Устройство для косвенного контроля качества соединений труб при их электронидроимпульсной запрессовке Советский патент 1988 года по МПК G05B23/02 

00 4i

СО

Изобретение относится к системам автоматического управления, в частности к устройствам контроля и регистрации работы машин и аппаратов. Цель изобретения - повышение достоверности контроля качества прессовых соединений. Устройство содержит датчики тока I и напряжения 12, подключенные к блокам выделения экстремума 2 и 15, блок контроля интервала времени 3, пороговый блок 14 и элемент И 16. Введение датчика напряжения 12, блоков выделения экстремума 2 и 15 и блока контроля интервала времени 3 позволяет повысить достоверность контроля качества прессовых соединений путем точного определения момента взрыва патрона. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. I (Я

сриг.1

Изобретение относится к системам автоматического управления, в частности к устройствам контроля и регистрации работы машин и аппаратов.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля качества прессовых соединений - достигается тем, что в устройство косвенного контроля качества соединений труб при их электрогидроимпульсной запрессовке, содержащее датчик тока, выход которого подключен к входу порогового блока, и элемент И, введены датчик напряжения, первый и второй блоки выделения экстремума и блок контроля интервала времени, выход которого является выходом устройства, первый вход подключен к выходу первого блока выделения экстремума, второй вход - к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом порогового блока, а второй вход - с выходом второго блока выделения экстремума, вход которого подключен к выходу датчика напряжения, вход первого блока выделения экстремума - к выходу датчика тока. При этом блок контроля интервала времени содержит первый - третий формирователи импульсов, первый - третий элементы И, триггер и элемент задержки, входы первого и второго формирователей импульсов являются входами блока, а выходы подключены к первому и второму входам первого элемента И, выход которого соединен с входом установки 13 «1 триггера, вход третьего формирователя импульсов, подключен к выходу второго формирователя импульсов, а выход - к первым вхо дам второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, выход второго элемента И соединен с входом установки в «О триггера, вход третьего элемента И является выходом блока.

На фиг. I представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока выделения экстремума; на фиг. 3 - кривые тока и напряжения.

Устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные датчик 1 тока, первый блок 2 выделения экстремума и блок 3 контроля интервала времени, состоящий из последовательно соединенных первого формирователя 4 импульсов, первого элемента И 5, триггера 6, второго элемента И 7, элемента 8 задержки и последовательно соединенных второго 9 и третьего 10 формирователей импульсов и третьего элемента И 11, и последовательно соединенные датчик 12 напряжения и узел 13 фиксации момента взрыва патрона, состоящий из порогового -блока 14 и последовательно соединенных второго блока 15 выделения экстремума и элемента и 16.

На фиг. 1 также показаны. Трубная решетка 17, труба 18, электровзрывной патрон 19, генератор 20 импульсных токов и

0

5

электрод 21. Датчик 1 тока представляет собой трансформатор тока и может быть помещен в любой точке разрядного контура. Датчик 12 напряжения представляет собой делитель напряжения и, поскольку служит для измерения напряжения, приложенного к электровзрывному патрону, включен параллельно последнему. Первый 2 и второй 15 блоки выделения экстремума одинаковы. Блок выделения экстремума (фиг. 2) включает в себя диод Д1, резистор RI, емкость CI и компаратор напряжения и работает следующим образом.

При изменении входного сигнала от нуля до максимума емкость С1 заряжается до

г некоторого значения напряжения соответствующего моменту достижения сигналом максимума. Компаратор напряжения срабатывает при выполнении условия . К моменту перехода сигнала через максимум Uc Uc и компаратор напря0 жения срабатывает и на его выходе появляется сигнал, несущий информацию о моменте достижения сигналом максимума. Емкость С1 разряжается по цепи R1, С1. Схема работает при выполнении условия . Первый 4 и второй 9 формирователи импульсов блока контроля интервала времени одинаковы и представляют собой одновибраторы с постоянной времени формирования импульса ,505 Т, соответствующей интервалу времени между моQ ментом достижения током максимума и моментом взрыва патрона, обеспечивающим получение качественных прессовых соединений.

Устройство работает следующим образом. В электрогидроимпульсной установке, включающей в себя генератор 20 импульсных токов и электрод 21, происходит накопление энергии с последующим разрядом на электровзрывной патрон 19, предварительно вставленный в трубу 18, расположенную в трубной решетке 17 тепло0 обменного аппарата. В процессе разряда возникает ударная волна, выполняющая работу по запрессовке трубы. Контроль режима разряда осуществляется в процессе запрессовки проверкой режима взрыва

на принадлежность к оптимальному путем контроля интервала времени, между моментом достижения током максимума и моментом взрыва патрона. При разряде сигнала с датчиков тока 1 и напряжения 12 поступают на входы первого 2 и второго 15

0 блоков выделения экстремума. Блок 2 срабатывает в момент достижения током максимума.

Взрыв проводника в патроне представляет собой достаточно сложный процесс. Он начинается с быстрого нагрева провод5 ника до температур плавления, кипения и, наконец, перегрева. Истинный взрыв проводника начинается с момента перехода проводника из жидкой фазы в газообразную

5

При этом сопротивление взрывающегося проводника резко возрастает, что приводит к существенному увеличению напряжения. Следовательно, взрыв проводника происходит на максимуме напряжения. Кривая напряжения (фиг. 3, кривые 2, 3) имеет 2 максимума, причем первый соответствует моменту приложения напряжения к взрывающемуся проводнику (ток ), второй - моменту взрыва проводника ().

Узел 13 определения момента взрыва проводника обеспечивает выделение момента достижения напряжения максимума (), т. е. момента взрыва проводника. Это достигается следующим образом. В момент достижения напряжения максимума блок 15 срабатывает, но элемент И 16 подключает его выход на вход блока 3 контроля интервала времени лищь в случае прихода на второй вход элемента И 16 сигнала с выхода порогового блока 14 с уровнем срабатывания, отличным от нуля. Пороговый блок 14 срабатывает в момент , что позволяет логической единицей на выходе элемента И 16 фиксировать момент достижения напряжения максимума при , т. е. момент взрыва проводника в патроне. Сигналы, несущие информацию о выделении моментов достижения тока максимума и взрыва проводника, поступают соответственно на входы первого 4 и второго 9 формирователей импульсов.

Если режим взрыва оптимален, т. е. интервал времени между моментами достижения тока максимума и взрыва проводника не превыщает 0,0505 Т., логические единицы на обоих входах элемента И 5 присутствуют одновременно, элемент И 5 срабатывает, устанавливая триггер 6 в «1. Логическая единица с прямого выхода триггера 6 поступает на первый вход элемента И 7 на второй вход которого поступает сигнал с выхода формирователя 10 импульсов, элемент И 7 срабатывает. Элемент 8 задержки обеспечивает задержку распространения сигнала более чем на 1 мкс, поэтому триггер устанавливается в «О и на его инверсном выходе появляется логическая единица, когда сигнал длительностью 0,9-1 МКС, поступающий с выхода формирователя 10 импульсов на второй вход элемента И 11, уже закончился, на выходе И 11 - логический ноль.

Если режим взрыва неоптимален, т. е. интервал времени между моментами максимума тока и взрыва проводника превосходит 0,0505 Т, на входах элемента И 5 логические единицы не могут присутствовать одновременно, на выходе элемента И 5 присутствует логический ноль, триггер 6 устанавливается в «О, на его инверсном выходе присутствует логическая единица, поступающая на вход элемента И II, на втором входе которого присутствует логическая единица с выхода формирователя 10 импульсов, элемент И 11 срабатывает, на выходе его появляется логическая единица, несущая информацию о наличии некачественного соединения.

Сигнал с выхода элемента И 1 1 подается в систему управления установкой, где может использоваться для сле,аующих целей: для сигнализации оператору о наличии некачественного соединения для автоматического отключения установки при подготовке к повторной запрессовке некачественного соединения для автоматической регистрации координат электрода, определяющих положение некачественного соединения

(для этого установка должна быть снабжена последовательно соединенными датчиком перемещения электрода, блоком определения координат и регистратором, информационный вход которого подключен к выходу элемента И 11.

Формула изобретения

Q выделения экстремума подключен к выходу датчика тока.

5 третий элементы И, триггер и элемент за- держки входы первого и второго формирователей импульсов являются входами блока, а выходы подключены к первому и второму входам первого элемента И, выход которого соединен с входом установки в «1

0 триггера, вход третьего формирователя импульсов подключен к выходу второго формирователя импульсов, а выход - к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выхо дам триггера, выход второго элемента И соединен с входом установки в «О триггера, выход третьего элемента И является выходом блока.

t