UA149325U

UA149325U - Модульна сенсорна платформа

Info

Publication number: UA149325U
Application number: UAA201810230U
Authority: UA
Inventors: Артур Олександрович Запорожець; Віталій Павлович Бабак; Анастасія Дмитрівна Свердлова
Original assignee: Інститут Технічної Теплофізики Нан України; Институт Технической Теплофизики Нан Украины
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2021-11-10

Abstract

Модульна сенсорна платформа містить джерело живлення, газові сенсори, блоки дротового та бездротового зв'язку та мікроконтролер. На модульній платформі додатково встановлено сенсори температури, вологості, атмосферного тиску, акустичних шумів, вібрації, сили струму та напруги, максимальна кількість яких обмежена довжиною а, шириною b друкованої плати та кількістю шин зв'язку N, а на друкованій платі розміщено адаптивний роз'єм, через який інстальовано сенсори та додаткові сенсори Ns, що використовують для градуювання сенсорів газів, сили струму, напруги, акустичних шумів, вібрації.

Description

Корисна модель належить до пристроїв, що визначають параметри функціонування електротехнічного та теплотехнічного обладнання, і може бути використана на підприємствах електроенергетики, теплоенергетики, металургії, будівництва, автомобілебудування та інших галузях.

Відомий безпровідний портативний пристрій, що призначений для контролю щонайменше одного параметра і для бездротової передачі щонайменше одного контрольованого параметра в пристрій зв'язку (патент Російської Федерації Мео2573234, МПК Аб1В 5/00, 5060 50/22, заявл. 18.09.2013, опубл. 27.03.2014). Пристрій зв'язку призначений для передачі щонайменше одного контрольованого параметра по мережі у віддалений пристрій. Зазначений щонайменше один контрольований параметр може включати імпеданс шкіри, сигнали електрокардіограми, гальванічну силу струму, положення носія, температуру, частоту серцевих скорочень, частоту дихання, вологість, висотку/тиск, дані глобальної системи позиціонування, хімічні маркери та інші фізіологічні та фізичні параметри. Недоліком даного пристрою є відсутність можливості застосування набору базових інтерфейсів передачі даних для зв'язку із сервером, вузький діапазон робочих параметрів, низька стійкість до впливу механічних та фізичних параметрів зовнішнього середовища.

Відома, вибрана нами за найближчий аналог, універсальна цифрова платформа для інтеграції газових сенсорів різного типу, що призначена для автоматичного контролю концентрації вибухо-, пожежо- та токсично-небезпечних газів в атмосфері житлових приміщень, всередині та зовні промислових об'єктів, а також в атмосфері гірничих видобувань та функціонує як в режимі індивідуального сигналізування при досягненні вимірюваним компонентом встановлених порогових значень концентрацій, так і передачі даних по бездротовій сенсорній мережі на диспетчерський пульт контролю |патент Російської Федерації

Мо160116, МПК СО1М 33/00, 7088 25/00, заявл. 29.04.2015, опубл. 10.03.2016Ї. Платформа складається З газових сенсорів, аналогово-вимірювальної частини, приймача, мікропроцесорного модуля для управління режимами функціонування пристрою, схеми живлення сенсора.

Дана платформа забезпечує контроль багатокомпонентних газових сумішей (СО, Не5, МО»,

СО», СнНа та ін.) на базі електрохімічних, каталітичних, напівпровідникових та оптичних сенсорів з автономним джерелом живлення та можливістю безпровідної передачі даних вимірювань на диспетчерський пульт, проте не вирішує завдання одночасного контролю інших параметрів функціонування електротехнічного та теплотехнічного обладнання, таких як тиск, температура, рівень акустичних шумів, вібрації, сили струму, напруги тощо.

В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення модульної сенсорної платформи шляхом додавання сенсорів температури, вологості, атмосферного тиску, акустичних шумів, вібрації, сили струму та напруги, що дозволяє підвищити інформативність систем моніторингу технічного стану об'єктів енергетики, скоротити час локалізації дефектів, підвищити точність вимірюваних параметрів.

