СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ИЗОЛЯЦИИ ПРОВОДОВ Российский патент 2013 года по МПК G01R31/12 

Область техники

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения дефектов изоляции проводов, например, воздушных прослоек внутри изоляции провода (или между изоляцией и проводом при неплотном их прилегании) или отсутствия изоляции в отдельных местах на поверхности провода.

Предшествующий уровень техники

Наиболее близким аналогом - прототипом предлагаемого способа определения дефектов изоляции проводов является способ измерения электрических характеристик сред (см. описание в заявке на изобретение Российской Федерации №99105386, МПК G01N 27/00, опубл. 20.01.2001 г.).

В указанном способе образец испытуемой среды помещают внутри емкостного датчика, включенного в колебательный контур, в котором возбуждают резонансные колебания электромагнитного поля, воздействуют электрически полем емкостного датчика на испытуемую среду, поляризуют молекулы испытуемой среды и создают собственное электрическое поле испытуемой среды, которое взаимодействует с электрическим полем емкостного датчика.

Вследствие этого изменяют емкость емкостного датчика и определяют период резонансных колебаний электромагнитного поля колебательного контура. При этом изменение периода резонансных колебаний электромагнитного поля колебательного контура является мерой изменения диэлектрической проницаемости испытуемой среды.

В указанном способе измерения электрических характеристик сред определяют диэлектрическую проницаемость испытуемых сред.

В предлагаемом способе определяют дефекты изоляции проводов.

Раскрытие изобретения

Задачей создания изобретения является расширение арсенала технических средств для определения дефектов изоляции проводов (изолированных проводов) и повышение чувствительности.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения общих с прототипом, таких как в колебательном контуре, который содержит катушку индуктивности и конденсатор, и является гальванически развязанным от измерительной схемы, возбуждают резонансные колебания электромагнитного поля, и отличительных существенных признаков, таких как конденсатор и изолированный провод помещают в жидкую среду, перемещают изолированный провод относительно конденсатора, а дефекты изоляции изолированного провода определяют за счет изменения частоты резонансных колебаний электромагнитного поля колебательного контура.

В пункте 2 формулы нашел отражение вид жидкой среды, а именно жидкая среда предпочтительно является дистиллированной водой или этиловым спиртом.

Помещение конденсатора и изолированного провода в жидкую среду повышает чувствительность устройства, осуществляющего техническую реализацию предлагаемого способа. При этом жидкая среда с большей диэлектрической проницаемостью стремиться «разгрузиться» и «переложить» часть электрического напряжения на изоляцию провода с меньшей диэлектрической проницаемостью (см. кн. под редакцией Ю.В. Корицкого. Справочник по электротехническим материалам: в 3 т. Т.1 - М.: Энергоатомиздат, 1986, с 24).

Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - расширение арсенала технических средств для определения дефектов изоляции проводов и повышение чувствительности.

Краткое описание чертежа

На чертеже изображена структурная схема устройства, осуществляющего техническую реализацию предлагаемого способа определения дефектов изоляции проводов.

Осуществление изобретения

Устройство, осуществляющее техническую реализацию предлагаемого способа определения дефектов изоляции проводов, содержит колебательный контур 1 (см. фиг.) и измерительную схему 4.

Колебательный контур 1 содержит конденсатор 3 и катушку индуктивности 2 колебательного контура 1. Обкладки конденсатора 3 выполнены в виде двух металлических колец и соединены с первым и вторым выводами катушки индуктивности 2 колебательного контура 1. При этом обкладки конденсатора 3 охватывают изолированный провод 5.

Изолированный провод 5 и конденсатор 3 помещают в жидкую среду 6 (на чертеже выделена пунктирной линией), которая является дистиллированной водой или этиловым спиртом.

Измерительная схема 4 содержит катушку индуктивности 7 подкачки энергии в колебательный контур 1, катушку индуктивности 8 считывания частоты резонансных колебаний колебательного контура 1, элемент ИЛИ 9, транзистор 10, компаратор 11 и вычислительное устройство (на фигуре не показано).

Второй 12 вход элемента ИЛИ 9 является входом запуска непрерывных незатухающих резонансных колебаний электромагнитного поля колебательного контура 1. Выход элемента ИЛИ 9 соединен с базой транзистора 10, эмиттер которого соединен с выводом «Общий» питания.

Первый и второй выводы катушки индуктивности 7 подкачки энергии в колебательный контур 1 соединены соответственно с коллектором транзистора 10 и плюсовым выводом 13 источника питания постоянного тока (на чертеже не показан) измерительной схемы 4.

