителя промежуточной частоты, удвоителя фазы, второго анализатора спектра, блока сравнения, второй вход которого через первый анализатор спектра соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, порогового блока, второй вход которого через линию задержки соединен с его выходом, ключа, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, фазового детектора и блока регистрации и анализа, к выходу удвоителя фазы последовательно подключены первый узкополосный фильтр, делитель фазы на два и второй узкополосный фильтр, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, управляющий вход блока поиска соединен с выходом порогового блока.

Images