Результат интеллектуальной деятельности: Устройство дистанционного контроля параметров условий труда в условиях загазованности

Изобретение относится к области контроля параметров условий труда, в частности к контролю и управлению фактическими уровнями факторов условий труда, таких как температура, концентрация вредных химических веществ однонаправленного и разнонаправленного действия на рабочих местах промышленных предприятий.

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, преобразователи сигналов с датчика температуры, задатчики максимальных и минимальных значений температуры, компаратор на каждый задатчик предельно допустимых значений измеряемых параметров, логические элементы на каждый контролируемый фактор, постоянно запоминающие устройства максимальных иминимальных значений температуры, сдвиговые регистры, соединенные с блоком управления и генератор.

Недостатками этого устройства является ограниченное количество параметров контроля фактического уровня условий труда и в частности контроля по вредным химическим факторам разнонаправленного и однонаправленного действия на организм человека в условиях загазованности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство дистанционного контроля параметров условий труда [Пат. РФ 2335794, 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 концентрации химического вещества с преобразователями сигналов, задатчики максимальных и минимальных значений температуры и задатчик концентрации химического вещества, компаратор на каждый задатчик предельно допустимых значений параметров температуры и концентрации химического вещества, логические элементы максимальных и минимальных значений температур и максимальных значений концентрации химического вещества, постоянно запоминающие устройства, сдвиговые регистры, счетчики максимальных и минимальных значений температуры и максимальных значений концентрации химического вещества, блок управления и генератор.

Недостатком устройства является ограниченность контроля параметров условий труда по вредным химическим факторам разнонаправленного и однонаправленного действия на организм человека в условиях загазованности, что снижает качество работы устройства в целом.

Задачей данного технического решения является повышение качества контроля параметров условий труда посредством дистанционного мониторинга вредных химических факторов как разнонаправленного, так и однонаправленного действия на организм человека в условиях загазованности.

Это достигается тем, что в устройство дистанционного контроля параметров условий труда в условиях загазованности, содержащее блок контроля, датчик температуры и датчик концентрации химического вещества с преобразователями сигналов, задатчики максимальных и минимальных значений температуры, задатчик концентрации химического вещества, компаратор на каждый задатчик предельно допустимых значений параметров температуры и концентрации химического вещества, логические элементы максимальных и минимальных значений температур, логический элемент максимальных значений концентрации химического вещества, постоянно запоминающие устройства максимальных и минимальных значений температуры, постоянно запоминающее устройство максимальных значений концентрации химического вещества, сдвиговые регистры, счетчики максимальных и минимальных значений температуры, счетчик максимальных значений концентрации химического вещества, блок управления и генератор, вход блока контроля соединен с выходами сдвиговых регистров, первые входы сдвиговых регистров соединены с выходами постоянно запоминающих устройств, вторые входы сдвиговых регистров соединены с выходами счетчиков максимальных значений температуры, минимальных значений температуры, максимальных концентраций химического вещества, к первым входам которых присоединены выходы логического элемента максимальных значений температур, логического элемента минимальных значений температур, логического элемента максимальных значений концентраций химического вещества, а на входы логических элементов присоединены выходы компараторов максимальных значений температур, минимальных значений температур, максимальных значений концентраций химического вещества, все логические элементы соединены между собой и с первым выходом генератора, второй выход которого соединен с входом блока управления, выходы последнего соединены с третьими входами сдвиговых регистров, со вторыми входами счетчиков максимальных значений температуры, минимальных значений температуры, максимальных значений концентраций химического вещества, с входами постоянно запоминающих устройств максимальных значений температуры, минимальных значений температуры, максимальных значений концентрации химического вещества, выход датчика температуры через преобразователь соединен с первым входом компараторов максимальных и минимальных значений температуры, выход датчика концентрации химического вещества через преобразователь соединен с первым входом компаратора максимальных значений концентрации химического вещества, со вторым входом компараторов соединены выход задатчика максимальных значений температуры, выход задатчика минимальных значений температуры, выход задатчика максимальных значений концентрации химического вещества, согласно изобретению дополнительно введены N датчиков концентрации вредного для человека вещества однонаправленного действия, не совпадающего по направленности с воздействием на организм человека с химическим веществом, измеряемым датчиком концентрации химического вещества, N преобразователей концентраций вредного вещества однонаправленного действия, N задатчиков предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия, не совпадающего по направленности с воздействием на организм человека с химическим веществом, измеряемым датчиком концентрации химического вещества, N компараторов предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия, N логических элементов предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия, N счетчиков предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия, N постоянно запоминающих устройств и N сдвиговых регистров, N делителей веществ однонаправленного действия, N масштабирующих усилителей, сумматор на N входов, задатчик относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия, компаратор относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия, логический элемент и счетчик относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия, постоянно запоминающие устройство и сдвиговый регистр относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия, вход блока контроля соединен с выходами N сдвиговых регистров и выходом сдвигового регистра относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия, первые входы N сдвиговых регистров соединены с выходами N постоянно запоминающих устройств предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия, вторые входы N сдвиговых регистров соединены с выходами N счетчиков предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия, к первым входам которых присоединены выходы N логических элементов предельно допустимых концентраций веществ однонаправленного действия, на первые входы которых присоединены выходы N компараторов, вторые входы логических элементов соединены между собой и с первым выходом генератора, выходы блока управления соединены с третьими входами N сдвиговых регистров, со вторыми входами N счетчиков предельно допустимых концентраций веществ однонаправленного действия, с входами N постоянно запоминающих устройств предельно допустимых концентраций веществ однонаправленного действия, выход N датчиков концентрации вредного для человека вещества однонаправленного действия через N преобразователей соединены с первыми входами соответствующих N компараторов концентрации вредного вещества однонаправленного действия, первый вход сдвигового регистра относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия соединен с выходом постоянно запоминающего устройства, второй вход соединен с выходом счетчика относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия, к первому входу которого присоединен выход логического элемента относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия, первый вход логического элемента присоединен к выходу компаратора относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия, второй вход логического элемента соединен с первым выходом генератора, выходы блока управления соединены с третьим входом сдвигового регистра, вторым входом счетчика относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия и входом постоянно запоминающего устройства относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия, выходы N преобразователей концентраций вредного вещества однонаправленного действия соединены с первыми входами N делителей веществ однонаправленного действия, вторые входы которых соединены с выходами N задатчиков предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия, выходы N делителей веществ однонаправленного действия через N масштабирующих усилителей соединены с входами сумматора на N входов, выход которого соединен с первым входом компаратора относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия, второй вход компаратора соединен с задатчиком относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема устройства дистанционного контроля параметров условий труда в условиях загазованности.

