Результат интеллектуальной деятельности: Устройство дистанционного контроля параметров условий труда с коррекцией по температуре

Изобретение относится к области контроля параметров условий труда, в частности к контролю и управлению фактическими уровнями физических факторов условий труда, таких как температура, относительная влажность, скорость движения воздуха на рабочих местах промышленных предприятий.

Известно устройство для управления микроклиматом в хранилищах [А.с. 334559, МПК⁸ G05D 23/19. Устройство для управления микроклиматом / P.M. Славин. - Опубл. в БИ 12, 1972], содержащее блок задания, преобразователи, датчики температуры.

Недостатками его являются сложность прокладки значительного числа линий связи, понижение точности за счет погрешностей, вносимых линиями связи, отсутствие информации о влагосодержании контролируемой среды.

Известно устройство для регулирования температуры и относительной влажности воздуха [А.с. 691812, МПК⁸ G05D 27/02. Устройство для регулирования температуры и относительной влажности воздуха в помещении / П.Н. Гротов. - Опубл. в БИ 38, 1979], содержащее блок контроля, преобразователи, датчики температуры и влажности, каждый из которых соединен отдельной трехпроводной линией связи с блоком контроля.

Недостатками его является низкая точность контроля фактического уровня физических факторов производственной среды.

Известно устройство дистанционного контроля параметров производственной среды [Пат. РФ 2279704, МПК⁸ G05D 27/02. Устройство дистанционного контроля параметров производственной среды / Э.М. Соколов, В.М. Панарин, Д.В. Дергунов, Г.В. Павпертов, Е.А. Шурыгина, Т.А. Короткова. ТулГУ. - Опубл. в БИ 19, 2006], содержащее блок контроля, датчики температуры, задатчики максимальных и минимальных значений температуры, компаратор на каждый задатчик предельно допустимых значений температуры, логические элементы на каждый контролируемый фактор, постоянно-запоминающее устройство максимальных и минимальных значений температуры, сдвиговые регистры, блок управления генератор.

Недостатком устройства является ограниченное количество параметров контроля фактического уровня физических факторов производственной среды.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство дистанционного контроля параметров условий труда [Пат. РФ 2335795, МПК⁸ G05D 27/02. Устройство дистанционного контроля параметров условий труда / Э.М. Соколов, В.М. Панарин, В.Г. Павпертов, О.Н. Хаустова, Р.В. Соколовский, Г.В. Павпертов. ТулГУ. - Опубл. в БИ 28, 2008 (прототип)], содержащее блок контроля, датчики температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха, преобразователи сигналов, задатчики максимальных и минимальных значений температуры и относительной влажности, задатчик максимального допустимого уровня скорости движения воздуха, компараторы, логические элементы, постоянно-запоминающие устройства максимальных значений температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, постоянно-запоминающие устройства минимальных значений температуры и относительной влажности, сдвиговые регистры, счетчики максимальных значений температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, счетчики минимальных значений температуры и относительной влажности, блок управления и генератор.

Недостатками устройства является низкая точность оценки условий труда на контролируемом рабочем месте вследствие1 отсутствия коррекции заданий максимальных и минимальных значений температуры в зависимости от величины относительной влажности и скорости движения воздуха.

Задачей данного технического решения является повышение качества работы устройства дистанционного контроля параметров условий труда посредством введения коррекции заданий максимальных и минимальных значений температуры в зависимости от величины относительной влажности и скорости движения воздуха на контролируемом рабочем месте.

Это достигается тем, что в устройство дистанционного контроля параметров условий труда с коррекцией по температуре, содержащее блок контроля, датчик температуры, датчик относительной влажности, датчик скорости движения воздуха, преобразователи сигналов температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха на каждый датчик, задатчики максимальных и минимальных значений температуры и относительной влажности, задатчик максимального допустимого уровня скорости движения воздуха, компараторы на каждый задатчик предельно допустимых значений измеряемых параметров температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, логические элементы максимальных значений температур, относительной влажности и скорости движения воздуха, логические элементы минимальных значений температур и относительной влажности, постоянно-запоминающие устройства максимальных значений температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, постоянно-запоминающие устройства минимальных значений температуры и относительной влажности, сдвиговые регистры, счетчики максимальных значений температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, счетчики минимальных значений температуры и относительной влажности, блок управления и генератор, причем вход блока контроля соединен с выходами всех сдвиговых регистров, первые входы сдвиговых регистров соединены с выходами постоянно-запоминающих устройств соответственно, вторые входы сдвиговых регистров соединены с выходами счетчиков максимальных значений температуры, минимальных значений температуры, максимальных значений относительной влажности, минимальных значений относительной влажности, максимальных значений скорости движения воздуха, к первым входам счетчиков присоединены выходы логического элемента максимальных значений температур, логического элемента минимальных значений температур, логического элемента максимальных значений относительной влажности, логического элемента минимальных значений относительной влажности, логического элемента максимальных значений скорости движения воздуха, а на входы логических элементов присоединены выходы компараторов соответственно, вторые входы логических элементов соединены между собой и с первым выходом генератора, второй выход генератора соединен с входом блока управления, выходы блока управления соединены с третьими входами всех сдвиговых регистров, со вторыми входами счетчиков максимальных и минимальных значений и входами постоянно-запоминающих устройств, выходы датчиков температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха через преобразователи соединены с первыми входами соответствующих компараторов, со вторыми входами компараторов соединены выходы задатчиков относительной влажности и максимальных значений скорости движения воздуха, дополнительно введены корректор задатчика максимальных значений температуры, корректор задатчика минимальных значений температуры, сумматор коррекции максимальных значений температуры, сумматор коррекции минимальных значений температуры, масштабирующий усилитель относительной влажности, блок коррекции максимальных значений температуры по относительной влажности, блок коррекции минимальных значений температуры по относительной влажности, инвертор и корректирующий усилитель максимальных значений температуры по относительной влажности, инвертор и корректирующий усилитель минимальных значений температуры по относительной влажности, масштабирующий усилитель скорости движения воздуха, блок коррекции максимальных значений температуры по скорости движения воздуха, блок коррекции минимальных значений температуры по скорости движения воздуха, корректирующий усилитель максимальных значений температуры по скорости движения воздуха, корректирующий усилитель минимальных значений температуры по скорости движения воздуха, задатчик, компаратор, логический элемент, постоянно-запоминающее устройство, сдвиговый регистр, счетчик минимальных значений скорости движения воздуха, причем выход задатчика максимальных значений температуры через корректор задатчика максимальных значений температуры соединен с компаратором максимальных значений температуры, выход задатчика минимальных значений температуры через корректор задатчика минимальных значений температуры соединен с компаратором минимальных значений температуры, входы коррекции корректоров задатчиков максимальных и минимальных значений температуры соединены с выходами сумматоров коррекции максимальных и минимальных значений температуры соответственно, первый вход сумматора коррекции максимальных значений температуры через инвертор, корректирующий усилитель и блок коррекции максимальных значений температуры по относительной влажности соединен с выходом масштабирующего усилителя относительной влажности, второй вход сумматора коррекции максимальных значений температуры через корректирующий усилитель и блок коррекции максимальных значений температуры по скорости движения воздуха соединен с выходом масштабирующего усилителя скорости движения воздуха, первый вход сумматора коррекции минимальных значений температуры через инвертор, корректирующий усилитель и блок коррекции минимальных значений температуры по относительной влажности соединен с выходом масштабирующего усилителя относительной влажности, второй вход сумматора коррекции минимальных значений температуры через корректирующий усилитель и блок коррекции минимальных значений температуры по скорости движения воздуха соединен с выходом масштабирующего усилителя скорости движения воздуха, вход масштабирующего усилителя относительной влажности соединен с выходом преобразователя относительной влажности, вход масштабирующего усилителя скорости движения воздуха соединен с выходом преобразователя скорости движения воздуха, выход задатчика минимальных значений скорости движения воздуха через компаратор и логический элемент соединен с входом счетчика минимальных значений скорости движения воздуха, первый вход сдвигового регистра минимальных значений скорости движения соединен с входом постоянно-запоминающего устройства, второй вход соединен с выходом счетчика минимальных значений скорости движения воздуха, третий вход соединен с выходом блока управления, второй вход счетчика минимальных значений скорости движения воздуха соединен с выходом блока управления, второй вход логического элемента соединен с первым выходом генератора, выход сдвигового регистра минимальных значений скорости движения воздуха соединен с входом блока контроля.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства дистанционного контроля параметров условий труда с коррекцией по температуре.

Устройство содержит блок контроля 1, к входу которого присоединены выходы сдвиговых регистров 2, 3, 4, 5, 6, 7.

К входам сдвиговых регистров подсоединены выходы элементов: к входу сдвигового регистра 2 выходы счетчика максимальных значений температуры 8 и постоянно-запоминающего устройства 9, к входу сдвигового регистра 3 - выходы счетчика минимальных значений температуры 10 и постоянно-запоминающего устройства 11, к входу сдвигового регистра 4 - выходы счетчика максимальных значений относительной влажности 12 и постоянно-запоминающего устройства 13, к входу сдвигового регистра 5 - выходы счетчика минимальных значений относительной влажности 14 и постоянно-запоминающего устройства 15, к входу сдвигового регистра 6 - выходы счетчика максимальных значений скорости движения воздуха 16 и постоянно-запоминающего устройства 17, к входу сдвигового регистра 7 - выходы счетчика минимальных значений скорости движения воздуха 18 и постоянно-запоминающего устройства 19.

К входам счетчиков значений физических факторов производственной среды присоединены выходы следующих элементов: к счетчику 8 присоединен логический элемент максимальных значений температур 20, к счетчику 10 логический элемент минимальных значений температур 21, к счетчику 12 логический элемент максимальных значений относительной влажности 22, к счетчику 14 логический элемент минимальных значений относительной влажности 23, к счетчику 16 логический элемент максимальных значений скорости движения воздуха 24, к счетчику 18 логический элемент минимальных значений скорости движения воздуха 25, которые обеспечивают выталкивание сигнала на счетчик.

Входы счетчиков соединены с выходом блока управления 26, к входу которого присоединен генератор сигналов 27.

Логические элементы, входящие в структуру системы 20, 21, 22, 23, 24, 25, объединены между собой, а также к их входам присоединены следующие выходы элементов: выход компаратора 28 - на вход логического элемента максимальных значений температур 20, выход компаратора 29 - на вход логического элемента минимальных значений температур 21, выход компаратора 30 - на вход логического элемента максимальных значений относительной влажности 22, выход компаратора 31 - на вход логического элемента минимальных значений относительной влажности 23, выход компаратора 32 - на вход логического элемента максимальных значений скорости движения воздуха 24, выход компаратора 33 - на вход логического элемента минимальных значений скорости движения воздуха 25 и на входы логических элементов - выход генератора 27.

К входам компараторов присоединены выходы элементов: к входу компаратора 28 - через корректор задатчика максимальных значений температуры 34 выход задатчика максимальных значений температуры 35, к входу компаратора 29 - через корректор задатчика минимальных значений температуры 36 выход задатчика минимальных значений температуры 37, а также к обоим входам компараторов 28, 29 выход преобразователя сигнала 38.

Вход компаратора 30 соединен с выходом задатчика максимальных значений относительной влажности 39, а вход компаратора 31 соединен с выходом задатчика минимальных значений относительной влажности 40, а также к обоим входам компараторов 30, 31 присоединен выход преобразователя сигнала 41.

Вход компаратора 32 соединен с выходом задатчика максимальных значений скорости движения воздуха 42, а вход компаратора 33 соединен с выходом задатчика минимальных значений скорости движения воздуха 43, а также к обоим входам компараторов 32, 33 присоединен выход преобразователя сигнала 44.

Значения фактических уровней физических факторов производственной среды фиксируются датчиками температуры 45, относительной влажности 46, скорости движения воздуха 47. Сигнал с датчиков передается на преобразователи сигналов. Это обеспечивается соединением выхода датчика температуры 45 с входом преобразователя сигнала 38, выхода датчика относительной влажности 46 с входом преобразователя сигнала 41, выхода датчика скорости движения воздуха 47 с входом преобразователя сигнала 44.

Корректирующий вход корректора задатчика максимальных значений температуры 34 соединен с выходом сумматора коррекции 48 максимальных значений температуры, корректирующий вход корректора задатчика минимальных значений температуры 36 соединен с выходом сумматора коррекции 49 минимальных значений температуры.

Первый вход сумматора коррекции 48 максимальных значений температуры через инвертор 50 и корректирующий усилитель 51 максимальных значений температуры по относительной влажности соединен с выходом блока коррекции 52 максимальных значений температуры по относительной влажности.

Первый вход сумматора коррекции 49 минимальных значений температуры через инвертор 53 и корректирующий усилитель 54 минимальных значений температуры по относительной влажности соединен с выходом блока коррекции 55 минимальных значений температуры по относительной влажности.

Входы блока коррекции 52 максимальных значений температуры по относительной влажности и блока коррекции 55 минимальных значений температуры по относительной влажности соединены через масштабирующий усилитель относительной влажности 56 с выходом преобразователя сигнала 41 относительной влажности.

Второй вход сумматора коррекции 48 максимальных значений температуры через корректирующий усилитель 57 максимальных значений температуры по скорости движения воздуха соединен с выходом блока коррекции 58 максимальных значений температуры по скорости движения воздуха.

Второй вход сумматора коррекции 49 минимальных значений температуры через корректирующий усилитель 59 минимальных значений температуры по скорости движения воздуха соединен с выходом блока коррекции 60 минимальных значений температуры по скорости движения воздуха.

Входы блока коррекции 58 максимальных значений температуры по скорости движения воздуха и блока коррекции 60 минимальных значений температуры по скорости движения воздуха соединены через масштабирующий усилитель 61 по скорости движения воздуха с выходом преобразователя сигнала 44 по скорости движения воздуха.

Устройство дистанционного контроля параметров условий труда работает следующим образом.

После подачи питания генератор 27 начинает генерировать электрические сигналы. Текущие значения параметров условий труда с датчиков температуры 45, относительной влажности 46, скорости движения воздуха 47 поступают через соответствующие нормирующие преобразователи 38, 41 и 44 на компараторы.

Компаратор 28 срабатывает в том случае, если текущее значение температуры, поступающее от датчика температуры 45 через нормирующий преобразователь 38, превысит уровень сигнала, поступающего на компаратор 28 от корректора задатчика 34 максимальных значений температуры.

Компаратор 29 срабатывает в том случае, если текущее значение температуры станет меньше уровня сигнала, поступающего на компаратор 29 от корректора задатчика 36 минимальных значений температуры.

Компаратор 30 срабатывает в том случае, если текущее значение относительной влажности, поступающее от датчика относительной влажности 46 через нормирующий преобразователь 41, превысит уровень сигнала, поступающего на компаратор 30 от задатчика 39 максимальных значений относительной влажности.

Компаратор 31 срабатывает в том случае, если текущее значение относительной влажности станет меньше уровня сигнала, поступающего на компаратор 31 от задатчика 40 минимальных значений относительной влажности.

Компаратор 32 срабатывает в том случае, если текущее значение скорости движения воздуха, поступающее от датчика скорости движения воздуха 47 через нормирующий преобразователь 44, превысит уровень сигнала, поступающего на компаратор 32 от задатчика 42 максимальных значений скорости движения воздуха.

Компаратор 33 срабатывает в том случае, если текущее значение скорости движения воздуха станет меньше уровня сигнала, поступающего на компаратор 33 от задатчика 43 минимальных значений скорости движения воздуха.

