Устройство управления отметчиком дефектов изоляции жил кабелей и проводов Советский патент 1990 года по МПК H01B13/00 H01B7/36 H01B13/34 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве жил и проводов.

Целью изобретения является снижение отходов в брак контролируемого кабеля за счет повышения точности на- несения меток на места дефектной изоляции и расширение технологических возможностей обнаружения дефектов за счет автоматического изменения задержки на срабатывание и на отключение отметчика дейрктов.

На фиг.1 показано устройство управления отметчиком дефектов изоляции жил кабелей и проводов; на фиг.2 - схема блока автоматики устройства управления отметчиком дефектов изоляции жил кабелей и проводов; на фиг.З - 11 - примеры конкретной реализации всех элементов устройства управления отметчиком.

Устройство 1 управления отметчиком дефектов изоляции жил кабелей и проводов содержит первый блок 2 сопряжения, второй блок 3 сопряжения коммутатор 4 тока, блок 5 автоматики, вход Вх.1 которого связан с датчиком 6 дефектов изоляции (например, аппарат ЗАСИ-20) через первый блок 2 сопряжения, а вход Вх.2 связан с датчиком 7 линейного перемещения (например, измеритель длины СДК-1 с фотоимпульсатором) через второй блок 3 сопряжения. Вход Вх.3

0

5

0

5

0

5

блока 5 автоматики связан с датчиком

8положения исполнительного механизма отметчика, а выходы Вых.1, Вых.2 блока автоматики связаны соответственно с входами Вкл. и Откл. коммутатора 4 тока. Коммутатор тока представляет собой тиристор- ный ключ постоянного тока.

На фиг.1 показаны также электрод

9датчика 6 дефектов изоляции,колеса 10 датчика 7 линейного перемещения, электромагниты 11 отметчика мест дефектов, изолированный провод 12, отметчик 13 мест дефектов и его режущие элементы 14. Измеритель СДК-1 связан с фотоимпульсатором благодаря наличию механической связи одного колеса 10 с диском с отверстиями и наличию фотоимпульсного генератора, что обеспечивает генерирование одного импульса при каждом прохождении между колесами 10 длины изделия,равной базовой длине(например,10 си или 1см).

Режущие элементы 14 используются в качестве контактного элемента датчика 8 положения исполнительного механизма. Одновременное замыкание режущих элементов 14 с токопроводящей жилой провода 12 вызывает срабатывание датчика 8 положения исполнительного механизма.

Датчик 6 дефектов изоляции вырабатывает релейный сигнал при каждом пробое изоляции в дефектной точке и

имеет паузу между последовательными релейными сигналами не менее 0,20 с.

На фиг.2 показан блок 5 автоматики, содержащий блок 15 управления счетчиками, входы которого Раз.1 и Готов связаны соответственно с входами Вх.1 и Вх.2 блока 5 автоматики, а выходы блока 15 управления Вых.2 и Вых.1 связаны соответственно с входом разрешения счета и одновременного обнуления Пуск/сброс счетчика 16 длины изделия между двумя последовательными дефектами и входом разрешения счета Пуск счетчика 17 пути дефекта. Кроме того, блок автоматики содержит блок 18 фиксации положения исполнительного механизма отметчика, вход Нач которого связан с входом Вх.З блока 5 автоматики, а выход блока 18 фиксации связан с входом БЛК блока 19 блокировки отключения и при этом выход 2 блока 19 связан с входом Кон блока 18 фиксации.

