ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ДЕТЕКТОР СПЛОШНОСТИ Российский патент 1997 года по МПК G01N27/61 

Изобретение относится к электроизмерительным приборам, в частности к устройствам контроля сплошности диэлектрических покрытий на металлической основе.

Известен электроискровой импульсный дефектоскоп "Holiday Detector model AP" фирмы "Tinker and Rasor" США [1] содержащий блок питания накопителя, автогенераторный узел разрядника, в цепь которого подключена первичная обмотка выходного трансформатора, зондирующий электрод, соединенный со вторичной обмоткой выходного трансформатора, и индикатор потребляемого тока.

Брак в покрытии обнаруживается по индикатору потребления, откуда следует невысокая разрешающая способность дефектоскопа.

Известен также электроискровой импульсный дефектоскоп "Крона-1Р" [2] содержащий блок питания накопителя, блок разрядника, генератор синхроимпульсов, выходной трансформатор, зондирующий электрод, дискриминатор "сигнал-помеха" и блок выходных исполнителей, причем выход блока питания накопителя подключен к входу накачки блока разрядника, выход генератора синхроимпульсов соединен с входом запуска блока разрядника, выход блока разрядника подключен в цепь первичной обмотки выходного трансформатора, высоковольтный вывод вторичной обмотки выходного трансформатора соединен с зондирующим электродом, вход дискриминатора подключен в возвратную цепь "заземления" тела испытуемого изделия, общую для низковольтных выводов первичной и вторичной обмоток выходного трансформатора, а выход дискриминатора соединен с входом блока выходных исполнителей.

Общим недостатком и аналога и прототипа являются высокие энергетические потери. При обнаружении брака в покрытии практически вся энергия, накопленная в блоке разрядника, рассеивается Вольтовой дугой. Это неоправданно нагружает элементы блока разрядника и усугубляет изъян в испытуемом покрытии: информацию о браке следовало бы зафиксировать в начальный момент зажигания дуги и пресечь развитие дуги.

Недостатком прототипа является низкая помехоустойчивость, обусловленная структурой входной цепи дискриминатора: токи зонда контролируются на возвратной "заземленной" шине. Обилие "блуждающих" токов в контурах цеховых "заземлений" агрегатов приводит к сбоям типа "ложная тревога" и/или к потерям информации.

Задача изобретения снижение энергетических потерь и повышение помехоустойчивости прототипа.

Задача решается тем, что в известной электроискровой импульсный дефектоскоп, содержащий блок питания накопителя, блок разрядника, генератор синхроимпульсов, выходной трансформатор, зондирующий электрод, дискриминатор "сигнал/помеха" и блок выходных исполнителей, введены логическая ячейка памяти, элемент задержки и логический элемент И, причем выход генератора синхроимпульсов подключен к первому входу логического элемента И, выход логического элемента И соединен с входом запуска блока разрядника, вход дискриминатора "сигнал/помеха" подключен в цепь изолированного от земли низковольтного вывода вторичной обмотки трансформатора, выход дискриминатора соединен с входом записи ячейки памяти, прямой выход ячейки памяти подключен к входу блока выходных исполнителей, инверсный выход ячейки памяти подключен к входу элемента задержки и к второму входу логического элемента И, а выход элемента задержки соединен с входом сброса ячейки памяти.

На чертеже показана электрическая функциональная схема предлагаемого электроискрового импульсного детектора сплошности.

Детектор включает блок питания накопителя 1, блок разрядника 2, генератор синхроимпульсов 3, логический "И" элемент 4, выходной трансформатор 5, зондирующий электрод 6, дискриминатор "сигнал/помеха" 7, логическая ячейка памяти 8, блок выходных исполнителей 9 и элемент задержки 10.

Детектор работает следующим образом.

Блок питания накопителя 1 обеспечивает блок разрядника 2 начальной энергией. С генератора синхроимпульсов 3 через логический элемент 4 на вход управления разрядником периодически поступают команды разряда накопителя. После включения устройства элемент И не заблокирован, поэтому разряды выполняются. Через первичную обмотку трансформатора 5 проходит мощный импульс разрядного тока. На зондирующем электроде 6 активируется импульс высокого напряжения. Последний либо только заряжает диэлектрик испытуемого покрытия (если оно в норме), либо в процессе заряда инициирует зажигание Вольтовой дуги (при обнаружении брака).