Первый и второй выводы катушки индуктивности 8 считывания частоты резонансных колебаний колебательного контура 1 соединены соответственно с выводом «Общий» питания и прямым входом компаратора 11, на инверсный вход которого подают опорное напряжение. Выход компаратора 11 соединен с первым входом элемента ИЛИ 9 и вычислительным устройством.

Катушка индуктивности 2 колебательного контура 1, катушка индуктивности 7 подкачки энергии в колебательный контур 1 и катушка индуктивности 8 считывания частоты резонансных колебаний колебательного контура 1 могут быть выполнены путем намотки провода на диэлектрический каркас.

На чертеже стрелкой показано направление перемещения изолированного провода 5 относительно конденсатора 3.

Устройство, осуществляющее техническую реализацию предлагаемого способа определения дефектов изоляции проводов, работает следующим образом.

После включения питания из параллельного канала вычислительного устройства на второй 12 вход элемента ИЛИ 9 подают единичный положительный импульс. Вследствие этого на базу транзистора 10 поступает положительный импульс, который открывает транзистор 10, и через катушку индуктивности 7 подкачки энергии в колебательный контур 1 начинает протекать ток, который наводит ЭДС - электродвижущую силу индукции в колебательном контуре 1, в котором возникают резонансные колебания электромагнитного поля.

Частоту резонансных колебаний электромагнитного поля колебательного контура 1 измеряют путем снятия частоты с катушки индуктивности 8 считывания частоты резонансных колебаний колебательного контура 1, которая затем поступает на прямой вход компаратора 11, на инверсный вход которого подают опорное напряжение. С выхода компаратора 11 положительные сигналы прямоугольной формы поступают на первый вход элемента ИЛИ 9 (на второй 12 вход элемента ИЛИ 9 в это время подают уровень логического нуля) и в вычислительное устройство.

С выхода элемента ИЛИ 9 прямоугольные импульсы поступают на базу транзистора 10, при открывании которого через катушку индуктивности 7 подкачки энергии в колебательный контур 1 течет ток, при изменении которого в колебательном контуре 1 возникает ЭДС индукции. Под действием ЭДС индукции в колебательном контуре 1 возникают токи, согласные с направлением тока в колебательном контуре 1 в каждый полупериод колебаний колебательного контура 1.

В положительный полупериод колебаний в колебательном контуре 1 происходит подкачка энергии во время увеличения тока в катушке индуктивности 7 подкачки энергии в колебательный контур 1. В отрицательный полупериод колебаний подкачка энергии происходит во время уменьшения тока в катушке индуктивности 7 подкачки энергии в колебательный контур 1, так как передача энергии происходит в моменты изменения тока в катушке индуктивности 7 подкачки энергии в колебательный контур 1.

Таким образом в колебательном контуре 1 возбуждают непрерывные незатухающие резонансные колебания электромагнитного поля с подкачкой энергии в определенные моменты времени, увеличивают в эти моменты амплитуду колебаний и преобразуют эти колебания в положительные сигналы прямоугольной формы.

Перемещают изолированный провод 5 относительно конденсатора 3, а нарушение целостности изоляции изолированного провода 5 определяют за счет изменения частоты резонансных колебаний электромагнитного поля колебательного контура 1.

Промышленная применимость

Устройство, реализующее предлагаемый способ определения дефектов изоляции проводов, может быть изготовлено из доступных элементов и материалов в условиях радиотехнического производства. Предлагаемый способ определения дефектов изоляции проводов найдет широкое применение в устройствах применения настоящего изобретения, специалистам будут очевидны и другие частные автоматизации измерения расхода.

Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

Предлагаемый способ может быть использован для определения воздушных прослоек внутри изоляции провода (или между изоляцией и проводом при неплотном их прилегании) или отсутствия изоляции в отдельных местах на поверхности провода.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения дефектов изоляции проводов. Способ заключается в том, что в колебательном контуре, который содержит катушку индуктивности и конденсатор и является гальванически развязанным от измерительной схемы, возбуждают резонансные колебания электромагнитного поля. При этом конденсатор и изолированный провод помещают в жидкую среду, перемещают изолированный провод относительно конденсатора, а нарушение целостности изоляции изолированного провода определяют за счет изменения частоты резонансных колебаний электромагнитного поля колебательного контура. Технический результат заключается в повышении чувствительности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ определения дефектов изоляции проводов, заключающийся в том, что в колебательном контуре, который содержит катушку индуктивности и конденсатор и является гальванически развязанным от измерительной схемы, возбуждают резонансные колебания электромагнитного поля, отличающийся тем, что конденсатор и изолированный провод помещают в жидкую среду, перемещают изолированный провод относительно конденсатора, а нарушение целостности изоляции изолированного провода определяют за счет изменения частоты резонансных колебаний электромагнитного поля колебательного контура.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкая среда предпочтительно является дистиллированной водой или этиловым спиртом.