Блок 5 автоматики содержит также блок 20 сравнения кода положения дефекта с кодом предельного пути .дефекта, задаваемого блоком 21, входы Инф.1, Инф.2 которого связаны соответственно с выходами блока 21 и счетчика 17 и содержит блок 22 сравнения кода длины между двумя последовательными дефектами с кодом минимальной строительной длины, задаваемой блоком 23, входы Инф.1 и Инф.2 которого связаны соответственно с выходами блоков 23 и счетчика 16. Выходы 1 и 2 блока 22 сравнения связаны соответственно с входом Стоп счетчика 16 и Откл блока 19. Выход блока 20 сравнения связан с входом Вкл блока 24 управления коммутатором, а второй вход Откл блока 24 связан с выходом 3 блока 19. Выход 1 блока 19 связан с входом останова и одновременного обнуления Стоп/С счетчика 17. Выходы Вкл и Откл блока 24 связаны с выходами Вых.1 и Вых.2 блока 5 автоматики.

На фиг.З приведен пример реализации блоков 2, 3, управляемых переключающимися контактами выходного реле датчиков 6 (например, ЗАСИ-20) и 7 (например, СДК-1 с фотоимпульса- тором). Блок 2 построен на базе мик- . росхем К511ЛА1 и представляет собой RS-триггер, на выходе которого вклю10

5

чен одновибратор, формирующий короткий прямоугольный импульс (около 10 мкс) ПРИ каждом переключении контактов реле блока 6. Блок 3 выполнен аналогично блоку 2, но управляется реле блока 7. Блок 6 переключает контакты при каждом пробое в дефектной изоляции, а блок 7 при каждом прохождении участка базовой длины (например, 10 см) и любой скорости движения провода в пределах О - 10 м/с через измерительные ролики (колеса) 10 (фиг.1).

На фиг.4 приведен пример реализации датчика 8, построенного по ключевой схеме включения транзисторов (типа КТ315). При замыкании выводов 8.1, 8.2 (фиг.4) режущими элемента- 0 ми 14 (фиг.1, 2) открывается транзистор и включается реле, что указывает на включенное состояние отметчика н приводит к появлению управляющего сигнала на входе Вх.З блока 5 авто- 5 матики (фиг.2). В датчик 8 введена кнопка ручного управления, включенная параллельно контактам реле.

На фиг.5 приведен пример реализации блока 15, который построен на ба- о зе микросхем серии К511ЛА1 и представляет собой RS-триггер, в котором сигнал Раз.1 (Есть дефект) имеет приоритет. Наличие приоритета сигнала Раз.1 обеспечивает генерирование сигнала на выходах Вых.1 и Вых.2 блока 15 даже при совпадении моментов появления сигналов Готов и Раз.1 по времени.

На фиг.6 показан пример реализации двухразрядного счетчика 16 длины между дефектами, построенного на микросхемах К511ИЕ1 и К511ЛА1.

Появление первого сигнала Пуск/С приводит к началу прохождения сигна- с ла Счет на счетный вход С, счетчика единиц и обнулению всех разрядов счетчиков.

Последующие сигналы Пуск/С вызывают обнуление счетчиков и начало Q подсчета новой длины с нулевого значения .

На фиг.7 показан пример реализации счетчика 17, который построен на микросхемах К511ИЕ1 и К511ЛА1.

Появление сигнала Пуск приводит к началу счета счетчика с того значения, которое -записано в счетчике. Поэтому счетчик сигналом Стоп/С останавливается и обнуляется.

0

715

При включении питания входной .. триггер благодаря емкости устанавливается в состояние, при котором на его выходе устанавливается сигнал логического нуля, что устанавливает счетчик 17 в нулевое состояние.

Появление последующих сигналов на входе Пуск до прихода сигнала Стоп/С не вызывает изменение состояния входного триггера и состояния счетчика 17„

На фиг.8 показан пример реализаци блоков 20 и 21. Блок 20 построен на дешифраторах К511ИД1, микросхемах К511ЛА1 и К511ЛАЗ, а блок-21 задания кода предельного пути дефекта собран на десяти позиционных галетных переключателях с

Число разрядов в блоках 20. и 21 должно быть равно числу разрядов с счетчике 17 В этот блок введена-, кнопка ручного включения, включенная через емкость на выход блоков 1 и 2,

Блоки 22 и 23 построены аналогично блокам 20 и 21 соответственно. В этот блок введена кнопка ручного отключения, включенная через емкость к. выводу блоков 1 и 2.

