Способ контроля состояния химического источника тока Советский патент 1983 года по МПК H01M10/48 G01R31/36 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам контроля состояния химических источников тока (хит) в процессе их производства и эксплуатации.

Известгйл способы контроля состояния химических источников тока, основной целью которых является определение их степени заряженности проведения полного разряда путем измерения напряжения на его ,клеммах при кратковременном разряде на контрольное сопротивление l или кратковременной имитации рабочей нагрузки 2J путем измерения разности между величиной ЭДС источника и.постоян ным опорным напряжением з , путем измерения степени поглощения инфракрасного излучения материала .элекрода 4 , путем аиализа.пульсаций напряжения на их клеммах, вызванных поляризацией электродов пульсирующим током з , путем заряда изменяющимися по величине постоянным троком и регистрации его величины, при которой начинается газовыделение в испытуемом источнике б .

Известны также способы контроля состояния химических источников тока , основной целью которых является выявление источников, имеющих токи утечки, путем регистрации и сопоставления электрического параметра до и после хранения: а) электрической емкости , б), напряжения 8 , а также путем; а) измерения омического сопротивления между разнополярными электродами источника, находящегося в рабочем состоянии 9 или при охлаждении последнего до ЭДС, равной нулю Ю , б) измерения установившегося значения тока при подаче напряжения от постороннего источника, превышающего ЭДС испытуемого , или тока подзаряда, обеспечивающего постоянство напряжения испытуемого источника 123- .

Способы 1 - 5 позволяют установить наличие неисправностей в испытуемом источнике только в том случае, когда измеряемая величина значительно выходит за пределы измерения, т.е. когда эксплуатационные характеристики дефектного источника снизились в значительной мере. Установление же конкретных причин снижения эксплуатационных характеристик указанными способами невозможно, а способом б невозможно даже выявитьдефектный химический источник тока.

Известные способы контроля состояния химических источников тока, основной целью которых является выявление источников, имеющих токи утечки, позволяют обнаружить только те дефекты, которые вызвали наличие тока утечки в испытуемом источнике,

Известен способ, согласно которому контроль состояния химического источника тока (ХИТ) проводится следующим образом через полностью разряженный источник пропускают постоянный (зарядный) ток, измеряя количество электричества, пропущенного через него, и объем выделившегося газа за время полного заряда, расчетным путем определяют количество электричества, необходимого для.вы Яеления измеренного объема газа, и вычитают его из количества электричества, пропущенного через источник за время полного заряда, сравнивая величину полученной разности с номинальной емкостью, определяют состояние источника 133.

Однако этот способ продолжителен во времени, его применение требует значительных затрат электроэнергии (испытуемый, предварительно разряженный источник необходимо полностью зарядить) и использования сложного и малочувствительного устройства. Кроме того, способ не позволяет идентифицировать неисправности испытуемых источников.

Известен также способ, согласно которому через испытуемый ХИТ пропускают переменный электрический ток и определяют состояние источни са по величине напряженности магнитного поля той же частоты, что и входной ток, измеренной на наружной поверхности его корпуса, сравнивая ее с соответствующими данными для исправности аналогичного ХИТ 14.

Проведение контроля ХИТ известным способом непосредственно в период . его эксплуатации достаточно сложно, так как через испытуемый источник необходимо пропускать переменный ток по величине сравнимый с его рабочими нагрузками, что в большинстве случаев требует отключения испытуемого ХИТ от внешней цепи (так как ток, необходимый для контроля, и ток нагрузки в совокупности могут превысить максимально допустимый, в результате чего могут возникнуть неоратимые нарушения работы источника, пульсации напряжения значительной , величины, возникающие в момент контроля , в ряде случаев являются недопустимыми для нормальной работы системы, содержащей контролируемый ХИТ в качестве источника питания и т.д.) Кроме того, известный способ не-, достаточно надежен, так как величина напряженности магнитного поля на наружной поверхности корпуса испытуемого источника, обусловленная протеканием переменного тока по его электродам, может быть сравнима с уровнем случайных помех (если, например, уровень помех может быть достаточно ,высок, а величина входного тока ограничена условиями неразрушающего контроля) . Наиболее близким к изобретению является способ контроля состояния ХИТ путем измерения величины переменной составляющей напряжения на клеммах ХИТ при пропускании через него переменного электрического тока 15 . , Однако известный способ позволяет установить наличие неисправностей в испытуемом источнике,без указания конкретных причин этих неисправнос-тей только в том случае, когда измеряемая величина значительно выходит за пределы, соответствующие неправному ХИТ. При этом идентификация неисправностей этим способом невозможна . Целью изобретения является обеспечение возможности идентифицироват место неисправности ХИТ, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля состояния ХИТ путем измерения велич ны переменной составляпощей напряжения на его клеммах испытуемый источ ник помещают в переменное магнитное поле и определяют состояние источни ка, сравнивая величину переменной составляющей напряжения на его клем мах с соответствующим значением для исправного аналогичного источника тока. Сущность изобретения заключается в том, что предлагается определять наличие дефек ов по изменению величины переменной составляющей на его клеммах, обусловленной протеканием вихревых токов по элементам констру ции источника, а вихревые токи возбуждать внешним переменным магнитны полем, помещая в него испытуемый ис точник. Наличие дефекта в ХИТ влече изменение в распределении вихревых. токов по элементам его конструкции, что в свою очередь влияет на величи ну переменной составляющей напряжения на его клеммах. Помещая исследуемый ХИТ таким образом, чтобы участок поля с макси мальной напряженностью совпадал с участком батареи, на котором наиболее вероятно возникновение характер ных для данного типа ХИТ дефектов,. можно установить наличие последних, идентифицировать их и произвести их количественную оценку по величине переменной составляющей напряжения на клеммах источника. Выбор величин напряженности и.частоты переменного -магнитного поля, в которое помещается испытуемый источник , обуславливается чувствитель ностью прибора, применяемого для измерения переменной составляющей напряжения, а также конструктивными особенностями испытуемого источника. Пример. Контролировали состояние свинцово-кислотных аккумуляторов батарей типа ЗМТ6. У испытуемых аккумуляторов нижняя часть пластин положительного электрода в различной степени была разрушена. Выбор указанного дефекта обусловлен тем, что он является основной причиной выхсда из строя свинцово-кислотных аккумуляторов данного типа, а его обнаружение , идентификация и количественная оценка - важным практическим вопросом. Испытуемые аккумуляторы помещали в зазор магнитопровода из шихтованной электротехнической стали, имекяцего форму незамкнутого кольца. Поперечное сечение магнитопровода имело фор1 квгщрата с сечением 1 см. Длина средней линии магнитопровода составляла 22 см, величина зазора сердечника - 32 УМ. По обмотке, намотанной непосредственно на сердечник, пропускали переменный синусоидальный ток 0,5 А частотой 800 Гц. Аккумулятор, размещали в зазоре сердечника так, чтобы полюса магнитопровода находились против средней точки нижнего основания-электрода, а нормаль к рабочей поверхности полюсов была перепендикулярна плоскости электродов. . Измеряли переменную составляющую напряжения на клеммах i испытуемых аккумуляторов до и после включения внешнего магнитного поля и при его разряде во внешнюю цепь током часового режима разряда. С целью получения сравнительных данных параллельно проводили контроль состояния аккумуляторов по способу fl4} . Данные по определению состояния аккумуляторов батареи ЗМТ-б предлаraeNBiM и известным способами представлены в таблице.

о

VO

ш

in

СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА путем измерения величины переменной составляющей напряжения, на его клеммах и последующего сравнения измеренной величины напряжения с ранее установленной экспериментальной величиной, о тл и ч а ювди и ся тем, что, с целью идентификации неиспра вностей, .испытуемый источник помещают в переменное магнитное поле и определяют его состояние, сравнивая величину Переменней составляющей напряжения на его кяеымех с аналогичным параметром для исп равного источника тока того же типа.о

in «

п п

1Л1ЛЮЮ

гЧ, tHгНг-1

I ъ «ьI «kI

оооо

GO

о

Ч

о

м

тН

о

о о

о о

о

«о

о ш

ш

-. -

Как видно из таблища, предлага-нала), упростить проведение контроемый способ по сравнению с известньмля, так как отключение испытуемого позволяет: повысить надежность конт-источникаот его рабочей нагрузки роля, так как показания регистриру-не требуется (переменная составляющего прибораПО предлагаемому спосо- кюая напряжения на зажимах аккуму6у в сравнении с известным практи- 5 лятора в момент проведения контроля чески не содержат случайных помехпо предлагаемому способу значительно (при отключении внешнего воздействияниже, чем по известному, и является показания регистрирующих приборов,допустимой для нормальной.работы определяющиеся целиком уровнем слу-практически любой системы, коточаййых помех, по предлагаемому спо-10 рая может содержать испытуемой иссобу равны нулю, а по контрольному -точник в качестве источника пита-янииы с величиной полезного сиг-ния .