устройство контроля утечек бытового газа в многоквартирных домах

Формула изобретения

Устройство контроля утечек бытового газа в многоквартирных домах, содержащее датчики загазованности, клапан отсечки подачи газа, счетчик расхода газа с импульсным выходом, газовые приборы отличающееся тем, что в него дополнительно введены датчики объемного потока воздуха вытяжных шкафов над газовыми приборами, преобразователь частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение, масштабирующий усилитель, сглаживающий фильтр, аналоговый сумматор, дифференциальный усилитель, компаратор, задатчик минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов, блок временной задержки, многовходовой элемент «ИЛИ» и модем сотовой связи с набором информационных входов и выходов, причем выходы датчиков объемного потока воздуха вытяжных шкафов над газовыми приборами соединены с входами аналогового сумматора и информационными входами модема сотовой связи, выход аналогового сумматора соединен с первым входом дифференциального усилителя, выход счетчика расхода газа соединен с преобразователем частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение и информационным входом модема сотовой связи, выход преобразователя частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение через масштабирующий усилитель и сглаживающий фильтр соединен со вторым входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с прямым входом компаратора, выход задатчика минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов соединен с инверсным входом компаратора, выход компаратора через блок временной задержки соединен с одним из входов элемента «ИЛИ» и информационным входом модема сотовой связи, выходы датчиков загазованности соединены с другими входами элемента «ИЛИ» и информационными входами модема сотовой связи, информационный выход модема сотовой связи соединен с одним из входов элемента «ИЛИ», выход элемента «ИЛИ» соединен с входом управления клапаном отсечки подачи газа и информационным входом модема сотовой связи, газовые приборы соединены с сетью подачи газа через счетчик расхода газа и клапан отсечки подачи газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам формирования измерительной и управляющей информации по первичным параметрам контроля утечек природного газа в многоквартирных домах.

Известна система передачи и обработки сигналов от состояния объектов, содержащая датчики, связанные с объектами, и станцию, включающую блок подключения датчиков, блок обработки данных станции и, по меньшей мере, один пульт оператора, который реализован на основе персонального компьютера с соответствующим программным обеспечением (RU 2087036 С1, кл. G08C 19/00, G08B 25/00, опубл. 10.08.97. Бюл. N 22).

Недостатком системы является низкая надежность из-за ее низкой помехозащищенности, а также ограниченные функциональные возможности.

Известна система аварийного оповещения с сигнализацией при появлении огня, газа и загрязнения окружающего воздуха с автоматическим контролем и подзарядкой батарей, содержащая центральное устройство контроля и управления, включающее микропроцессор, блок памяти, блок интерфейса, блок ввода-вывода информации, содержащий дисплей с клавиатурой, пожарные датчики, датчики наличия газа, датчики факторов загрязнения окружающего воздуха (Патент США 5493272 A, G08B 26/00, опубл. 20.02.96).

Недостатком этой системы являются низкие функциональные возможности за счет отсутствия возможности автоматического управления и контроля за состоянием утечек газа и, следовательно, низкий уровень обеспечения безопасности использования газа.

Известен способ и устройство контроля аварийной загазованности пространства, заключающийся в том, что производят контроль наличия взрывного газа путем установки стационарных приборов, фиксирующих недопустимую концентрацию газа по объему с фиксацией появления нижнего предела взрывчатости газовой смеси в нескольких точках контроля (RU 2124745, кл. G01W 1/00, опубл. 1999.01.10).

Недостатком этого изобретения является ограниченность его применения при контроле утечек бытового газа в жилых домах.

Известна многофункциональная контрольно-управляющая система, содержащая центральное устройство контроля и управления, общую шину, блоки ввода-вывода, датчики наличия газа, датчики факторов загрязнения окружающего воздуха, устройства отключения подачи газа, многоканальное устройство оповещения по телефонной линии (RU 2147145, кл. G08B 25/00, опубл. 2000.03.27).

Недостатком этой системы является низкая надежность обеспечения безопасности эксплуатации газового оборудования в многоквартирных домах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство контроля жилищно-коммунальной информации, содержащее датчики загазованности, клапан отсечки подачи газа, счетчик расхода газа с импульсным выходом, газовые приборы, при этом датчики соединены через каналы связи с центральной диспетчерской (RU 2141626, кл. G01F 1/00, A62C 2/00, G08B 17/00, опубл. 1999.11.20).

Недостатком данного устройства является невысокий уровень обеспечения безопасности использования природного газа.

Целью изобретения является повышение безопасности использования природного газа.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее датчики загазованности, клапан отсечки подачи газа, счетчик расхода газа с импульсным выходом, газовые приборы, дополнительно введены датчики объемного потока воздуха вытяжных шкафов над газовыми приборами, преобразователь частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение, масштабирующий усилитель, сглаживающий фильтр, аналоговый сумматор, дифференциальный усилитель, компаратор, задатчик минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов, блок временной задержки, элемент «ИЛИ» и модем сотовой связи с набором информационных входов и выходов, причем выходы датчиков объемного потока воздуха вытяжных шкафов над газовыми приборами соединены с входами аналогового сумматора и информационными входами модема сотовой связи, выход аналогового сумматора соединен с первым входом дифференциального усилителя, выход счетчика расхода газа соединен с преобразователем частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение и информационным входом модема сотовой связи, выход преобразователя частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение через масштабирующий усилитель и сглаживающий фильтр соединен со вторым входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с прямым входом компаратора, выход задатчика минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов соединен с инверсным входом компаратора, выход компаратора соединен с одним из входов элемента «ИЛИ» и информационным входом модема сотовой связи, выходы датчиков загазованности соединены с другими входами элемента «ИЛИ» и информационными входами модема сотовой связи, информационный выход модема сотовой связи соединен с одним из входов элемента «ИЛИ», выход элемента «ИЛИ» через блок временной задержки соединен с входом управления клапаном отсечки подачи газа и информационным входом модема сотовой связи, газовые приборы соединены с сетью подачи газа через счетчик расхода газа и клапан отсечки подачи газа.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется представленной на чертеже структурной схемой устройства контроля утечек бытового газа в многоквартирных домах.