Устройство содержит блок контроля 1, к входу которого присоединены выходы сдвиговых регистров 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8.

К сдвиговым регистрам подсоединены элементы: к входу сдвигового регистра 2 - выход счетчика максимальных значений температуры 9 и выход постоянно запоминающего устройства 10, к входу сдвигового регистра 3 - выход счетчика минимальных значений температуры 11 и выход постоянно запоминающего устройства 12, к входу сдвигового регистра 4 - выход счетчика максимальных концентраций химического вещества 13 и выход постоянно запоминающего устройства 14, к входам сдвиговых регистров 5, 6, 7 присоединены выходы счетчиков 15, 17, 19 предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия и выходы N постоянно запоминающих устройств 16, 18, 20, к входу сдвигового регистра сдвиговый регистр 8 относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия присоединен вход счетчика 21 относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия, и выход постоянно запоминающего устройства 22.

К входам счетчиков значений факторов производственной среды присоединены выходы следующих элементов: к входу счетчика 9 присоединен выход логического элемента максимальных значений температур 23, к счетчику 11 - логический элемент минимальных значений температур 24, к входу счетчика 13 - выход логического элемента максимальных значений концентраций химического вещества 25, к входам счетчиков 15, 17, 19 предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия присоединены выходы логических элементов 26, 27, 28 предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия, к входу счетчика 21 относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия присоединен выход логического элемента 29 относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия. Входы счетчиков соединены проводными линиями с выходом блока управления 30, к входу которого присоединен генератор сигналов 31.

Логические элементы 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 объединены между собой и присоединены к генератору 31 и также к ним присоединены следующие элементы: выход компаратора 32 - на вход логического элемента максимальных значений температур 23, выход компаратора 33 - на вход логического элемента минимальных значений температур 24, выход компаратора 34 - на вход логического элемента максимальных значений концентрации химического вещества 25, выходы компараторов 35, 36, 37 присоединены на входы логических элементов 26, 27, 28 предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия, выход компаратора 54 присоединен на вход логического элемента 29 относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия.

К входам компараторов присоединены: к первому входу компаратора 32 - выход задатчика максимальных значений температуры 38, к первому входу компаратора 33 - выход задатчика минимальных значений температуры 39, ко вторым обоим входам компараторов 32, 33 присоединен датчик температуры 49, посредством преобразователя сигнала 40.

Первый вход компаратора 34 соединен с выходом задатчика максимальных значений концентрации химического вещества 41, второй вход - с выходом датчика концентрации химического вещества 50, посредством преобразователя сигнала 42.

