194413. lajstromszámú szabadalom • Analóg jelfeldolgozó egység kiértékelő készülékekhez, különösen ellenállásmérésen alapuló hibahely meghatározására
1 A találmány tárgya analóg jelfeldolgozó egység kiértékelő készülékekhez, különösen ellenállásmérésen alapuló hibahely meghatározására, amely jelfeldolgozó egységben méréspontváltó kivezetéseire érpárok, előnyösen túlfeszültségvédő áramkörökön keresztül csatlakoznak és a méréspontváltó egy további kivezetésére áramgenerátor van kötve, míg az áramgenerátor kimenete közvetlenül vagy közvetve analóg-digitál átalakítón keresztül közvetlenül vagy közvetve kiértékelő áramkörre csatlakozik. Mint ismeretes, postai kábelek elnedvesedésének megakadályozására a különleges kábelszigetelés mellett jelenleg széleskörben alkalmazzák azt a módszert, hogy a kábelt hajlékony ólomcsőbe húzzák és túlnyomásos levegővel töltik fel az ólomcsövet. A kábelköpeny megsérülése esetén levegöszivárgás lép fel, amely a kábelben levő levegő nyomásának csökkenéséhez vezet, továbbá a kábel, valamint a csatlakozások elnedvesedéséhez vezet. Ezért rendkívül fontos a hibahely mielőbbi meghatározása és a hiba gyors kijavítása. A hibahely meghatározása általában manuálisan történik. Az egyik ismert módszer szerint a rendszert nyomással ellátó berendezés nyomáscsökkenés esetén riaszt. Riasztás után a kábel menetén nyomásmérővel mintákat vesznek (lehetőleg egyidejűleg) és a mért értékekből diagramm alapján határozzák meg a hiba valószínű helyét. Egy másik eljárás alkalmazása során a kábel mentén nyomáskapcsolókat (kontaktorokat) helyeznek el, amelyek nyomáscsökkenéskor egy, a kontaktor helye által meghatározott ellenállást kapcsolnak az érpárra. Riasztás esetén mérőhíddal megmérik az érpár bemeneti ellenállását és ezzel azonosítják azt a kontaktort, amely a kapcsolást végezte. Ehhez a mérés állandó ismétlésére van szükség. Mindezek a módszerek csak manuális megfigyelést tesznek lehetővé, ami rendkívül időigényes és így a beavatkozásra csak jelentős idő eltelte és nagy veszteségek keletkezése után kerülhet sor. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a mérések manuális elvégzése és a mérési adatok feldolgozása mintavételi módszer alkalmazásával automatikussá is tehető, mert egyidejűleg tudjuk biztosítani a hibajelek felismerését és hibajel esetén az automatikus beavatkozást. Felismertük továbbá, hogy a mintavételes módszer alkalmazhatóságának az a feltétele, hogy olyan áramgenerátort használjunk áramforrásként, amelynek árama a terheléstől függetlenül és egy mérési cikluson belül állandó értéken tartható, a mérőáram rendszeres figyelésével pedig a mérés pontossága tovább javítható. A találmánynak az a lényege, hogy az áramgenerátorban olyan referenciafeszültség forrás van, amely referenciafeszültség forrás összegző ellenálláson, feszültség-áram átalakítón és figyelő ellenálláson keresztül van az áramgenerátor kimenetére kötve, míg a figyelő ellenállás két végpontja mérőerősítőn és egy másik összegző ellenálláson keresztül a feszültség-éram átalakító bemenetére van visszacsatolva. A találmányt részletesebben az ábrán bemutatott kiviteli példa segítségével ismertetjük, az ábrán a találmány szerinti jelfeldolgozó egység egy kiviteli alakjának tömbvázlatát szemléltetjük. Az ábrán látható kapcsolási elrendezésben a kábelek riasztásra használt 1 érpárjai 2 túlfeszültségvédőkön keresztül 