Способ контроля чистоты контактных покрытий магнитоуправляемых герметизированных контактов Советский патент 1984 года по МПК H01H49/00 H01H11/04 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технической диагностике магнитоуправляемых герметизированных контактов (Ж), и может быть использовано для контроля и оперативного улучшения качества контактных локрытий в условиях серийног производства контактов, Одним из важнейших требований к магнитоуправляемьм герметизированным контактам -малой и средней мощности является требование низкого и стабильного переходного сопротивления контактов в течение всего срока служ бы. Низкое и стабильное переходное сопротивление контакта должно быть обеспечено при коммутации им электрических цепей во всем диапазоне допустимьк токов и напряжений. На вел141ину и стабильность пере ходного сопротивления контактов существенное влияние оказывают объемtfaie и поверхностные загрязнения контактных покрытий. Известны способы контроля чистоты контактов, предназначенные-для выявления и отбоаковки приборов с повышенным начальным сопротивлением или потенциально ненадежных приборов с загрязнениями или пленками потускнения на поверхности контактов fll - Гз iJ L. Использование этих способов контроля позволяет гарантировать надежную работу контактов при коммутации мнкромощных и сухих цепей. Однако при работе контактов в режимах коммутации, сопровождающихся преимзпдественно мостиковой эрозией контактньк покрытий, когда разрядные процер сы при коммутации контактов практически отсутстчуют, существенное влия ние на величину и стабильность переходного сопротивления контакта в процессе наработки могут оказывать объемные загрязнения покрытий. Наблю даемое при этом явление роста переходного сопротивления контактов вызы вается термостимулированной миграци примесей из объема покрытия и образованием плохо проводящих слоев на его поверхности в процессе коммутации . Недостаток этих.способов контроля чистоты контактных покрытий состоит в том, что они выявляют только повер костные загрязнения покрытий. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ контроля чистоты контактных покрытий по величине электрического fcoпротивления контактного, перехода или его стаб.ильности при многократных из-) мерениях. Способ заключается в том, что в процессе коммутации микронапря-х жений сопротивление загрязненных контактов меняет свою величину при переходе от одного срабатывания к другому, тогда как дня незагрязненных контактов оно практически не меняется. Этот способ дает возможность выявить контакты, имегацие загрязнения .поверхности 4 . . Однако герконы, контактные покрытия которых имеют повышенное содержание объемных примесей, не могут быть выявлены с помощью данного способа. Целью изобретения является повышение достоверности контроля путем обнаружения объемных загрязнений контактных покрытий. Эта цель достигается тем, что согласно способу контроля чистоты контактных покрытий магнитоуправляемых герметизированных контактов путем измерения величины переходного электрического сопротивления замкнутых контактов в процессе коммутации цепи постоянного тока с активной нагрузкой: через контакты пропускают ток величиною более тока возникновения жидкометаллического мостика, но менее тока дугообразования, при этом величину .коммутируемого контактами напряжения устанавливают меньше минимального напряжения дугообразования для данного материала контактных покрытий.. Способ осзществляют следующим образом. Лдя контроля геркона цепь контактов подключают к источнику постоянного напряжения, величина которого не пре . вьш1ает минимального напряжения дугообразования для данного материала контактного покрытия (как правило это напряжение составляет 8-20 В). Последовательно с исследуемым контактом включают добавочное сопротивление, величина которого определяет ток через контакт. Величину коммутируемого тока выбирают из условия образования жидкометаллического мостика при размыкании контактов, но такой при которой не происходит дугообразования. На катущку управления геркона подают прямоугольные импульсы постоянного напряжения. Величина напря- жения должна обеспечивать возбуждение в катушке мигнитодвижущей силы, превосходящей в 1,5-2 раза магнитодвижущую силу срабатыванияГ контакта, -а предпочтительная частота следовани имггульсов составляет 50 Гц при скваж ности 2. В процессе коммутации произ водят измерение переходного электрического сопротивления замкнутых IJOH тактов динамически либо периодически, например через каждые (1-3)10 срабатывания. Наличие загрязнений в объеме контактного покрытия определяют по величине переходного сопроти Ленин: если сопротивление в процессе коммутации возрастает до значения превьппающего предельно допустимзпо для данного контакта величину (напри мер, t Ом), то делают заключение, что в объеме контактного покрытия им ется недопустимое количество загрязнений. Если сопротивление стабильно или его рост не прейъшает заданного уровня, то покрытия считают не загрязненными. Дпя надежного выявления объемных загрязнений контактных покрытий, которые в- процессе работы контакта могут привести к росту или .нестабильности переходного сопротивления, достаточно провести (2-4)10 коммутаций. . Данное техническое рещение основано на том, что в процессе крммута. ции, при образовании жидкометалличёс. кого мостика, за счет энерговьщелени в зоне-контактирования происходит на грев некоторой части покрытия, раз мер которой зависит от теплопроводности материала. Расплавление и посл, дующее охлаждение покрытия в области мостика вызывает миграцию к поверхности имеющихся в объеме покрьггия п примесей, что приводит к образованию плохопроводящих слоев, вызывающих рост и нестабильность переходного со противления. При коммутации микротоков энерговьщеление в зоне контактирования слишком мало, чтобы вызвать заметную миграцию примесей, поэтому в микрорежимах при отсутствии поверхностных загрязнений конта.ктных покрытий отказы по сопротивлению Из. за объемных загрязнений могут не воз никать даже при наработках порядка 10 срабатываний. Увеличение коммути руемого тока ведет к более быстрому росту сопротивления вследствие ускор ния миграции примесей. При дальнейшем увеличении коммутируемого тока (или напряжения) вредное влияние объемных загрязнений может нивелироваться разрядйыми процессами, происходящими при размыкании контактов. При размыкании контактов вначале про исходит образование жидкометаллического мостика, после взрыва которого между контактами может зажечься электрический разряд (так называемая короткая дуга). Электрические разряды способны вызвать распыление или испарение поверхностных слоев контактных покрытий, тем самым очищая их от плохопроводящих пленок, поэтому в режимах коммутации, сопровождающихся разрядными процессами, роста сопротивления контактов вследствие объемных загрязнений практически не возникает. Существуют минимальные значения напряжения и тока, при которых ,еще возможно зажигание дуги (пределы дугообразования), причем дуга возникает, если величина тока (при любом напряжении) или величина напряжения (при любом отключаемом токе) превосходит пределы дугообразования. Величины токов и напряжений дугообразования зависят от материала контактного покрытия, состояния поверхности, наличия пленок и от рода и давления окружающего газа. Для больт шинства материалов, применяемых для контактных покрытий контактов, значения пределов дугообразования находятся в. диапазоне токов 0,3-1,1 А и напряжений 8-20 В. Отсюда следует, что для быстрого и надежного контроля объемной чистоты контактных покрытий контактов необходимо использовать такие режимы коммутаызни, в которых миграция примесей может оказывать максимальное влияние на переходное сопротивление, т.е. коммутируемый контактом ток должен быть по возможности большим, однако как величина тока, так и величина коммутируемого напрясжения не. должны превышать пределов дугообразования. . , Ниже приводятся результаты исследований объемной чистоты контактных покрытий магнитоуправляемых герметизированных контактов Типа Ж27 по предпагаемому способу. Герконы Ж-27 относятся к приборам средней мощности и предназначе5. 1 ны для коммутации напряжений 1«10 150 В и токов ,35 А, максимально допустимая мощность 12 Вт (на активной нагрузке). Контактные п крытия контактов изготовлены из галь ванического сплава типа золото-никел Исследования объемной чистоты кЬнтактных покрытий проводят при коммутации контактом электрической цепи с активной нагрузкой в режиме 6В0,2 А. Величину переходного сопро тивления контролируют по падению напряжения на замкнутых -контактах через каждые З-Ю срабатывания. Если сопротивление в процессе коммутации поднимается выше 1 Ом, то покрытие такого контакта считается, загрязненным. Исследуют две партии приборов. Контакт-детали первой партии после нанесения покрытий проходят ультразвуковую отмывку во фреоне, а контакт-детали с покрытиями второй партии, кроме отмьгоки во фреоне, подвергают отжигу в атмосфере сухого во дорода при в течение 1 ч и поэтому имеют более низкий уровень объемных загрязнений по сравнению с первой партией. Сопротивление контак тов первой партии превысило уровень 1 Ом через (6-9) 10 срабатываний. 1 а сопротивление контактов второй партии, как правило, не превьшало 0,2 Ом и отличалось высокой стабильностью. Таким образом можно сделать вывод, что предлагаемый способ позволяет выявить контакты с повышенным содержанием объемных . Испытание контактов обеих партий по методике , а также в режиме 10 в; коммутации микромощной цепи (5 510 А) и в режиме, сопровождающемся разрядами типа коротк;ой дуги (60 В0,025 А) не позволило вьщелить их различий.. Техника осуществления способа контроля чистоты контактных покрытий любых магнитоуправляемых герметизиро ванных контактов не отличается от описанной для частного . Способ может быть использован в серийном производстве для периодического зкспрессного контроля качества технологии нанесения контактных покрытий. Способ индицирует наличие загрязнений в объеме контактных покрытий, что позволяет своевременно обнаруживать и устранять нарушения в технояо гии изготовления контактов, и тем самым, предотвращать вьшуск потенциально ненадежных контактов.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЧИСТОТЫ КОНТАКТНЩ ПОКРНГИЙ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫХ ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫХ КОНТАКТОВ путем измерения величины переходного cc ipoтивления замкнутых контактов в процессе коммутации цепи постоянного тока с активной нагрузкой, о т л и ч a ющ И й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля путем обнаружения объемных загрязнений контактных покрытий, через контакты пропускают ток величиною более тока возникновения жидкометаллического мостика, но менее тока дугообразования,. при этом величину коммутируемого контактами напряжения устанавливают меньше минимального напряжения дугообразования для данного материала контактных покрытий.