Устройство для исследования перемещения пятна электрической дуги по электроду Советский патент 1986 года по МПК G01D5/12 

полнение блока 9 регистрации в виде п дискретизаторов 10, аналогового коммутатора 11, аналого-цифрового преобразователя 12, буферной па- 14ЯТИ 13 и накопителя 14 позволяют автоматизировать исследование процесса перемещения дуги 4 по выходно

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процесса перемещения активного пятна дуги по электроду электродуговогс нагревателя газа.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства путем автоматизации регистрации и обработки результатов измерений, а также повышение помехозащищенности.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства, Ус тройство содержит располсшен- ные на электродуговом нагревателе 1 газа катоднзто клемму 2 и п анодных клемм 3, обеспечивающий горение дуги 4, источник 5 питания, п измерительных шунтов 6, п двусторонних амплитудных ограничителей 7, п элементов 8 электрической развязки, блок 9 регистрации, содержащий п дискретизаторов 10, аналоговый коммутатор П, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 12, буферную память 3, накопитель 14 и блок 15 управления, ЭВМ 6, программное обеспечение 17 и циф- ропечать- 18, причем катодная клемма 2 соединена с первым выводом источника 5 питания, второй вывод которого заземлен и соединен с первыми токовыми клеммами измерительных шун- .тов 6, вторые токовые клеммы которых, соединены с соответствующими анодными клеммами 3, измерительные клеммы шунтов 6 через последовательно соединенные двусторонние амплитудные ограничители 7 и элементы 8 электрической развязки соединены с соответствующими входами блока 9 регистрации, которые соединены с информационны255859

му электроду электродугового агрегата, например подогревателя газа.Это. способствует сокращению времени проведения исследования и тем самым уменьшению энергозатрат,а также повышению производительности обработки результатов измерения,Зз.п.ф-лы, 2 ил.

ми входами дискретизаторов 10, управляющие входы которых соединены с первым выходом блока 15 управления, а выходы - с информационными входами аналогового коммутатора 11, который вместе с АЦП 12, буферной памятью 13 и накопителем 14 соединены последовательно, выход последнего соединен с выходом блока 9 регистрации, которьй соединен с входом ЭВМ 16с программным обеспечением 17, выход ЭВМ 16 соединен с входом цифро- печати 18, управляющие входы аналогового коммутатора 11 соединены с кодовыми выходами блока 15 управления, второй выход которого соедииен с входом запуска АЦП 12, управляющий выход которого соединен с первым входом блока 15 управления, управляющий вход буферной памяти 13 соединен с третьим выходом блока 15 управления, четвертый, пятый и щестой вы- ходь которого соединены соответствен- но с первым и вторым управляющими

входами и входом останова накопителя 14, а второй вход блока 15 управления соединен с одним из входов блока 9 регистрации.

Блок 15 управления содержит генератор 19 тактовых импульсов, элемент И 20, первый элемент 21 задержки, первый счетчик 22, RS-триггер 23, дешифратор 24, формирователь 25 импульсов дискретизации, второй счет 1ИК 26, второй и третий элементы 27 и 28 задержки, формирователь 29 импульсов запуска, причем выход генератора 19 тактовых импульсов соединен с первым входом элемента И 20, выход которого соедииен через первый элемент 21 задержки с вторым выхо- дом блока 15 управления, и - непосредственно со счетным входом перво3

го счетчика 22, а второй вход соединен с выходом RS-триггера 23,входы дешифратора 24 соединены с вы-- ходами первого счетчика 22, а выходы - с кодовыми выходами блока 5 управления, вход формирователя 25 импульсов дискретизации соединен с первым выходом первого счетчика 22, а выход - с первым выходом блока 15 управления, выход второго счетчика

26соединен с собственным входом сброса, с четвертым выходом блока 15 управления и .-входом RS-триггера 23, а вход соединен с первым входом и третьим выходом блока 15

управления и через второй элемент

27задержки - с пятым выходом блока 15 управления, шестой выход которого через третий элемент 28 задержки соединен с S-входом RS-триггера 23 и через формирова л-ель 29 импульсов запуска - с вторьш входом блока 15 управления.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени накопитель 14 не задействован, генератор 19 вырабатывает импульсы, однако они не проходят через элемент И 20, так как RS-триггер 23 находится в нулевом состоянии. Под действием газо- и электродинамических сил дуга 4 перемещается по аноду и в течение некоторого промежутка времени замыкается на одну из клемм 3, По цепи определенной клеммы 3 протекает ток и на измерительньк клеммах соответствующего шунта 6 фор мируется импульс напряжения, положительный и отрицательный фронты которого содержат выбросы амплитудой 10-50 В при уровне вершины в 0,05 - 0,15 В. Эти выбросы ограничиваются амплитудным ограничителем 7 до уровня + 0,3-0,5 В и таким образом нормализованный сигнал о. (фиг.2) через элемент 8 электрической развязки поступает на дискретизатор 10, а также на формирователь 29 блока 15 управления.

Формирователь 29 выдает импульс запуска 5 (фиг,2), который приводит в действие накопитель 14, а через определенный интервал времени Т,, обусловленный временем установления стабильной скорости магнитной ленты в накопителе 14 и задаваемый элементом 28 задержки, переводит

558594

триггер 23 в единичное состояние,Tof- да тактовые импульсы, вырабатываемые в генераторе 19, проходят через элемент И 20 на счетчик 22, число 5 счета которого равно количеству клемм 3 (в нашем примере 8). Кодовая комбинация на выходе счетчика 22 расшифровывается дешифратором 24 и аналоговый коммутатор 1I поочередно под- 10 ключает выходы дискретизаторов 10, где поддерживается уровень напряжения, зафиксированного в момент прихода импульса г (фиг.2) от формирователя 25, к измерительному входу 15 АЦП 12. Выходное напряжение дискретизаторов 10 преобразовывается в код АЦП 12, который запускается тактовыми импульсами, задержанными в элементе 21 задержки на интервал вре0 мени t , импульсы 6 (фиг.2). Длительность t равна или больше времени переключения аналогового коммутатора 11. Коды с выхода АЦП 12 заносятся в буферную память 13 по импуль5 су конца преобразования АЦП 12. Этот же импульс, задержанный элементом 27 задержки, является импульсом сопровождения записи для накопителя 14.

Когда количество зарегистрирован0 ных состояний процесса достигает необходимого цикла, подсчитываемого счетчиком 26, например, 8192 или 16384 результатов измерения, запись информации на магнитную ленту нако2 пителя 14 прекращается. ЭВМ 16 считывает реализацию процесса и под управлением программы статистического анализа, например, вычисления функции распределения по длительности момен0 тов неподвижного состояния пятна дуги, вьтолняет соответствующие расчеты и вьшодит результат на цифропе- чать 18.

Использование предлагаемого уст5 ройства позволяет автоматизировать

исследование процесса перемещения дуги по выходному электроду электроду- гового агрегата, например, подогревателя газа, что способствует.сокращеQ нию времени проведения эксперимента и, тем самым, уменьшению энергозатрат, а также повьшзению производительности обработки результатов измерения,

Формула изобретения

1. Устройство для исследования перемещения пятна электрической дуги

по электроду, содержащее катодную клемму, п анодных.клемм соответственно количеству изолированных секций анода, источник питания, блок регистрации и п измерительных шунтов, причем катодная клемма соединена с первым выводом источника питания, второй вывод которого заземлен и соединен с первыми токовыми клеммами измерительных шунтов, каждый из п входов блока регистрации соединен с измерительными клеммами соответствующего измерительного шунта, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности и быстродействия путем автоматизации регистрации и обработки результатов измерений, в него введены блок обработки результатов и цифропечать,, причем выход блока регистрации соединен с входом блока обработки результатов, выход которого соединен с входом цифропечати, вторые токовые клеммы измерительных шунтов соединены с соответствующими анодными клеммами, а блок регистрации содержит п дискретизаторов, анахюговьй коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, буферную память, накопитель, блок управления, причем информационные входы дискретизаторов соединены с соответствующими входами блока регистрации, их управляющие входы соединены с первым выходом блока.управления, а выходы - с соответствующими информационными входами аналогового коммутатора, который вместе с аналого-цифровым преобразователем, буферной памятью и накопителем соединены последовательно, выход последнего соединен с выходом блока регистрации, управляющие входы аналогового коммутатора соединены с кодовыми выходами блока управления, второй выход которого соединен с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, управляющий выход которого соединен с.первьм входом блока управления, управляющий вход буферной памяти соединен с третьим выходом блока управления, четвертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управлякщими входами и входом останова накопителя, а вто558596

рой вход- блока управления соединен с одним из входов блока регистрации.

2.Устройство по п.i, о т л и - чающееся тем, что блок управ5 ления содержит генератор тактовых импульсов, элемент И, три элемента задержки, два счетчика, RS-триггер, дешифратор, формирователь импульсов дискретизации, формирователь импуль10 сов запуска, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен через первый элемент задержки с вторым выходом блока управ 5 ления и непосредственно со счетным входом первого счетчика, а второй вход соединен с выходом RS-триггера, входы дешифратора соединены с выходами первого счетчика, а выходы - с

20 кодовыми выходами блока управления, вход формирователя импульсов дискретизации соединен с первым выходом первого счетчика, а выход - с первым выходом блока управления, выход вто25 рого счетчика соединен с собственным входом сброса, с четвертым выходом блока управления и R-входом RS- триггера, а вход соединен с первым входом и третьим выходом блока управ30 ления и через второй элемент задержки с пятым выходом блока управления, шестой выход которого через третий элемент задержки соединен с S-вхо- дом RS-триггера и через формирова- JJ тель импульсов запуска - с вторым входом блока управления.

3.Устройство по п,1, о т л и - . чающееся тем, что блок обработки результатов выполнен в виде

40 ЭВМ с программным обеспечением,причем вход и выход блока обработки результатов соединены соответственно с входом и выходом ЭВМ.

4.Устройство по п.1, о т л и - 5 чающееся тем, что, с целью

повъшекия помехозащищенности, в него введены п двусторонних амплитудных ограничителей ип элементов элект-, рической развязки, причем измеритель0 ные клеммы каждого измерительного шунта соединены с соответствующим входом блока регистрации через последовательно соединенные двусторонний амплитудный ограничитель и эле5 мент электрической развязки.

..

lUUUUUULnJl-.Редактор В.Иванова

Составитель В.Быков Техред Л.Сердюкова

Заказ 4809/40 Тираж 705Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

л

ф1/г.2

Корректор В.Синицкая

Изобретение относится к измери тельной технике. Цель изобретения - повышение.точности, быстродействия и помехозащищенности устройства.Уст ройство содер жит расположенные на электродуговом нагревателе 1 газа катодную клемму 2 и п анодных клемм 3, обеспечивающих горение дуги 4, источник 5 питания, п измерительных шунтов 6, п двусторонних амплитудных ограничителей 7, п элементов 8 электрической развязки, блок 9 регистрации и блок 15 управления. Вве дение блока обработки результатов, включающего ЭВМ 16 и программное обеспечение 17, цифропечати 18 и вы- s (Л ю ел ел 00 ел ;о