На фиг.9 показан пример реализации блока 18 фиксации положения исполнительного механизма отметчиков, который представляет собой RS-триг- гер, выполненный на микросхеме К511ЛА1.

Вход- R этого триггера связан с входом Нач через первую емкость, а на входе S подключена вторая емкость, с помощью которой RS-триг- гер при включении питания устанавливается в состояние Q 0.

На фиг.10 показан пример реализации блока 19 блокировки отключения, который выполнен на JK-тригге- ре К511ТВ1. При этом на входы J, К поданы постоянно логические единицы. При включении питания на входе устанавливается логический нуль, что устанавливает на выходе Q логическую единицу и исключает управлние по входу С до изменения состояния входа S.

На фиг.11 показан пример конкретной реализации блока 24 управления коммутатором, который представляет собой RS-триггер, выходы Q и Q которого связаны с транзисторными вы0

5

589

0

5

0

8

ходными каскадами на транзисторах КТ315.

Кроме того, к входу Q подключен через два диода конденсатор, заряжающийся при включении питания через сопротивление за время порядка 0,3 с и обеспечивающий устойчивое состоя- ние выхода Q, равное логическому нулю при включении устройства.

Устройство управления отметчиком дефектов изоляции жил кабелей и проводов работает следующим образом.

При входе точечного дефекта в : электрод 9 датчиков 6 дефектов (фиг.1) происходит срабатывание его выходного реле (фиг.З) и появление на выходе блока 2 сигнала логического нуля. Этот сигнал поступает на вход Раз.1 блока 15 (фиг.2) и вызывает появление сигналов разрешения счета на входе Пуск/С счетчика 16 и на в ходе Пуск счетчика 17. При этом происходит обнуление счетчика 16 и одновременный запуск счетчиков 16 и 17 (фиг.2). Перемещение дефекта через электрод и да- лее к отметчику 13 мест дефектов вызывает переключение контактов реле датчика 7 (фиг.З) после каждого перемещения изделия на базовую длину LЈ, что вызывает появление на выходах блока 3 (выходы Счет, Го

тов) сигналов логической единицы в момент переключения реле датчика 7 (фиг.З). Сигнал Готов вызывает установку триггера блока 15 (фиг.5) в состояние Q 0, при котором возможен перевод его в состояние Q 1 при приходе очередного сигнала Раз.1, возникающего при пробое в дефектном месте.

Счетчики 16 и 17 подсчитывают импульсы переключения реле датчика 7, число которых определяет путь L(t), пройденный дефектом:

50

L(t) п,%4 (t) Ц,

(О

где п 4,2. - число импульсов, подсчитанных счетчиками блоков 16 и 17 в момент времени t соответственно n,(t) и пг(г); LЈ - базовая длина счетчика длины (Lj 100 мм или L Ј 10 мм) .

Код числа n (t) поступает на входы Инф.2 блоков 20 и 22 сравнения и сравнивается ими непрерывно с кодами числа, установленными блоками 21, 23 задания соответственно (фиг.2).

Переключатель блока задания предельного пути дефекта должен устанавливать на входе Инф.1 блока

20 число Плреч, равное

г, - Р ЈCЈJ VMCM«- Ьд/2) nPet CLfr I1

1

от.э

tep,t

b

or

где L rtr 0 - длина изделия между центром электрода 9 и осью режущих элементов 14; длина электрода 9; время срабатывания и время отключения отметчика 13; максимальная скорос провода 12 (фиг.1. Переключатель блока 23 задания минимальной строительной длины должен устанавливать на входе Инф.1 блока 22 число n мий , равное

макс

n

мин

с (ьлт.3 „+ La/2L

Ь Lff

В момент выполнения равенства n(t) n „pea на выходе блока 20 сравнения генерируется сигнал логического нуля, который поступает на вход Вкл триггера блока 24, что вызывает включение коммутатора 4 тока, сближение режущих элементов 14 до одновременного соприкосновения их с жилой провода 12, замыкание выводов 1, 2 блока 8 (фиг.4), срабатывание реле блока 8, изменение состояния триггера блока 18, установку логической единицы на входе БЛК блока 19.

Дальнейшее перемещение провода приводит к продолжению счета импульсов длины счетчиками 16 и 17 и в момент выполнения равенства n4(t) n MV)tl на выходе блока 22 сравнения устанавливается логический нуль, что вызывает останов счета импульсов счетчиком 16 и изменение состояния триггера блока 19, в результате чего на первом, втором, третьем выходах устанавливается логический нуль.

Сигнал логический нуль с блока 19 поступает на вход Откл блока 24 и

557589

10

2) I1

10

15

20

отключает далее коммутатор 4 тока, а также вход Стоп/С счетчика 17 и на вход Кон блока 18, что устанавливает блок 5 автоматики в начальное состояние.

Таким образом, устройство управле ния отметчиком дефектов изоляции жил и проводов включает отметчик вблизи и до точечного дефекта, а отключает его вблизи и после точечного дефекта при любом случайном изменении скорости изделия от 0,1 до 10 м/с. Например, при Ls 10 см; Ьет, - м /иакс 6 м/с;

10-10- с

2

t

,,-0,1

tcp 2(

Л

устройство

включит отметчик,когда дефект пройдет путь, равный

т , (2,0 - 0,02«6 - 0,5)

I - Ј -А--5:ТА - X

х 0,1 e(). М(

U, I

25

Устройство отключит отметчик, когда дефект пройдет путь, равный

пмин Ч

с 2 + 0,05, п

t (-Q-jA--)-0,1 2,0 м;

таким образом, длина зачистки равна:

п«ин LS + гот V/UC.KC (ппрез Ч + tcp- Умякс) 2,0 + 0,01-6 - - 1,8 - 0,02-6 0,2 - 0,06

0,14 м.

Причем начало зачистки будет до дефекта на длине 0,08 м,а конец - на длине 0,06 м за ним.

При входе в электрод 9 (фиг.1) начала протяженного дефекта проис- ходит первое срабатывание датчика 6 и его выходного реле (фиг.З), а затем происходит повторное срабатывание этого реле через некоторые участки L паузы дефекта, например через L паузы 0,2 м.

Вследствие этогй на вход разрешения счета счетчиков 16 и 17 поступают сигналы в процессе движения всего протяженного дефекта. Однако последний сигнап разрешения счета придет тогда, когда конец протяженного дефекта будет выходить из электрода 9 (фиг.1).

11

1557589

Сигналы разрешения счета на входе Пуск счетчика 17 (фиг.2), приходящие за первым, не изменяют состояния его входного триггера. Поэтому этот счетчик подсчитывает путь

начала дефектного участка:

LH(t) L(t) . (3)

Причем каждый сигнал разрешения счета на входе Пуск/С счетчика 16 приводит к его обнулению, но установку его в режим счета осуществляет лишь первый из них. Поэтому счетчик 16 подсчитывает путь Ьк(О конца дефектного участка от электрода 9 (фиг.1 и 2). Причем L«(t) будет равно

L,(t) n(t)-L

(4)

В момент выполнения равенства ,(t) ппре происходит включение

коммутатора 4 (фиг.1), так как в этот момент на выходе блока 20 сравнения генерируется сигнал логического нуля, который поступает на вход Вкл блока 24 и изменяет состояние его входного триггера. На входе Вкл блока 4 возникает сигнал вызывающий включение коммутатора.

Включение коммутатора 4 приводит к сближению режущих элементов 14 и соприкосновению их с жилой провода 12 (фиг.1). Это вызывает включение реле датчика 8 (фиг.4), появление сигнала на входе Нач блока 18 (фиг.2 и 9) и изменение состояния ег выходного триггера, в результате чего на входе БЛК блока 19 (фиг.2 и 10) устанавливается логическая единица, сигнал разрешения изменения состояния его триггера.

