Способ контроля искрогасящих емкостных шунтов Советский патент 1989 года по МПК G01D1/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на предприятиях, разрабатывающих и изготавливающих искробезопасную аппа- ратуру, а также в госконтрольных организациях, контролирующих искро- безопасность о

Целью изобретения является повышение достоверности контроля эффективности искрогасящих емкостных шунтов за счет многократной коммутации электрической цепи с реальной частотой и скважностью и измерения напряжения на конденсаторе шунта в момент коммутации

На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит источник 1 питания, конденсатор 2, управляемый резистор (переход транзистора) 3, индуктивность k нагрузки, конденсатор 5, задающий генератор 6, элемент И 7, формирователь 8 длительности импульсов (ФДИ), ограничительный резистор 9, компаратор 10, триггер 11, резистор 12, кнопку 13, транзисторные ключи I и 15, свето- диоры i6 и 17 и источник 18 питания.

СЛ ГО

СО

со ю

со

Причем первый вывод первого источника 1 питания, зашунтированного конденсатором 2, соединен с общей шиной, второй его вывод через индуктивность нагрузки, зашунтированную конденсатором 5, соединен с прямым входом компаратора 10 и через управляемый резистор 3-е общей шиной выход задающего генератора 6 подключен к первому входу элемента И 7, выход которого соединен с входом ФДИ 8, выход которого через резистор 9 соединен с управляющим входом управляемого резистора 3 и со строби- рующим входом триггера 11, инверсный йход компаратора 10 соединен с источником опорного напряжения Ug, а выход компаратора 10 соединен с информационным входом триггера 11, вход начальной установки которого соединен с одним из выводов кнопки 13 и через резистор 12 с общей шиной, второй вывод кнопки 13 соединен с положительной шиной источника 18 питания, с которой также соединены аноды светодиодов 1б и 17, катоды которых через транзисторные ключи 1 и 15 соответственно соединены с общей шиной и с отрицательной шиной источника 18 питания, управляющи вход транзисторного ключа 1 соединен с прямым выходом триггера 11 , инверсный выход которого соединен с управляющим входом транзисторного ключа 15 и с вторым входом элемента И 7.

Способ реализуется следующим образом.

В установившемся режиме транзистор 3 открыт за счет того, что на ег базе поддерживается положительное напряжение и сопротивление перехода коллектор-эмиттер открытого транзистора 3 составляет единицы ом.

Через индуктивность k нагрузки течет ток, величина которого определяется параметрами источника 1 питания, конденсаторы 2 и 5 заряжены до напряжения источника 1 питания, напряжение на прямом входе компаратора 10 относительно общего провода близко к нулЮс,

На выходе компаратора 10 установлен уровень Лог. О.

При размыкании цепи (запирании транзистора З) возможны два случая: за время Тр деионизации плазмы разряда напряжение коллектор-эмиттер

0

5

0

5

0

5

0

транзистора 3 превышает напряжение зажигания дуги U и за время Тр напряжение коллектор-эмиттер транзистора 3 величины UQ не достигает. В первом случае индицируется неэффективность емкостного шунта (конденсатор 5), так как э условиях реальной коммутации при превышении напряжения на контактах (моделируемых переходом транзистора З) величины и за время Тр появляются условия для зажигания дуги и нарушения искро- безопасности.

Во втором случае индицируется эффективность емкостного шунта

При подаче запускающего импульса от задающего генератора 6 ФДИ 8 вырабатывает на своем выходе импульс, длительность которого определяется соотношением R и С и выбирается равной времени деионизации плазмы разряда Тр.

На время импульса транзистор 3 закрывается, сопротивление его перехода коллектор эмиттер увеличивается до десятков килоом.

Всплеск напряжения самоиндукции индуктивности нагрузки перезаряжает конденсатор 5. Длительность и амплитуда всплеска зависят от емкости конденсатора 5. Через время Тр (время деионизации плазмы разряда) ФДИ 8 возвращается в исходное состояние и перепад О - 1 на его выходе стро- бирует запись состояния выхода компаратора 10 в триггер 11. Если по истечении времени Т напряжение на коллекторе транзистора 3 не успеет достичь величины Up (напряжение зажигания дуги), компаратор 10 не переходит в состояние Лог. 1 и в триггер 1 О записывается выходе триггера

Лог О. На прямом 11 остается Лог. О.

5

0

а на инверсном

Лог. 1. При этом через открытый транзисторный ключ 15 (переход эмиттер-коллектор) течет ток, вызывающий свечение светодиода 17, индицирующего эффективность емкостного шунта.

Если же по истечении времени Т напряжение на коплекторе транзистора 3 превышает значение Up, компаратор 10 переходит в состояние 1 и логическая единица записывается в триггер 11, на прямом выходе которо55 го появляется Лог. Т

а на инверсном - Лог. О. Транзисторный ключ 15 закрывается, а транзисторный ключ 14 открывается, при этом гаснет светодиод 17 и загорается светодиод 1б, индицирующий неэффективность емкостного шунта о Лог, О на инверсном выходе триггера 11, попадая на вход элемента И 7, блокирует прохождение последующих запускающих импульсов на вход ФДИ 8. Триггер 11 приводится в исходное состояние нажатием кнопки 13. При ее нажатии триггер 11 сбра- сывается и на его инверсном выходе устанавливается Лог. 1, разрешая прохождение запускающих импульсов от задающего генератора 6.

При подаче запускающих импульсов задающего генератора 6 с частотой и скважностью реального коммутационного устройства возможны случаи, когда последующее размыкание происходит до завершения переходных процес- сов, вызванных предыдущим.

Например, если к моменту прихода последующего запускающего импульса шунтирующий индуктивность нагрузки конденсатор 5 не успеет зарядиться до напряжения источника 1 питания, то в этом случае, при закрывании транзистора 3, напряжение Ug на переходе коллектор-эмиттер может возникнуть сразу, что вызывает в реальном коммутационном устройстве появление дугового разряда и нарушение искро- безопасности. Неэффективность емкостного шунта в этом случае фиксируется как и в предыдущем. Через время Тр положительный перепад импульса с выхода ФДИ 8 заносит в триггер 11 состояние компаратора 10, соответствующее и и„ (Лог. 1), где и - напржение коллектор-эмиттер транзистора Up - напряжение зажигания дуги (опорное напряжение компаратора 10), транзисторный ключ I открывается, загор ется светодиод 1б, индицирующий неэффективность емкостного шунта,

Такигч образом, по сравнению с известным предлагаемое техническое решение за счет обеспечения контроля напряжения на конденсаторе шунта через время деионизации плазмы разряда позволяет повысить достоверность контроля искрогасящих шунтов и обеспечить искробезопасность приборов, исключив возможность использования во взрывоопасных средах дефектных средств иск- розащиты. Кроме того, способ позволяет оперативно выбирать оптимальные параметры искрозащитных устройств.

Формула изобретения

Способ контроля искрогасящих емкостных шунтов, основанный на нии напряжения, возникающего при коммутации цепи нагрузки, отличаю щ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, подключают последовательно с нагрузкой дополнительное сопротивление, которое периодически закорачивают на время, соответствующее частоте и скважности коммутаций цепи нагрузки реальным коммутационным устройством, в каждом периоде измеряют напряжение на дополнительном сопротивлении через промежуток времени, не превышающий времени деионизации плазмы электрического разряда, сравнивают измеренное напряжение с напряжением зажигания разряда и, если первое меньше второго, делают вывод об эффективности объекта

контроля, если наоборот, - о его неэффективности .,

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке и контроле эффективности искрогасящих емкостных шунтов. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Напряжение, возникающее при размыкании цепи нагрузки, измеряют через промежуток времени, не превышающий времени деонизации плазмы электрического разряда, причем коммутацию цепи нагрузки осуществляют с частотой и скважностью, соответствующими реальным устройствам. Измеренное напряжение сравнивают с напряжением зажигания разряда и, если первое меньше второго, делают вывод об эффективности объекта контроля, а если наоборот - о его неэффективности. 1 ил.

Редактор Н.Бобкова

Составитель В.Быков

Техред М.ХоданичКорректор Л.Бескид

Заказ 7033/

Тираж 660

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

- - - - -- - - -- - - - - - - - - - -- - - ™«.„ - - -.„ . - -„ - .

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное