Устройство для автоматического контроля герметичности Советский патент 1989 года по МПК G01M3/26 

314640944

циальньш усилитель 4, компаратор 5, потенциометр 6, триггер 7j, усилители 8-11, элементы 12 и. 13 задержки, триггеры Шмитта 14 и 15, генераторы 16 - 18, счетчик 19, элементы И 20, элемент ИЛИ 21, регистр 22, индикатор 23 степени негерметичности, элемент 24 и 25 индикации, выпрямитель 26, стабилитрон 27, стабилизаторы 28 и 29 напряжения, реле 30 давления, транзисторные ключи 31 - 33, диоды 34 - 37, конденсаторы ,38 - 42, электромагнит 43, динамик 44 и предохранитель 45. Устройство также содержит ig дя 26, положительньй вывод выхода ко- два элемента ШШ-НЕ 46 и 47, резисто- торого соединен с катодом стабилит- ры 48 - 50, два потенциометра 51 и

10

установки нуля триггера 7, прямой выход которого соединен со вторым вх.о- дом элемента И 20, с входами усилителей 10 и 55 и входом генератора 17, Выход последнего соединен с входом усилителя 11, выход которого-подключен к первому входу динамика 44. Выход усилителя 55 соединен с входом элемента 56 задержки, выход которого соединен с входом триггера Шмитта 57, выход которого подключен к стробирую- щему входу компаратора 5. Источник 1 питания соединен с входом выпрямитерона 27, входом стабилизатора 28 напряжения, первым входом элемента 25 индикации и с первым входом электро52, конденсатор 53 и переключатель 54, Имеется также усилитель 55, элемент 56 задержки, триггер 57 Шмитта и усилитель 58,

Выход дифманометра 3 соединен с входом дифференциального усилителя 4, выход которого соединен с неиверти- рующим входом компаратора 5, выход которого соединен с первым прямым

входом установки нуля.триггера 7, ин-го потенциала источника 1 питания,

версный выход которого подключен ккоторая соединена с отрицательным

входу усилителя 8, выход котороговьшодом выхода вьшрямителя 26, с ано- соеди нен с входом элемента 12 задерж-зо дом стабилитрона 27, с общим выводом

кн. Выход последнего соединен с вхо-стабилизатора 28 напряжения, с вто- дом триггера Шмитта 14., выход которого подключен к прямому входу элемента ИЛИ 21 и к входу усилителя 9, вырым входом индикатора 23 степени негерметичности, с вторым входом динамика 44, с отрицательными обкладками ход которого соединен с входом эле- конденсаторов 38 и 39, с полохситель- мента 13 задержки, выход которого ной обкладкой конденсатора 40, с вхо- соединен с входом триггера Шмитта 15. Выход последнего сое,цинен с входом установки единицы триггера 7, инверсный вход установки нуля которого соединен с первым входом элемента 24

дом реле 30 давления, с катодом диода 34 и с входом транзисторного ключа 32. Управляющий вход последнего 40 соединен с выходом генератора 18 и с управлякнцим входом транзисторного

индикации, с положительной обкладкой ключа 33, вход которого соединен с конденсатора 38, с выходом реле 30 выходом стабилизатора 28 напряжения, давления и с инверсным входом элемен- с вторым выходом элемента 24 индика- та ИЛИ 21. Выход последнего соединен ции и с анодом диода 35, катод кото- с входами установки нуля регистра 22 соединен с анодом диода 36 и с

и счетчика 19, синхровход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора 16 и с первым входом элемента И 20, выход которого подключен к синхровходу. регистра 22. Разряды с 1-го по (п-1)-и,выхода последнего соединены с соответствующими разрядами первого входа индикатора 23 степени негерм€;тичности, п-разряд первого входа которого подключен к выходу усилителя 58, вход которого соединен с п-разрядом выхода регистра 22 и со вторым прямым входом

50

положительной обкладкой конденсатора 41.-Отрицательная обкладка последнего соединена с вькодом транзисторных ключей 32 и ЗЗ, с положительной обкладкой конденсатора 42, отрицательная обкладка которого соединена с анодом диода 34 и катодом диода 37, анод которого соединен с об1цим выво- сд дом стабилизатора 29 напряжения, с отрицательными входами питания дифма- нрме.тра 3, дифференциального усилителя 4, компаратора 5, с первым входом потенщюметра 6, выход которого

g дя 26, положительньй вывод выхода ко- торого соединен с катодом стабилит-

0

установки нуля триггера 7, прямой выход которого соединен со вторым вх.о- дом элемента И 20, с входами усилителей 10 и 55 и входом генератора 17, Выход последнего соединен с входом усилителя 11, выход которого-подключен к первому входу динамика 44. Выход усилителя 55 соединен с входом элемента 56 задержки, выход которого соединен с входом триггера Шмитта 57, выход которого подключен к стробирую- щему входу компаратора 5. Источник 1 питания соединен с входом выпрямитедя 26, положительньй вывод выхода ко- торого соединен с катодом стабилит-

рона 27, входом стабилизатора 28 напряжения, первым входом элемента 25 индикации и с первым входом электромагнита 43, второй вход которого соединен с вторым входом элемента 25 индикации и через предохранитель 45 с выходом транзисторного ключа 31. Управляющий вход и вход последнего

соединены соответственно с выходом усилителя 10 и с тиной отрицательнорым входом индикатора 23 степени негерметичности, с вторым входом динамика 44, с отрицательными обкладками конденсаторов 38 и 39, с полохситель- ной обкладкой конденсатора 40, с вхо-

дом реле 30 давления, с катодом диода 34 и с входом транзисторного ключа 32. Управляющий вход последнего 0 соединен с выходом генератора 18 и с управлякнцим входом транзисторного

положительной обкладкой конденсатора 41.-Отрицательная обкладка последнего соединена с вькодом транзисторных ключей 32 и ЗЗ, с положительной обкладкой конденсатора 42, отрицательная обкладка которого соединена с анодом диода 34 и катодом диода 37, анод которого соединен с об1цим выво- дом стабилизатора 29 напряжения, с отрицательными входами питания дифма- нрме.тра 3, дифференциального усилителя 4, компаратора 5, с первым входом потенщюметра 6, выход которого

5. 1

соединен с инвертирующим входом компаратора 5. Положительный вход питания последнего соединен с положительными входами питания дифманометра 3 и дифференциального усилителя 4, с выходом стабилизатора 29 напряжения, вход которого соединен с катодом диода 36 и с положительной обкладкой конденсатора 39.

Генератор 16 включает два элемент ИЛИ-НЕ 46 и 47, резисторы 48 - 50, два потенциометра 51 и 52, конденсатор 53, переключатель 54, перекидной контакт которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 46 и с входом элемента ИЛИ-НЕ 47, выход которого является выходом генератора 16. Выход элемента ИЛИ-НЕ 47 соединен также с первой обкладкой конденсатора 53, вторая об кладка которого соединена с входами потенциометра 51 и потенциометра 52, выход которого через резистор 48 соединен с нормально открытым контактом переключателя 54, нормально закрытый контакт которого через резистор 49 соединен с выходом потенциометра 51. Резистор 50 включен между входом элемента ШШ-НЕ 46 и второй обкладкой конденсатора 53.

Применение в составе устройства выпрямителя 26 обусловлено необходимостью защиты от неправильной полярности подключения устройства к источнику 1 питания.

Дпя защиты устройства от перенапряжения источника 1 питания служит стабилитрон 27, так как во время работы генератора автомобиля в источни

Первый элемент 24 индикации служит для подключения сигнала Авария, т.е. если при включении питания устройства реле 30 давления W включено (нет достаточного давления в испытуемом изделии), то схема не запускается и измерение герметичности не производится.