Изменение состояния триггера блока 19 происходит только при выполнении равенства

n(t)

nW«H )

что соответствует перемещению конца протяженного дефекта на длину

жия

Lgfc Lfa9 и выхода его за режущие элементы 14 (фиг.1) отметчика 13. В момент выполнения равенства n,(t) nMVW на выходе блока 22 (фиг.2) создается логический нуль, который поступает на вход Стоп счетчика 16 (фиг.2) и на вход Откл

12

блока 19 (фиг.2 и 10), в результате чего происходит прекращение счета счетчиком 16 и изменение состояния триггера блока 19, сигналы на выходе которого вызывают отключение коммутатора 4 (фиг.1), останов и обнуление счетчика 17 (фиг.2 и 7) и изменение состояния триггера блока 18. Последние изменения устанавливают предлагаемое устройство в начальное состояние.

Таким образом,устройство управле- ния отметчиком дефектов изоляции жил c и проводов включает отметчик вблизи и до начала протяженного дефекта и отключает его вблизи и после конца этого дефекта.

Например, при Lgr 0,1 м;

0 2 м; VMttKt , 6 м/с; t

ер

LOT- ъ 20 х

5

х с; 0,1 м; L 10 м - длина дефектного участка, tOT 10 с - время отключения.

Отметчик включится,когда начало дефекта переместится на длину п прел х LЈ 1,8 м с LoTi9 2 м.

Отметчик отключится, когда конец дефектного участка переместится на длину L& 2 м ЬОТчЭ « 2 м., 0 Начало зачистки Ъудет на длине ALH до начала дефекта: &LH - ппре, Lg-ttp VwaKC| 2-1,8-0,02x xb - 0,08 м.

Конец зачистки будет на длине ДЬ за концом дефекта: ДЬК 1|Ьвт 9 минх 0,01 6| 0,06 м.

При неудовлетворительной работе исполнительного механизма отметчика отсутствует замыкание режущих элементов 14 на жилу провода 12 (фиг.1). Это приводит к тому,что реле датчика 8 не включится и в результате этого не изменится состояние триггера 5 блока 18. Сохранение неизменным состояния триггера блока 18 (фиг.2) заблокирует изменение состояния JK- триггера блока 19, при приходе на его вход Откл динамического сигнала: высокий уровень - низкий уро5

0

- пммн Lg- - t OT VMO|KC| 2-2x

0

5

вень, создаваемьй блоком 22 сравнения, что в свою очередь не приведет к появлению сигнала Откл на входе коммутатора 4 (фиг.1).

Следовательно, неправильная работа исполнительного механизма оставляет его во включенном состоянии, что используется для контроля технического состояния отметчика по отсутствию зачистки при включенном отметчике.

Для перевода устройства управления отметчиком в исходное состояние при неудовлетворительном состоянии исполнительного механизма используготся кнопки ручного управления в блоке 8 и в блоке 22, которые нажимаются в последовательности: кнопка в блоке 8, кнопка в блоке 22.

Применение устройства управления

,отметчиком мест дефектов изоляции жи и проводов повышает точность нанесения меток на точечные и протяженные дефекты и в силу этого снижает длины участков качественного провода, отправляемого в отходы, а также позволяет автоматически изменять задержку на срабатывание и на отключение отметчика и при случайном изменении скорости изделия и при случайном изменении длины дефектного участка.

4Это позволяет обнаруживать дефекты на высоких технологических скоростях и на экструзионных линиях, имеющих различную компановку, и в силу этого

1 расширяет технологические возможности обнаружения дефектов. Кроме того, устройство позволяет автоматически контролировать техническое состояние исполнительного механизма, что повышает надежность обнаружения дефектов за счет своевременного выявления отказов исполнительйого механизма.