3 méréspontváltozóra csatlakoznak. A 3 méréspontváltozó egy további kivezetésére 4 áram2 generátor van kötve. A 4 áramgenerátor a következő egységekből áll: 5 mérőerősítő, 6 feszültség-áram átalakítón és a 8 figyelő ellenálláson keresztül van a 4 áramgenerátor 3 méréspontváltóra csatlakozó kivezetésére kötve. A 8 figyelő ellenállás két végpontja az 5 mérőerősítő két bemenetére, míg az 5 mérőerősítő kimenete a másik 10 összegző ellenálláson keresztül a 6 feszültség-áram átalakító bemenetére csatlakozik A 4 áramgenerátor 3 méréspontváltóra csatlakozó kivezetése 11 aluláteresztő szűrőn, 12 elválasztó erősítőn és 13 analóg-digitál átalakítón keresztül közvetlenül vagy 14 galvanikus leválasztó egységen át IS kiértékelő egységre van kötve. A 14 galvanikus leválasztó egység a 15 kiértékelő egység a 3 méréspontváltóra van visszacsatolva. A 3 méréspontváltozónak további három kivezetése van, amely kivezetések közül az egyik közvetlenül le van földelve, míg a másik két kivezetésre egy-egy 16,17 ellenállás csatlakozik. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés a következőképpen működik: A kábelek mentén elhelyezett és az ábrán nem látható kontaktorok a riasztásra használt 1 érpárra egy ellenállást kapcsolnak, ha a kábelben a levegőnyomás értéke egy beállított küszöbérték alá süllyed. Mivel minden kontaktor, amely egy kábel mentén van elhelyezve, ugyanarra az 1 érpárra dolgozik, ha több kontaktor jelez egyidejűleg, az 1 érpárra dolgozik, ha több kontaktor jelez egyidejűleg, az 1 érpár kapcsain az egyes ellenállások eredője jelenik meg. A riasztás helyének azonosítása ezen ellenállás ismeretében jelenik meg. Mivel a kontaktorok által az 1 érpárra adott ellenállások nagyságát az 1 érpár vezetékellenállásai is befolyásolják, a jelzés helyének dekódolása nagyon pontos ellenállásmérést igényel. A mérendő ellenálláson a 4 áramgenerátor áramát kényszerítjük át és mérjük a rajta eső feszültséget. A 4 áramgenerátor a következőképpen működik: Az 5 mérőerősítő a 8 figyelő ellenálláson eső feszültséget figyeli és ettől függően vezérli a 6 feszültség-áram átalakítót, amely 6 feszültség-áram átalakító az adott feszültségnek megfelelő áramot állítja elő a kimenetén. Ennek az az előnye, hogy az 5 mérőerősítő igen nagy közös módusú jel elnyomása miatt a 4 áramgenerátor kimenő ellenállása külön beszabályozás nélkül is igen nagy. A mérendő ellenállásokon megjelenő feszültség a 4 áramgenerátor kimenetéről jelátalakítás (szűrés, erősítés, A/D átalakítás) után galvanikusan leválasztva kerül a 15 kiértékelő egységre, amely ugyancsak galvanikusan leválasztva vezérli a 3 mérő- és pontváltót. A készülék folyamatos üzemben működik, ezért a hosszúidejű stabilitás is nagyon fontos. Ezt a kapcsolási elrendezés önteszteléssel és ön kalibrálással valósítja meg. Az automatikus tesztelésre a 4 mérés-Eontváltó további három kivezetése szolgál. Az egyik ivezetés közvetlenül a földre kapcsolódik és az áramkörök ofset feszültségeinek mérését teszi lehetővé. A másik két kivezetésre csatlakozó 16, 17 ellenállások a 4 áramgenerátor áramának és kimenő ellenállásának mérésére szolgálnak, illetve ezen adatok alapján a mérés során korrekció végezhető. A találmány szerinti kapcsolási elrendezéssel nagyszámú kábelcsatorna felügyeletét lehet ellátni és a hibahelyet behatárolni, 194.413 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
