Генератор дугового разряда Советский патент 1984 года по МПК H03K3/53 

i1 Изобретение относится к спектрофотометрии, в частности к источникам возбуждения спектра, и может быть использовано в установках для спектрального анализа веществ. Известен широкодиапазонный генера тор с электронным управлением, содер жащий источник переменного напряжени амплитудный компаратор, делитель час тоты, усилитель, реле времени, устройство управления тиратроном, тиратрон, выполняющий роль электронного ключа, разрядный контур 1} . Генератор обеспечивает получение высокой точности и унификации спектрального анализа при совместной работе с различными регистрирующими спектральными приборами и построен по принципу двойного питания с использованием реле времени в качестве датчика экспозиции (экспозиция - вре мя горения дуги, в течение которого производится возбулсдение спектра, т.е. воздуждение определенного количества цугов дуги, несущих полезную информацию об анализируемом веществе) . Очевидно, что количество цугов полностью зависит от стабильности ре ле времени. Следовательно, от стабильности работы реле зависит и точность анализа. Эта зависимость является существенным недостатком указан ного генератора. Другим серьезным недостатком данного технического решения является зависимость тока дуги от таких факторой, как стабильность питающего ду гу напряжения, изгорание электродов аналитического промежутка в процессе ана:;иза. Нестабильность тока дуги приводит к значительным разбросам информативной стабильности цугов дуги при очен стабильной работе задатчика экспозиции. Так как основным информативным элементом дуговых генераторов являются цуги дуги, то, естественно, дос товерность информации в данном случае зависит не только от их количест ва, но и от параметров самих цугов, которые, в свою очередь, имеют прямую зависимость от амплитуды питающего дугу переменного напряжения, и от его формы, которая РО многих прЛк тических случаях имеет значительные флуктуации. Следовательно, указанный генератор не может обеспечить высокую точ87ность спектрального анализа при наличии таких дестабилизирующих факторов, как нестабильность работы задатчика экспозиции, колебания напряжения, питающего дугу, отклонение его формы от синусоидальной. Известен также дуговой генератор, содержащий синхронизированную от сети схему управления фазой поджига дуги, выходом подключенную к первичной обмотке выходного трансформатора поджигающих импульсов, вторичная обмотка которого соединена через рабочий разрядный промежуток с обкладками блокирующего конденсатора, подсоединенного к питающей сети через дополнительный элемент, параллельно блокирующему конденсатору подсоединены цепочка из последовательно соединенных токоограничивающего эле Нента и-управляемого ключа, управляющий вход которого через согласующее устройство и регулятор задержки импульсов подключен к выходу схемы управления фазой поджига дуги через дополнительную вторичную обмотку выходного трансформатора поджигающих импульсов 2. Экспозиция в данном устройстве также задается с. помощью реле времени, следовательно, и этому генератору присущи недостатки описанного генератора 1} . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является генератор дугового разряда, содержащий источник переменного напряжения, к которому последовательно подклю.чены стабилизатор тока дуги, блок управления поджигом дуги, разрядный контур и один электрод аналитического разрядного промежутка, стабилизатор тока дуги, состоящий из регулятора тока дуги, датчика тока дуги, интегратора и усилителя мощности, при этом регулятор и датчик тока дуги включены последовательно с дросселем в цепь питания аналитического промежутка, причем выход датчика тока дуги подключен через интегратор к одному из выходов компаратора, другой вход которого подключен к задатчику тока, а выход компаратора подключён через усилитель мощности к управляющему входу регулятора . Применённый в данньк технических решениях стабилизатор тока дуги значительно улучшает характеристики генератора, так как обеспечивает стабилизацию тока дуги при медленных ко лебаниях питающего напряжения и изго рании электродов аналитичес;сого промежутка. Однако дестабилизирующие действия таких факторов, как отклоне ние формы питающего напряжения от синусоидальной, выбросы напряжения, он не устраняет. Из этого следует, что все генераторы, построенные по схеме двойного питания с использованием реле временив качестве задатчика экспозиции, даже при введении в схему геиера торов устройства стабилизации дпитель ности горения дуги и стабилизатора тока дуги, имеют недостатки, устранить полностью которые не представляется возможным даже при абсолютной стабилизации датчика экспозидаи. Целью изобретения является повышение точности спектральнрго анализа, повышение стабильности и надежности генератора. Поставленная цель достигается тем, что в генератор дугового разря да, содержащий источник переменного напряжения, соединенный первым выходом со входом стабилизаторатока дуги, блок управления поджигом, соединенный своим выходом с одним элект родом аналитического разрядного промежутка, второй электрод которого соединен с общей П1иной, и катушку индуктивности дополнительно введены блок внешнего управления разрядом, блок сравнения и счетчик энергии цугов , при этом вход блока внешнего управления разрядом соединен со вторым выходом источника .переменного напряжения, а выход - с первым входо блока управления поджигом, ко второму входу которого подключен выход блока сравнения, вход которого через счетчик энергии цугов соединен с выходом стабилизатора тока дуги, катуш ка индуктивности включена между выхо дом счетчика энергии цугов и третьим входом блока управления поджигом. На чертеже представлена функцио нальная схема предложенного устройст ва. Устройство содержит источник 1 п ременного напряжения, соединенный со стабилизатором 2 тока дуги, который соединен со счетчиком 3 энергии цугов, один выход которого соединен. с блоком 4 сравнения, а другой - с катушкой 5 индуктивности, блок 6 yn-f равления поджигом соединен с блоком 7 внешнего управления разрядом и с электродами аналитического разрядного промежутка 8. Для реализации предлагаемого устройства введены новые блоки, выполненные на современной элементной базе, обеспечивающие высокую надежность генератора. В качестве источника переменного напряжения с двумя выходами использован обычный трансформатор, имеющий две вторичные обмотки, обеспечивает питанием стабилизатор тока дуги и блок внешнего управления поджигом от стандартной однофазной сети переменного тока. Счетчик энергии цугов представляет собой устройство для пропорционального преобразования цугов тока дуги в импульсы напряжения и последующего их интегрирования и состоит из преобразователя и интегратора. Преобразователь выполнен на резисторном оптроне. Он обеспечивает получение на выходе импульсов напряжения, пригодных дпя интегрирования, и гальваническое разделение интегратора с силовой цепью дуги. Интегратор выполнен на операционном усилителе собранном по обычной схеме. Блок сравнения обеспечивает заданный уровень интегрирования в зависимости от режима работы конкретной спектральной установки. Блок внешнего управления разрядомизвестное устройство, представляющее собой .релейный коммутатор. Это устройство обеспечивает синхронное по фазе питающего переменного напряжения включение блока управления поджигом. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При подаче питания от источника 1 и управляющего сигнала Пуск от спектрофотометра на блок 7 внешнего управления разрядом вырабатываются управляющие сигналы, которые включают блок 6 управления поджигом. Одновременно питание через стабилизатор 2 тока дуги, счетчик 3 энергии, цугов, катушку 5 подается на электроды аналитического промежутка. Поджигающие импульсы блока 6 управления поджигом пробивают аналитический промежуток 8 и вызывают дуговой раз, 1

