Вакуумное реле Советский патент 1986 года по МПК G01L19/12 

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для повышения точности и надежности реле в работе при. повьшенных температурах.

Изобретение является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1065705

В известном изобретении описано вакуумное реле, содержащее корпус, внутри которого выполнена герметичная полость с чувствительной мембраной. Реле содержит также электрически изолированную крышку, пару соединительных контактов, один из которых выполнен на мембране, контактную пружину и подвижный штуцер. Подвижная втулка и ее переходник связаны резьбовым соединением и свободно установлены в направляющих вдоль направления перемещения мембраны.

Второй контакт реле размещен по центру мембраны внутри переходника, электрически изолирован от него и Подсоединен через контактную пружи;ну к подводящему штуцеру, который установлен на крьш1ке.

Недостатком такого реле является невозможность использования его в качестве анализатора для прецизионных измерений из-за наличия на контактной паре поверхностной, наприме окисной пленки, которая повышает сопротивление переходного контакта, что особенно ощутимо при небольших контактных усилиях.

Так как сопротивление изоляционных элементов реле при высоких тем.пературах падает, то начальный мо.мент касания контакта и мембраны трудно зарегистрировать с достаточной точностью.

Только при определенном значении напряжения наступает пробой (Фриттинг) и сопротивление переходного контакта резко падает.

Величина такого напряжения для хромоникелевых сталей более 15В. Однако нельзя подвести к контакту Hia.пряжение такой величины, так как в момент замыкания контакта при резком возрастании тока контсэктная пара подгорит. Использование нагрузочного сопротивления дает возможность ограничить величину тока, но не позволяет точно фиксировать начальньй момент замыкания контактной пары (контакт-мембрана), т.к. в момент

85

Фриттинга возрастание тока через контакт и, следовательно, через нагрузочное сопротивление приводит к увеличению падения напряжения на этом сопротивлении и, следовательно, к падению напряжения на переходном контакте при величине (значений) ниже Фриттинга. Это приводит к появлению флуктуации на нагрузочном сопротивлении, кдторые не отличимы от флуктуации токов утечек по изоляции,что не позволяет проводить прецизионнйе измерения.

Целью изобретения является повышение точности работы вакуумного реле.

Поставленная цель достигается тем, что вакуумное реле по авт.св. № 1065705 снабжено источником стабилизированного постоянного тока, подключенным к последовательной цепи, состоящей из мембраны, контактной пары, контактной пруяшны, под водящего штуцера и нагрузочного сопротивления.

Источник стабилизированного постоянного тока настраивают на некоторое допустимое значение тока через контакт, увеличение контактного сопротивления вызывает повышение напряжения на переходе до Фриттинга (ток при этом не меняется). При условии, что напряжение Фриттинга бует поддерживаться автоматически, напряжение на нагрузочном сопротивении изменяться не будет с Фриттинга и до полного замыкания (размыкания) момента начала контактов. Причем величина напряжения на этом соротивлении в момент Фриттинга будет существенно больше напряжения от токов утечек по изоляции, поскольку сопротивление контакта в момент Фриттинга составляет единицы Ом.

Пример конкретного выполнения рее как анализатора приведен на чертеже.

Реле содержит корпус 1, служащую одвижным контактом мембрану 2, котоая центром упирается в неподвижный о онтакт 3, изолированный электричеси от корпуса. Переходник 4 ввернут в подвижную втулку 5., расположенную в направляющих 6 корпуса и закреплен гайкой 7. Втулка 5 прижата контактной пружиной 8 к упорам 9 корпуса, т.е. в исходном состоянии песемещается только вверх вдоль вертикальной оси. Пружина 8 одновременно осуществляет электрический контакт с подводящим штуцером 10, через который можно регулировать положения неподвижного контакта 3. Штуцер 10, являющийся также токосъемником, установлен йа электроизолированной крышке 11, которая посредством уплотнительной прокладки 12 и гайки 13 герметично крепится к корпусу. Реакционньш стакан 14 крепится к корпусу 1 посредством уплотнения 15, шайбы 16 и гайки 17. Источник стабилизированного постоянного тока 18 подключен к последовательной цепи из мембраны 2, контактной пары 2 и 3, контактной пружины В, подводящего штуцера 10 и нагрузочного сопротивления 19.

Реле работает следующим образом.

При изменении вакуума под мембраной последняя прогибается. Система измерения (не показана) подает команду на откачку газа через штуцер 9 В момент, когда давление под мембраной 2 и над ней сравняется, контактная пара 2 и 3 замкнется. Подается команда на измерение величины вакуума. .Источник стабилизированного постоянного тока 18 настроен на допустимое значение тока через контактную пару 2 и 3.

Так как напряжение Фриттинга будет поддерживаться автоматически источником стабилизированного постоянного тока, напряжение на нагрузочном сопротивлении 19 изменяться не будет с момента начала Фриттинга .и до полного замыкания (размыкания)

67185

контактов. Это позволяет более t04 но определить момент равенства давлений и повысить чувствительность и точность реле.

5 После окончания изменения вакуума система измерения по команде соединяет штуцер 10 с атмосферой, и мембрана 2 опять прогибается. Далее процессы измерения повторяются. 10 Если происходит процесс изменения давления в реакционном стакане, то в исходном состоянии мембрана 2 прогнута вверх. Под воздействием мембрацы 2 пружина 8 сжимается, и контакт 15 3 перемещается вверх. Мембрана 2 ло- жится на упор 9 корпуса 1 и тем самым предохраняет от воздействия изI быточного давления.

При экспериментальной проверке ге20 нератор тока был настроен . на величину тока через контакт 5 мА, а ; максимальная величина напряжения гбнератора при разомкнутом выходе 20 в. .При этом ток утечек не превьш1ал 1 мА. 25 Применение образцовых средств измерения давлеьшя позволило установить, что предлагаемое устройство позволяет измерять давление с точностью до 0,1%.

Технико-экономический эффект заключается в том, что поддержание постоянного напряжения на погрузочном сопротивлении с момента начала Фриттинга и до полного замыкания (размыкания) контактов позволяет более точно определить момент равенства давлений измеряемого и компенсационного и повысить точность работы реле.

ВАКУУМНОЕ РЕЛЕ по авт.св. № 1065705, о т ли ч а ю щ е е с я . тем, что, с целью повьшения точности работы, оно снабжено источником стабилизированного постоянного тока, подключенным к последовательной цепи из мембраны, контактной пары, контактной группы, подводящего штуцера и нагрузочного сопротивления. (Л гч