Первые входы компараторов 35, 36, 37 соединены с выходами задатчиков 43, 44, 45 предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия, не совпадающего по направленности с воздействием на организм человека с химическим веществом, измеряемым датчиком концентрации химического вещества 50, вторые входы - с выходами преобразователей концентраций вредного вещества однонаправленного действия 46, 47, 48.

Значения фактических уровней факторов производственной среды фиксируются датчиками температуры 49, концентрации химического вещества 50, датчиками 51, 52, 53 концентрации вредного для человека вещества однонаправленного действия, не совпадающего по направленности с воздействием на организм человека с химическим веществом, измеряемым датчиком концентрации химического вещества 50. Сигнал с выходов датчиков 49, 50, 51, 52, 53 передается на соответствующие входы преобразователей сигналов 40, 42, 46, 47, 48.

Первый вход компаратора 54 соединен с выходом задатчика 55 относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия, второй вход - с сумматором 56.

Входы сумматора 56 соединены через масштабирующие усилители 57, 58, 59 с выходами делителей 60, 61, 62 веществ однонаправленного действия.

Первые входы делителей 60, 61, 62 веществ однонаправленного действия соединены с выходами преобразователей 48, 47, 46 концентраций вредного вещества однонаправленного действия, вторые входы соединены с задатчиками 45, 44, 43 предельно допустимых концентраций вещества однонаправленного действия, не совпадающего по направленности с воздействием на организм человека с химическим веществом, измеряемым датчиком 50 концентрации химического вещества.

Устройство дистанционного контроля параметров условий труда работает следующим образом:

после подачи питания генератор 31 начинает генерировать электрические сигналы, датчик температуры 49, датчик концентрации химического вещества 50, датчики химических веществ однонаправленного действия 51, 52, 53, не совпадающего по направленности с воздействием на организм человека с химическим веществом, измеряемым датчиком концентрации химического вещества 50, начинают измерять фактический уровень факторов условий труда. От них измерительная информация поступает на преобразователи сигналов 40, 42, 46, 47, 48. Через определенный интервал времени на выходе преобразователей сигналов с входов датчиков появится цифровой код, соответствующий величине сигнала, считанного с датчиков. В этот момент компараторы 32, 33, 34, 35, 36, 37 сравнивают сигналы, полученные с первичных преобразователей сигнала, и информацию с задатчиков критических значений измеряемых факторов: максимального значения температуры 38, минимального значения температуры 39, максимального значения концентрации химического вещества 41, максимальных значений концентрации химических веществ однонаправленного действия 43, 44, 45.

Контролируемые вещества могут быть как разнонаправленного, так и однонаправленного действия на организм человека. Влияние веществ однонаправленного действия имеет суммирующие свойства, поэтому следует учитывать их отдельно.

Контроль вредных химических факторов однонаправленного действия производится посредством подачи сигнала от преобразователей 46, 47, 48 концентрации химических веществ однонаправленного действия, через первый вход делителей 62, 61, 60 веществ однонаправленного действия соответственно, на второй вход которых поступает сигнал от задатчиков 43, 44, 45 максимальных значений концентрации химических веществ однонаправленного действия, корректирующий сигналы от преобразователей концентрации химических веществ однонаправленного действия, не совпадающего по направленности с воздействием на организм человека с химическим веществом, измеряемым датчиком концентрации химического вещества 50 относительно задатчиков максимальных значений концентрации химических веществ однонаправленного действия, через масштабирующие усилители 57, 58, 59, на входы сумматора 56. В свою очередь компаратор 54 сравнивает сигнал, полученный с сумматора 56, и информацию с задатчика 55 относительного значения суммарного уровня концентраций веществ однонаправленного действия.

В случае срабатывания компараторов сигналы передаются на соответствующие логические элементы 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29. Если фактические значения факторов находятся в допустимых пределах, то компараторы не срабатывают и сигналы не передаются.

Сигналы, поступающие с логических элементов, считываются счетчиками 9, 11, 13, 15, 17, 19 и 21. По сигналу управления от блока управления 30 сигналы от постоянно запоминающих устройств 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 и счетчиков 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 передаются в соответствующие сдвиговые регистры 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, которые кодируют данные и передают их по линиям связи в блок контроля 1. После окончания передачи данных сдвиговые регистры переходят в режим ожидания.

Таким образом, устройство дистанционного контроля параметров условий труда в условиях загазованности обеспечивает мониторинг параметров условий труда по вредным химическим факторам разнонаправленного и однонаправленного действия на организм человека, что повышает качество контроля параметров условий труда и работы устройства в целом.