ряд, т.е. происходит возбуждение цугов дуги. При появлении цугов в счетчике 3 энергиии цугов происходит их преобразование и интегрирование. В блоке 4 проинтегрированные цуги дуги сравниваются с опорным напряжением, которое выбирается исходя из .требуемых экспозиций.

Если питание дуги осуществляется от стабильного источника переменного напряжения синусоидальной формы, время интегрирования составляет 25 с. При этом возбуждаются 1250 цугов. По окончании интегрирования блок 4 выдает сигнал выключения блока 6 управления поджигом.

В исходное состояние генератор приводится управляющим сигналом Сброс, поступающим .на блок внешнего управления разрядом от спектрофотометра .

Очевидно, что при питании дуги напряжением, отличным от синусоидально87«

го (искажения синусоиды, выбросы напряжения) , время интегрирования будет другим, следовательно, и количество цугов тоже изменится. Но предлагаемое устройство обеспечивает такую же интегральную информативность цугов.

Предлагаемый генератор дает возможность избавиться от недостатков, присущих практически всем известным дуговым генераторам, так как в нем задается не время горения дуги, а фактическая энергия цугов, несущая информацию о составе исследуемых веществ. Практика испытаний показала высокую надежность генератора.

Значительное улучшение качественных характеристик дуговых генераторов может быть получено путем реализации предлагаемого технического решения в любых генераторах, выполненных по схеме двойного питания.

ГЕНЕРАТОР ДУГОВОГО РАЗРЯДА, содержащий источник переменного напряжения, соединенный первым выходом со входом стабилизатора тока дуги, блок управления поджигом, соединенный своим выходом с одним электродом аналитического разрядного промежутка. второй электрод которого соединен с общей шиной, и катушку индуктивности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности спектрального анализа, повышения стабильности и надежности генератора, в него дополнительно введены блок внешнего управления разрядом, блок сравнения и счетчик энергии цугов, при этом вход блока внешнего управления разрядом соединен со вторым выходом источника переменного напряжения, а выход - с первым входом блока управления поджигом, ко второму входу которого подключен вьсход блоi ка сравнения, вход которого через счётчик энергии цугов соединен с выходом стабилизатора тока дуги, катушка индуктивности включена между выходом счетчика энергии цугов и третьим входом блока управления поджигом. СО 00 00 чв