Уровень настройки дискриминатора 7 соответствует скачку тока в цепи вторичной обмотки трансформатора 5, который имеет место в начальный момент зажигания дуги. Ток в цепи первичной обмотки трансформатора, а также "блуждающие" токи на шине "земли", в предлагаемой конфигурации сигнальных цепей сбоев дискриминатора не вызывают.

Если дискриминатор 7 обнаруживает пробой, то его выходной сигнал включает ячейку памяти 8. Как только факт пробоя зафиксирован в памяти, логическая "единица" с прямого выхода ячейки запускает блок выходных исполнителей 9, который включает, например индикатор, контактную пару и самопишущий регистратор. Логический "нуль" с инверсного выхода ячейки памяти немедленно блокирует разряд накопителя, прерывая команду на выходе логического И элемента 4. Дуга гаснет.

По истечении интервала задержки, длительность которой должна превышать длительность синхроимпульса генератора 3, сигнал элемента задержки 10 сбрасывает ячейку памяти 8. Блок выходных исполнителей 9 выключается. Логический И элемент 4 разблокируется и разрешает запуск дальнейших зондирующих разрядов синхроимпульсами генератора 3.

Отличия предлагаемого детектора от его прототипа снижают потери энергии как в дуговом разряде, так и при коротком замыкании зондирующего электрода на землю, избавляя силовые элементы устройства от чрезмерных токов, а также обеспечивают высокую помехоустойчивость и надежность детектора в процессе его эксплуатации.

Например, если в предлагаемом детекторе частоту следования зондирующих импульсов сохранить на уровне прототипа, то существенно снижается энергопотребление. При том же потреблении допускается существенное увеличение частоты следования импульсов. Последнее наращивает производительность и/или общую надежность операции контроля покрытия импульсным электроискровым способом.

Высокая помехоустойчивость детектора открывает возможность обустройства участка автоматического сплошного контроля покрытия изделий в цехе, непосредственно после его нанесения.

Использование: в электроизмерительных приборах, в частности в устройствах контроля сплошности диэлектрических покрытий на металлической основе. Сущность изобретения: электроискровой импульсный детектор сплошности содержит блок питания накопителя 1, блок разрядника 2, генератор синхроимпульсов 3, логический И элемент 4, выходной трансформатор 5, зондирующий электрод 6, дискриминатор "сигнал/помеха" 7, логическую ячейку памяти 8, блок выходных исполнителей 9 и элемент задержки 10. После фиксации в памяти пробоя логический "нуль" с инверсного выхода ячейки памяти блокирует разряд накопитель, при этом снижаются потери энергии в дуговом разряде и при коротком замыкании зондирующего электрода на "землю". 1 ил.

Электроискровой импульсный детектор сплошности диэлектрических покрытий, содержащий блок питания накопителя, блок разрядника, генератор синхроимпульсов, выходной трансформатор, зондирующий электрод, дискриминатор "сигнал/помеха" и блок выходных исполнителей, причем выход блока питания накопителя подключен к входу накачки блока разрядника, выход блока разрядника подключен в цепь первичной обмотки выходного трансформатора, а высоковольтный вывод вторичной обмотки выходного трансформатора соединен с зондирующим электродом, отличающийся тем, что он снабжен логической ячейкой памяти, элементом задержки и логическим элементом И, причем выход генератора синхроимпульсов подключен к первому входу логического элемента И, выход логического элемента И соединен с входом запуска блока разрядника, вход дискриминатора "Сигнал/помеха" подключен в цепь изолированного от "земли" низковольтного вывода вторичной обмотки выходного трансформатора, выход дискриминатора соединен с входом записи ячейки памяти, прямой выход ячейки памяти подключен к входу блока выходных исполнителей, инверсный выход ячейки памяти подключен к входу элемента задержки и к второму входу логического элемента И, а выход элемента задержки соединен с входом сброса ячейки памяти.