Устройство контроля утечек бытового газа в многоквартирных домах содержит датчики загазованности 1, датчики объемного потока воздуха 2 вытяжных шкафов над газовыми приборами, газовые приборы 3, счетчик расхода газа с импульсным выходом 4, клапан отсечки подачи газа 5, преобразователь частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение 6, масштабирующий усилитель 7, сглаживающий фильтр 8, аналоговый сумматор 9, дифференциальный усилитель 10, компаратор 11, задатчик минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов 12, блок временной задержки 13, многовходовой элемент «ИЛИ» 14 и модем сотовой связи 15 с набором информационных входов и выходов.

Устройство работает следующим образом. При нормальной эксплуатации газового оборудования в квартире многоквартирного дома природный газ через клапан отсечки подачи газа 5 и счетчик расхода газа с импульсным выходом 4 подается на квартирные газовые приборы 3 (газовые плиты, газовые колонки, колонки отопления квартиры). Расход газа зависит от количества работающих в данный момент газовых приборов 3 и учитывается счетчиком расхода газа с импульсным выходом 4. При этом частота следования импульсов пропорциональна расходу газа. Импульсы подаются на один из входов модема сотовой связи 15 для передачи в диспетчерскую службу газо-обслуживающей организации данного многоквартирного дома. Также эти импульсы подаются на преобразователь частоты импульсных сигналов в аналоговое напряжение 6. Полученное аналоговое напряжение усиливается масштабирующим усилителем 7, в результате на его выходе формируется сигнал, пропорциональный расходу газа в квартире непосредственно в данный момент времени. Этот сигнал сглаживается сглаживающим фильтром 8 и подается на положительный вход дифференциального усилителя 10. При нормальном удалении продуктов сгорания от газовых приборов 3 через вытяжные камеры в квартире многоквартирного дома датчики объемного потока воздуха 2 вытяжных шкафов над газовыми приборами вырабатывают аналоговые сигналы, пропорциональные объему удаляемых продуктов сгорания. Эти сигналы суммируются на аналоговом сумматоре 9 и подаются на отрицательный вход дифференциального усилителя 10. В результате на выходе дифференциального усилителя 10 формируется сигнал, отражающий дисбаланс между расходуемым в квартире газом и продуктами сгорания, отводимыми из квартиры через вытяжные камеры. При нормальной работе этот дисбаланс не превышает допустимой величины, устанавливаемой задатчиком минимального значения объемного потока воздуха вытяжных шкафов 12. В результате компаратор 11 не срабатывает и сигнал на отключение на клапан отсечки подачи газа 5 не поступает. Кроме того, сигналы с блока временной задержки 13, датчиков загазованности 1, датчиков объемного потока воздуха 2 вытяжных шкафов и многовходового элемента «ИЛИ» 14 подаются на информационные входы модема сотовой связи 15. Эти сигналы передаются в диспетчерскую газообслуживающей организации данного многоквартирного дома для информации о нормальном процессе эксплуатации газового оборудования в данной квартире.

В случае возникновения аварийных ситуаций при эксплуатации газового оборудования, связанных с утечкой бытового газа и дисбалансом между расходуемым в квартире газом и продуктами сгорания, отводимыми из квартиры, происходит уменьшение величины аналоговых сигналов с датчиков объемного потока воздуха 2. В результате их сумма на выходе аналогового сумматора 9 уменьшается и на выходе дифференциального усилителя 10 формируется сигнал, пропорциональный дисбалансу между расходуемым в квартире газом и продуктами сгорания. При достижении этим сигналом величины, превышающей установленное задатчиком 12 значение, происходит срабатывание компаратора 11. Если сигнал на выходе компаратора продолжается более допустимого времени, установленного блоком временной задержки 13, то происходит его прохождение через многовходовой элемент «ИЛИ» 14 и срабатывание клапана отсечки подачи газа 5. Также клапан отсечки подачи газа 5 может срабатывать по сигналам от датчиков загазованности 1 и внешнему сигналу от модема сотовой связи 15 по команде диспетчера газообслуживающей организации данного многоквартирного дома. Кроме того, информация об аварийной ситуации через информационные входы модема сотовой связи 15 передается в диспетчерскую газообслуживающей организации данного многоквартирного дома для принятия мер по ее ликвидации в данной квартире многоквартирного дома.

Такое решение обеспечивает повышение безопасности использования природного газа в квартирах многоквартирных домов за счет непрерывного контроля в реальном времени уровней загазованности и дисбаланса расхода газа и продуктов горения с передачей информации в диспетчерскую службу газообслуживающей организации данного многоквартирного дома для принятия мер по ликвидации аварии в данной квартире многоквартирного дома с аварийным отключением подачи газа.