В случае срабатывания компараторов сигналы передается на соответствующие логические элементы 20, 21, 22, 23, 24, 25. Если фактические значения факторов находятся в допустимых пределах, то компараторы не срабатывают и сигналы не передаются.

Сигналы, поступающие с логических элементов, считываются счетчиками 8, 10, 12, 14, 16 и 18. По сигналу управления от блока управления 26 сигналы от постоянно- запоминающих устройств 9, 11, 13, 15,17, 19 и счетчиков 8, 10, 12, 14, 16, 18 передаются в соответствующие сдвиговые регистры 2, 3, 4, 5, 6, 7, которые кодируют данные и передают их по линиям связи в блок контроля 1. После окончания передачи данных сдвиговые регистры переходят в режим ожидания.

Условия труда работников по температурному фактору существенно зависят от величины относительной влажности и скорости движения воздуха на контролируемом рабочем месте.

Для коррекции заданий максимальных и минимальных значений температуры в зависимости от величины относительной влажности и скорости движения воздуха на контролируемом рабочем месте в реальном времени применены корректор задатчика максимальных значений температуры 34 и корректор задатчика минимальных значений температуры 36, на управляющие входы которых поступают сигналы с сумматора коррекции 48 максимальных значений температуры и сумматора коррекции 49 минимальных значений температуры соответственно.

Коррекция по относительной влажности для максимальных значений температуры производится посредством подачи сигнала от преобразователя 41 относительной влажности через масштабирующий усилитель 56 относительной влажности, блок коррекции 52, реализующий зависимость максимально допустимой температуры от относительной влажности, корректирующий усилитель 51 максимальных значений температуры и инвертор 50 на первый вход сумматора коррекции 48 максимальных значений температуры.

Коррекция по относительной влажности для минимальных значений температуры производится посредством подачи сигнала от преобразователя 41 относительной влажности через масштабирующий усилитель 56 относительной влажности, блок коррекции 55, реализующий зависимость минимально допустимой температуры от относительной влажности, корректирующий усилитель 54 минимальных значений температуры и инвертор 53 на первый вход сумматора коррекции 49 минимальных значений температуры.

Коррекция по скорости движения воздуха для максимальных значений температуры производится посредством подачи сигнала от преобразователя 44 скорости движения воздуха через масштабирующий усилитель 61 по скорости движения воздуха, блок коррекции 58, реализующий зависимость максимально допустимой температуры от скорости движения воздуха, корректирующий усилитель 57 максимальных значений температуры на второй вход сумматора коррекции 48 максимальных значений температуры.

Коррекция по скорости движения воздуха для минимальных значений температуры производится посредством подачи сигнала от преобразователя 44 скорости движения воздуха через масштабирующий усилитель 61 по скорости движения воздуха, блок коррекции 60, реализующий зависимость минимально допустимой температуры от скорости движения воздуха, корректирующий усилитель 59 минимальных значений температуры на второй вход сумматора коррекции 49 минимальных значений температуры.

В результате на выходе сумматора коррекции 48 максимальных значений температуры формируется корректирующий сигнал, который через корректор задатчика 34 максимальных значений температуры изменяет допускаемое значение срабатывания компаратора 28 в зависимости от изменения относительной влажности и скорости движения воздуха на рабочем месте. Аналогично на выходе сумматора коррекции 49 минимальных значений температуры формируется корректирующий сигнал, который через корректор задатчика 36 минимальных значений температуры изменяет допускаемое значение срабатывания компаратора 29 в зависимости от изменения относительной влажности и скорости движения воздуха на рабочем месте.

Таким образом, в устройстве дистанционного контроля параметров условий труда с коррекцией температуры обеспечивается коррекция заданий максимальных и минимальных значений температуры в зависимости от величины относительной влажности и скорости движения воздуха на контролируемом рабочем месте в реальном времени, что способствует повышению качества работы устройства.