Поставлена задача вирішується тим, що на модульній сенсорній платформі, до складу якої входять джерело живлення, газові сенсори, блоки дротового та бездротового зв'язку та мікроконтролер, згідно з корисною моделлю, додатково встановлено сенсори температури, вологості, атмосферного тиску, акустичних шумів, вібрації сили струму та напруги, максимальна кількість яких обмежена довжиною а, шириною Б друкованої плати та кількістю шин зв'язку М, а на друкованій платі розміщено адаптивний роз'єм, через який інстальовано сенсори та додаткові сенсори М, що використовують для градуювання сенсорів газів, сили струму, напруги, акустичних шумів, вібрації.

Застосування різних типів сенсорів, кількість яких обмежена довжиною а, шириною б та кількістю шин зв'язку М, дозволяє підвищити загальну інформативність пристрою, проводити одночасний контроль великої кількості параметрів, проводити комплексну діагностику стану електротехнічного та теплотехнічного обладнання, виявляти та локалізувати дефекти на ранніх стадіях їх утворення.

Адаптивний роз'єм на друкованій платі дозволяє спростити інсталяцію та деінсталяцію сенсорів.

Застосування додаткових сенсорів Ме дозволяє підвищити точність вимірювань параметрів функціонування електро- та теплотехнічного обладнання, зменшити похибки вимірювання шляхом градуювання сенсорів в режимі реального часу та попереджає вихід платформи та об'єкта діагностування за умови експлуатації.

Модульну сенсорну платформу зображено на схемі, де: 1 - друкована плата; 2 - джерело живлення; З - мікроконтролер; 4 - блок дротового зв'язку; 5 - блок бездротового зв'язку; б1...м - 60 сенсори; 7- флеш-пам'ять; 8 - адаптивний роз'єм.

Запропонована модульна сенсорна платформа працює наступним чином.

Всі елементи модульної сенсорної платформи (2-8) розміщуються на друкованій платі 1.

Після увімкнення джерела живлення 2 напруга від нього подається на мікроконтролер 3, а від мікроконтролера - на блоки дротового 4 та бездротового 5 зв'язку, сенсори 6б1..м. При надходженні живлення до мікроконтролера З активується спеціальне програмне забезпечення, що по заданому алгоритму підключає живлення сенсорів. Сенсори б1..м, що не проводять вимірювання, можуть бути відключені або переведені в сплячий режим (залежно від методики вимірювання). Сенсори температури, вологості, атмосферного тиску, акустичних шумів, вібрації, сили струму та напруги, що входять до складу сенсорної платформи, інсталюються чи деінсталюються через адаптивний роз'єм 8 шляхом механічного щеплення. Під час процесу вимірювання результати вимірювань з одного чи декількох сенсорів Ме (наприклад, температури, вологості, атмосферного тиску) надходять до мікрокоптролера та можуть використовуватися ним для градуювання основних сенсорів в режимі реального часу. Дані з сенсорів 61..м через мікроконтролер З та блоки зв'язку 4-5 надходять до зовнішніх користувачів та/або зберігаються на флеш-пам'яті 7.

Експериментальні дослідження показали, що одночасне вимірювання декількох параметрів функціонування технологічного обладнання дозволяє скоротити час виявлення та локалізації дефектів (до 50 Фо) та підвищити точність визначення вимірюваних параметрів (до 20 Об).

Claims

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Модульна сенсорна платформа, до складу якої входять джерело живлення, газові сенсори, блоки дротового та бездротового зв'язку та мікроконтролер, яка відрізняється тим, що на модульній платформі додатково встановлено сенсори температури, вологості, атмосферного тиску, акустичних шумів, вібрації, сили струму та напруги, максимальна кількість яких обмежена довжиною а, шириною Б друкованої плати та кількістю шин зв'язку М, а на друкованій платі розміщено адаптивний роз'єм, через який інстальовано сенсори та додаткові сенсори Ме», що використовують для градуювання сенсорів газів, сили струму, напруги, акустичних шумів, вібрації. : гія : зе Со нн ша А у по и М . Е ! | ї 8 и Яке х нин зн в. 1 о шк. ше як. ще ЕЕ Е Н 3 Е пив: МИ НИ о: