Способ контроля качества электроимпульсной запрессовки труб и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК G05B23/02 

2. Устройство для контроля качества электроимпульсной запрессовки труб, содержащее датчик тока, вУходом подключенный к первому входу блока сравнения, отличающ е те с я тем, что в него введены последовательно соединенные блок за поминания максимума и.инвертирующий усилитель, вьпсодом соединенньй с вторым входом блока сравнения, причем выход датчика тока подключен к входу блока запоминания максимума 3.Устройство по п.2, о т л и чающееся тем, что блок за17поминания максимума выполнен в виде пикового детектора, состоящего из последовательно соединенных дифференциального усилителя, усилителя тока и блокирующего диода, анодом соединенного с выходом усилителя тока, а катодом - с инвертирующим вхо-; дом дифференциального усилителя, выходом блока запоминания максимума и первым выводом накопительного конденсатора, вторым выводом подключенного к общей шине, причем неинвертирующйй вход дифференциального усилителя соединен с входом блока запоминания максимума.

1. Способ контроля качества электроимпульсной запрессовки труб. основанный на измерении величины разрядного тока, сравнении амплитуды его второй полуволны с эталонной величиной и фиксации наличия некачественной запрессовки при превышении амплитуды второй полуволны разрядного тока значения эталонной величины, о тличающийся тем, что, с делью повышения достоверности результатов контроля, запоминают амплитуду первой полуволны разрядного тока, формируют заданное значение амплитуды второй полуволны разрядного тока путем умножения запомненного значения амплитуды первой полуволны разрядного тока на коэффициент затухания и заданное значение амплитуды второй (Л полуволны разрйдного тока принимают за эталонную величину. со а: 00

I

Изобретение относится к автоматике, в частности к методам контро ля работы машин и аппаратов, и может использоваться для контроля электроимпульсной запрессовки труб.

Цель изобретения - повьш1ение достоверности результатов контроля -качества, электроимпульсной запрессовки труб.

Возможность определения качества электрош-отульсной запрессовки труб основана на однозначной связи между значением параметров ударной волны, образующейся при электрическом разряде, со значением электрических параметров .-разряда, поэтому, контролируя их, можно судить о величине импульса давления, приложенного к стенкам трубы при её запрессовке, и о качестве запрессовки.

Опыт эксплуатации и экспериментальное исследование показывают, что наиболее распространенные причины некачественной запрессовки это отклонение режима разряда от номинального за счет пробоя по юбке патрона, отсутствие наполнителя в патроне, пробой гильзы патрона. Все эти причины ведут к шунтирующему разряду, близкому к короткому замыканию. Электрические параметры разрядов, близких к короткому замыканию, отличаются от параметров номинальных разрядов, обеспечивающих качественную запрессовку. Режим короткого замыкания характеризуется

малой степенью затухания, при этом по сравнению с номинальным режимом значительно возрастает амплитуда всех полуволн, начиная с второй. 51 Однако такому способу присуща низ-кая достоверно.сть контроля, обусловленная тем, что заданная величина, с которой сравнивается амплитуда второй полуволны разрядного тока, не

0 определяется для каждого конкретного разряда, а задается постоянной для всего теплообменного аппарата перед началом его обработки. В то же время амплитуда второй полуволны

15 разрядного тока для конкретного разряда определяется не только частью энергии электрического разряда, затрачиваемой на формирование ударной волны и обеспечивающей качественную

20 запрессовку, но и напряжением срабатывания разрядника, имеющим случайный разброс, параметрами электровзрывного патрона, имеющими также случайный разброс, и индуктивностью

25 замыкающегося через теплообменный аппарат, разрядного контура,-различ ной для разных положений электрода. Поэтому амплитуда второй полуволны может превысить заданную величину

30 не только вследствие некачественной запрессовки трубы, но и вследствие влияния других указанных факторов, что приводит к ложной фиксации наличия некачественного соединения.

3 Возможно и такое сочетание указанных факторов, при котором амплиту3М

да второй полуволны разряда,не обеспечивающего получение качественного соединения, не превысит заданной величины, например, вследствие пониженного напряжения срабатывания разрядника или уменьшения коэффициента передачи датчика тока, что приведет к пропуску некачественного соединения.

В предлагаемом способе в качестве параметра, косвенно характеризующего качество запрессовки труб, используется коэффициент затухания второй полуволны разрядного тока К, которьй равен отношению амплитуд второй полуволны Ig к первой 1

R .Ii.

. (1) - I, .

Коэффициент затухания второй полуволны разрядного тока для данного типа патронов определяется только частью энергии электрического разряда, затрачиваемой на формирование ударной волны и обеспечивающей качественную запрессовку, не зависит от напряжения срабатывания разрядника, параметров патронов, индуктивности разрядного контура,, коэф фициента передачи датчика тока и, следовательно, может быть использован как достоверный параметр,- косвенно характеризующий качество запрессовки труб.

Для обеспечения контроля качества электроимпульсной запрессовки труб в предлагаемом способе измеряют величину разрядного тока при срабатывании патрона, запоминают амплитуду первой полуволны разрядного тока и формируют заданное значение амплитуды второй полуволны разрядного тока путем умножения запомненного значения амплитуды первой полуволны разрядного тока на коэффициент затухания.

;

Требуемьш коэффициент затухания каждого типа обрабатываемых труб определяется экспериментально на образцах трубных решеток и в дальнейшем не нуждается в корректировке.

При появлении второй полуволны разрядного тока в процессе запрессовки производят сравнение амплитуды второй полуволны разрядного тока с э;галонной величиной, за которую принимают сформированное заданное значение амплитуды второй полуволны,

96817

разрядного тока и по превьшению амплитуды второй полуволны разрядного тока относительно- эталонной величины фиксируют некачественное соединение

5 при электроимпульсной запрессовке труб.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

10 Устройство содержит датчик 1 тока, который может представлять собой, например, воздушный трансформатор, индуктивно связанный с раз-. рядным контуром, o6pa,3OBaijHbiM гене-

15 ратором 2 импульсов тока, электродом 3, электровзрьшным патроном 4, обрабатываемой трубой 5 и трубной решеткой теплообменного аппарата 6. Выход датчика 1 тока через диод 7, включенный в прямом направлении Для отрицательной полуволны разрядного тока, соединен с первым входом блока 8 сравнения, вьшолненного, например, по схеме компаратора, а через диод 9,

25 включенный в прямом направлении для положительной полуволны разрядного тока, соединен с входом блока 10 запоминания максимума, выход которого через инвертирующий усилитель 11 под,д ключей к второму входу блока 8 сравнения. Блок 10 запоминания максимума выполнен в виде пикового детектора, состоящего из последовательно включенных дифференциального усилителя 12, усилителя 13 тока на транзисторе 14, блокирующего диод 15 и накопительного конденсатора 16. Резисторы 17 и 18 являются сопротивлением нагрузки диодов 7 и 9, резисторы 19-21 и диод 22 обеспечивают режим усилителя 13 тока, а резисторы 23 и 24 служат для формирования величины заданного коэффициента затухания .

Способ осуществляется следующим

45 образом .

Во время электрического разряда . генератора 2 импульсов тока через электрод 3 на электровзрывной патрон 4 возникает ударная волна, выполняющая работу по запрессовке тру- бы 5 в трубной решетке теплообменного аппарата 6. Контроль качества запрессовки трубы осуществляется в процессе электрического разряда путем косвенной оценки импульсного воздействия ударной волны на трубу по коэффициенту затухания второй полуволны разрядного тока. Информацию о 51 параметрах разрядного тока передает пропорциональный ему сигнал от датчика .1 тока, причем первая полуволна разрядного тока через диод 9 поступает на блок 10 запоминания максимума, а вторая через диод 7 поступает на блок 8 сравнения. Блок 10 запоминания максимума реализует запоминание амплитуды первой полуволны разрядного тока:. Накопительный конденсатор 16 заряжаетс до амплитуды первой полуволны через усилитель 13 тока, которым управляет дифференциальный усилитель 12, реаги рующий на разность входного сигнала и напряжения на накопительном конденсаторе 16. Блокирующих диод 15 предотвращает разряд конденсатора 16 через резистор 21. Перед следуиицим разрядом конденсатор 16 разряжается через резистор 23, величина которого подбирается исходя из соотношения Pji С, при этом снижение напряжения на накопительном конденсаторе 16 за время между приходом первой и второй полуволн (около 50 мкс) пренебрежимо мало. Формирование заданного значения амплитуды второй полуволны разрядного тока осуществляется инвертирующим усилителем 11, в котором заданный коэффициент затухания устанавливается с помощью резисторов 23 и 2Д причем Изменение заданного значения коэффициента затухания осуществляется с помощью переменного резистора 24. Сравнение текущего значения ампли туды второй полуволны разрядного то 7-6 ка Ij с эталонной величиной (заданным значением амплитуды Ьторой полуволны разрядного тока) осуществляется блоком 8 сравнения, срабатьшаннцим при превьшении амплитуды второй полуволкы разрядного тока заданного значения.Срабатывание блока 8 сравнения сигнализирует о наличии некачественного соединения при электроимпульсной запрессовке труб. Использование в качестве параметра, косвенно характеризующего качество запрессовки труб, коэффициента затухания второй полуволны разрядного тока, зависящего для данного типа патронов только от контролируемого качества запрессовки, позволяет существенно повысить достоверность контроля. Выполнение элемента памяти в виде пикового детектора, состоящего из последовательно соединенных дифференциального усилителя, усилителя тока, блокирующего диода и накопительного конденсатора, обеспечивает быстродействие элемента памяти и позволяет запоминать амплитуду первой полуволны разрядного тока любой длительно- сти, встречающейся при электроимпульсной запрессовке труб, в том числе коротких импульсов, независимо от внутреннего сопротивления датчика тока. Использование изобретения, обладающего повышенной достоверностью результатов контроля, позволяет повысить производительность запрессовки труб за счет исключения времени на повторный контроль запрессованных соединений, повторную запрессовку пропущенных некачественных соединений и соединений, забракованных ошибочно.