Чтобы полезный сигнал на выходе дифманометра 3 не зависел от уровня напряжений на положительном и отрицательном выводах его выхода, в состав устройства включен дифференциальный усилитель 4.

Компаратор 5 служит для сравнения напряжения, пропорционального степени герметичности испытуемого изделия, и заданного при помощи потенциометра 6 значения напряжения уставки.

Триггер 7, первый транзисторный ключ 31, электромагнит 43 и второй элемент 25 индикации служат соответственно для управления индикации начала и конца цикла измерения.

Усилители 8 - 11, 55 и 58 применены для буферирования логических це- ; пей.

Первый конденсатор 38 служит для уетаковки устройства в исходное состояние после включения питания устройства.

Первый регулируемьй элемент 12 задержки определяет выдержку времени на заполнение эталонной емкости. Второй элемент 13 задержки задает время между сбросом показаний предыдущего измерения и началом следующего цикла

Изобретение относится к контролю герметичности деталей и узлов автомобилей и позволяет расширить эксплуатационные возможности путем обеспечения работы устройства от бортовой электросети автомобиля и задания различных времен длительности контроля. Устройство содержит источник питания, резисторы, дифманометр, дифференциальньй усилитель, компаратор, потенциометр, триггер, имеются 1 Изобретение относится к испыта- тельной технике и может быть использовано для допускового контроля герметичности деталей и узлов автомобиля.: Цель изобретения - расширение экс- плуатационных возможностей путем обеспечения работы устройства от бортовой электросети автомобиля и зада- :НИя различных времен длительности контроля. также усилители, элементы задержки, триггеры Шмитта, генераторы, счетчик, элементы И, ШШ, ИЯИ-НЕ, резистор, индикатор степени негерметичности. Кроме того, имеются элементы индикации, вьшрямитель, стабилитрон, стабилизаторы, реле давления, транзисторные ключи, диоды, конденсаторы, электромагнит, динамик. Дифманометр подсоединяют к полостям изделия и эталонной емкости и создают испьп а- тельное давление. Устройство соединяют с бортовой электросетью автомашины и контролируют изменение давления в изделии за время, заданное генератором .Сиг нал,пропорциональный утечке,с выхода дифманометра поступает на вход дифференциального усилителя. Если сигнал достигает уровня напряжения на инвертирующем входе компаратора, происходит сброс триггера, после чего через логическую цепочку включается динамик, свидетельствующий об окончании цикла измерения. Затем начинается следующий цикл измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. S С/) О На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства на уровне стандартных функциональных элементов; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства. Устройство для автоматического контроля герметичности содержит источник 1 питания, резистор 2, дифманометр 3, с выходом которого соединен резистор 2. Имеются так же дифферен

ке 1 питания устройства (бортовой се- до измерения.

ти автомобиля) появляются выбросы При включении пневмокрана на выхо-

напряжения. ,де дифманометра 3 может появиться

бросок напряжения. Наличие третьего элемента 56 задержки позволяет исклюПервый стабилизатор 28 служит для

стабилизации напряжения питания логи- чить ложное срабатывание компаратора ческих элементов.

Так как дифманометр 3 работоспособен при напряжении питания 15 - 36 В, то для обеспечения его питания (22 В) и питания всего устройства (9 В) от gg одного источника 1 питания (бортовой сети автомобиля) в состав устройства включены третий генератор 18, второй 32 и третий 33 транзисторные ключи второй 39, третий 40, четвертый 41 и gg пятый 42 конденсаторы, первый 34, . -i второй 35, третий 36 и четвертый 37 диоды, второй стабилизатор 29 напряжения.

: в момент включения пневмокрана.

Так как сигнал на выходах элементов 12, 13.и 56 задержки изменяется медленно, то применение в качестве пороговых элементов триггеров 14, 15 .и 57 Шмитта позволяет.исключить дреберг.

Первый генератор 16 служит для программного задания времени измере- ния.

Наличие счетчика 19 позволяет по-, высить частоту первого генератора 16 для обеспечения его устойчивой работы на низкой частоте.

чить ложное срабатывание компаратора

: в момент включения пневмокрана.

Так как сигнал на выходах элементов 12, 13.и 56 задержки изменяется медленно, то применение в качестве пороговых элементов триггеров 14, 15 .и 57 Шмитта позволяет.исключить дреберг.

Первый генератор 16 служит для программного задания времени измере- ния.

Наличие счетчика 19 позволяет по- высить частоту первого генератора 16 для обеспечения его устойчивой работы на низкой частоте.

ряжается кондешсатор 41, а через диод 36 - конденсатор 39.

Во время отрицательной полуволны g на выходе генератора 18 открыт тран- знсторньм ключ 33 и через диод 34 заряжается конденсатор 42. Конденсатор 41 разряжается через диод 36, заряжая конденсатор 39,

Б следующем такте работы генератора 18, когда открыт транзисторньй ключ 32,, конденсатор 42 разряжается через диод 37 и заряжает конденсатор 40, Конденсатор 41 заряжается че10

71464094

Регистр 22 и индикатор 23 степени негерметичности служат соответственно для определения и визуального отображения степени герметичности ислытуе- мог,о изделия.

Элемент И 20 служит для блокировки прохождения импульсов заполнения на регистр 22 в конце измерительного цикла.

Применение в составе устройства второго грнератора 17, усилителя 11 и динамика 44 позволяет подавать звуковой сигнал о том, что процесс измерения закончен и информация о степени 15 рез диод 35.

герметичности испытуемого изделия на- Напряжение на конденсаторах 39 и

40 приложено к входу стабилизатора 29.

Напряже -ше на выходе стабилизатоУстройство работает следующим об- 20 ра 29, в несколько раз превьшающее

напряжение на выходе стабилизатора 28, подается на входы питания дифференциального усилителя 4, дифманомет- ра 3, кo «Iapaтopa 5.

25 При включении источника 1 питания . выходы счетчика 19, регистра 22, прямой выход 7 устанавливаются в состояние логического нуля, а инверсный выход триггера 7 - в состояходится на индикаторе 23 степени не- герметичности.

разом,

Дифмакометр 3 соеди1мется первой полостью с изделием, второй - с эталонной емкостью (не показаны). Последние через пневмокран (не показан) соединены с источником сжатого газа (не показан) ,

Реле 30 давления соединено с первой полостью дифманометра 3 и с пневмосистемой испытуемого изделия,

В исходном положении пневмокран открыт и пневмосистема испьп уемого : изделия соединена с обеими полостями дифманометра 3 и эталонной емкостью. Идет заполнение о

После включения электромагнита 43 пневмокрана пневмосистема испытуемого изделия и первая полость дифманометра 3 отключаются от эт;алонной емкости

и второй полости дифманометра 3. 1-1дет 40 ходит сброс показаний на индикаторе

измерение.

После включения источника 1 питания с положительного вьшода выхода выгсрямителя 26. независимо от полярности включения источника 1 питания устройства очищенньш стабилитроном 27 ,от выбросов напряжения положительный потенциал питания поступает на вход стабилизатора 28. Напряжение с выхо23 степег-ш негерметичности результата предьщухцего измерения,. Затем через выдержку времени, задаваемого элементом 13 задержки, сигнал ,погической 45 1, поступающей на вход установки единицы триггера 7, устанавливает его прямой выход в состояние 1, После этого через усилитель 10 и транзис- торный ключ 31 включается электромагда стабилизатора 28 подается на входы so пневмокрана, отсекая эталонную

питания логических элементов и на вкоды транзисторных ключей 32 и 33 и на анод диода 35 (фиг.2).

Генератор 18 вырабатывает ймпуль-. сы, поочередно открьшаюшде транзисторные ключи 32 и 33,

Во время положительной полуволны на выходе генератора 18 открыт транзисторный КЛЮЧ 32 и через диод 35 заряжается кондешсатор 41, а через диод 36 - конденсатор 39.

Во время отрицательной полуволны на выходе генератора 18 открыт тран- знсторньм ключ 33 и через диод 34 заряжается конденсатор 42. Конденсатор 41 разряжается через диод 36, заряжая конденсатор 39,

Б следующем такте работы генератора 18, когда открыт транзисторньй ключ 32,, конденсатор 42 разряжается через диод 37 и заряжает конденсатор 40, Конденсатор 41 заряжается че

рез диод 35.

30 ние Г

Измерение степени герметичности ис:пытуемого изделия производится циклически,,

Через выдержку времени, необходимую для заполнения эталонной емкости;, 35 с выхода регулируемого элемента 12 задержки через триггер 14 Шмитта и элемент ШШ 21 сигнал логической единицы поступает на входы установки ну- ,ля счетчика 19 и регистра 22, проис23 степег-ш негерметичности результата предьщухцего измерения,. Затем через выдержку времени, задаваемого элементом 13 задержки, сигнал ,погической 45 1, поступающей на вход установки единицы триггера 7, устанавливает его прямой выход в состояние 1, После этого через усилитель 10 и транзис- торный ключ 31 включается электромагемкость и вторую полость дифманометра 3 от пневмосистемы испытуемого изделия и первой полости дифманометра 3. Идет .измерение герметичности, о чем gg свидетельствует элемент 25 индикации .Сигисш логической единицы с прямого выхода триггера 7 поступает на элемент И 20j разрешая прохождение вырабатываемых генераторок 16 импульнен с входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора, вькод которого соединен с первым прямым входом установки нуля триггера, инверсный выход которого соединен с I

ВХОДОМ первого усилителя, выход которого соединен с входом первого элесов заполнения через счетчик 19 на синхровх®д регистра 22.

Сигнал, пропорциональньй утечке (степени герметичности), с выхода дифманометра 3 поступает на вход дифференциального усилителя 4. Если сигнал на выходе дифференциального усилителя достигает уровня напряжения на инвертирующем входе компаратора 5, ю мента задержки, выход которого соединен происходит сброс триггера 7. Сигнал с входом первого триггераШмитта,выход логического нуля с прямого выхода триггера 7 через элемент И 20 блокирует прохождение импульсов заполнения на регистр 22 и через управляемьй 15 го -элемента задержки, выход которого генератор 17, усилитель 11 включает соединен с входом второго триггера динамик 44, подающий звуковой сигнал, Шмигта, выход которого соединен с свидетельствующий об окончании цикла входом установки единицы триггера, измерения. Выключается электромагнит инверсный выход установки нуля кото- 43 пневмокрана и начинается следующий 20 рого соединен с первьк-i входом первого

которого соединен с прямым входом элемента ИЛИ и с входом второго усилителя, выход которого соединен с входом второцикл измерения.

Если сигнал на выходе дифференци- ального усилителя 4 еще не достиг уровня напряжения на инвертирующем входе компаратора 5, а на п-разряде выхода регистра 22 появляется логическая единица, также происходит сброс триггера 7, блокируется прохождение импульсов заполнения, включает35

ся звуковой сигнал, выключается элек- ЗО динеп с синхровходом регистра, разря- тромагш-iT 43 пневмокрана и начинается Ды с 1-го по Сп-1)-й выхода которого

соединены с соответствуюпщми разрядами первого входа индикатора степени негерметичности, п-разряд первого входа которого соединен с выходом третьего усилителя, вход которого соединен с п-разрядом выхода регистра и с вторым прямььм входом установки нуля триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом элемента И, с входами четвертого и пятого усилите- , с выходом которого соединен ре- лей и входом второго генератора, выследующии цикл измерения.

Применение устройства позволит проводить испытание в полевых условиях .

Формула изобретения

40

зистор, отличающееся

тем °Д которого соединен с входом щесто- го усилителя, выход которого соедичто, с целью расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено диф- 45 ней с первым входом , выход ференциальным усилителем, компарато- пятого усилителя соединен с входом ром, потенциометром, триггером, шее- третьего элемента задержки, выход ко- тью усилителями, тремя элементами за- торого соединен с входом третьего держки, тремя триггерами Шмитта, тре- . триггера Шмитта, выход которого сое- мя генераторами, счетчиком, элемен- 50 динен со стробирующим входом компара- том и, элементом ИЛИ, регистром, индикатором степени негерметичности, двумя элементами индикации, выпрямителем, стабилитроном, двумя стабилитора, источш-1к питания соединен с входом выпрямителя, положительньм выход которого соединен с катодом стабилитрона, входом первого стабилиза- g5 тора напряженияJ первым входом второго элемента индикахщи и с первым входом электромагнита, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента индикации и через предохразаторами напряжения, реле давления, тремя транзисторными ключами четьфь- мя диодами, пятью .конденсаторами, предохранителем, электромагнитом и динамиком, выход дифманометра соединен с входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора, вькод которого соединен с первым прямым входом установки нуля триггера, инверсный выход которого соединен с I

ВХОДОМ первого усилителя, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом первого триггераШмитта,выход го -элемента задержки, выход которого соединен с входом второго триггера Шмигта, выход которого соединен с входом установки единицы триггера, инверсный выход установки нуля кото- рого соединен с первьк-i входом первого

мента задержки, выход которого соединен с входом первого триггераШмитта,выход го -элемента задержки, выход которого соединен с входом второго триггера Шмигта, выход которого соединен с входом установки единицы триггера, инверсный выход установки нуля кото- рого соединен с первьк-i входом первого

которого соединен с прямым входом элемента ИЛИ и с входом второго усилителя, выход которого соединен с входом второэлемента индикации, с положительной обкладкой первого конденсатора, с выходом реле давления и с инверсным входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами установки нуля регистра и счетчика, синхровход и выход которого соединены соответственно с, выходом первого генератора и с первым входом элемента И, выход которого которого соединен с входом щесто- го усилителя, выход которого соеди45 ней с первым входом , выход пятого усилителя соединен с входом третьего элемента задержки, выход ко- торого соединен с входом третьего . триггера Шмитта, выход которого сое- 50 динен со стробирующим входом компара- ней с первым входом , выход пятого усилителя соединен с входом третьего элемента задержки, выход ко- торого соединен с входом третьего триггера Шмитта, выход которого сое- динен со стробирующим входом компара-

тора, источш-1к питания соединен с входом выпрямителя, положительньм выход которого соединен с катодом стабилитрона, входом первого стабилиза- тора напряженияJ первым входом второго элемента индикахщи и с первым входом электромагнита, второй вход котоого соединен с вторым входом второго элемента индикации и через предохраIW и 2Л}н4-А-(

17

сигнал на выходе 19

Сигнал на регистра Z2

Сигнал на f-ом регистра 22,

Сигнал на л-ном SA/- pe ijc/77pa ZZ

Сигнал на Sjrode /fOMffapa/nopa 5

Сигнал на Зб/- ходе триггера 7

Сигнал на/пранзис торном 32

сигнал на/Г7р(7нз1/с- гпарна 33

CUBHajt на / онден - соборе 47

сигнал на /fOHffef/СС7/770/ое 42

Сигнал с анден- ссгл7оре Jff

Cl/гна/г но конденсаторе 4О

jnJTJ-LTLrLrLrLTLr

п п г

I

П

1

JгпJ1JгllJ J Jlлл ГLГLГ

TJlJlJbnJTJTmiJIJTrLrL

ЛЛААЛАЛЛАААЛЛ

ЛАААААЛЛАААЛ

/

I

.2