Формула изобретения

Устройство управления отметчиком дефектов изоляции жил кабелей и проводов, содержащее блок сопряжения с датчиком дефектов изоляции, блок сопряжения с датчиком линейного пере- мещения, датчик положения исполнительного механизма отметчика, коммутатор тока, блок автоматики, отличающееся тем, что, с целью снижения отходов в брак контролируемого кабеля за счет повышения т.очно- .сти нанесения меток на места дефектной изоляции и расширения технологических возможностей обнаружения дефектов, в блок автоматики устройства введены блок управления счетчиками, первый и второй счетчики, блок фиксации положения исполнительного механизма отметчика, блок блокировки отключения, первый и второй блоки сравнения кода, первый и второй блоки

0

5

задания кода, блок управления коммутатором, первый вход блока автоматики соединен с выходом блока сопряжения с датчиком дефектов изоляции, вход которого служит для подключения датчика дефектов изоляции,второй вход блока автоматики соединен с выходом блока сопряжения с датчиком линейных перемещений, вход которого служит для подключения датчика линейных перемещений, третий вход блока автоматики соединен с датчиком положения исполнительного механизма отметчика, первый и второй выходы блока автоматики соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора тоключения отметчика мест дефектов, 0 первый и второй входы блока автоматики соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления счетчиками, первый выход которого соединен с входом Пуск/сброс первого 5 счетчика, вход Счет которого соединен с вторым входом блока управления счетчиками и с входом Счет второго счетчика, а вход Стоп и выход соединены соответственно с первым выходом и первым входом первого блока сравнения кода, второй вход которого соединен с выходом вто рого блока задания кода, а второй выход - с входом Отключение блока блокировки отключения, вход Блокировка и первый выход которого соединены соответственно с выходом и входом Конец блока фиксации положения исполнительного механизма отметчика, вход Начало которого соединен с третьим входом блока автоматики, первый и второй выходы которого соединены соответственно с выходами Включение, Отключение блока уп- 5 равления коммутатором, вход Отключение которого соединен с вторым выходом блока блокировки отключения, третий выход которого соединен с входом Стоп/сброс второго счет- Q чика, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения кода, второй вход которого соединен с выходом первого блока задания кода, а выход - с входом Включение г блока управления коммутатором, второй выход блока управления счетчиками соединен с входом Пуск второго счетчика.

5

0

flt/xJ

Ли 2

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - снижение отходов в брак контролируемого кабеля за счет повышения точности нанесения меток на места дефектной изоляции и расширение технологических возможностей обнаружения дефектов изоляции - достигается введением в блок автоматики блока 15 управления счетчиками, счетчика 16 длины изделия между двумя последовательными дефектами, счетчика 17 пути дефектов, блока 18 фиксации положения исполнительного механизма отметчика, блока 19 блокировки отключения, блоков 20, 22 сравнения кодов, блоков 21, 23 задания кодов соответственно предельного пути дефекта и минимальной строительной длины, блока 24 управления коммутатором. При попадании дефектной изоляции в область электрода начинают работать счетчики 16 и 17. При совпадении кодов со счетчика 17 и из блока 21 в блоке 20 отметчик мест дефектов фиксирует начало дефектной изоляции. В момент совпадения кодов со счетчика 16 и из блока 23 в блоке 22 отметчик фиксирует конец дефектной изоляции контролируемого провода. Устройство позволяет включать отметчик вблизи и до начала дефекта при любой скорости движения объекта контроля, а отключать после прохождения конца дефекта, что позволяет повысить точность нанесения меток, а также автоматически изменять задержку на срабатывание и на отключение отметчика. Наличие блока 18 фиксации положения исполнительного механизма отметчика позволяет автоматически контролировать техническое состояние отметчика дефектов. 11 ил.

Ш ) 3

- iji, j t

, S

Йиг

tocjjjtj

gfflKJI I flx,

,a

Э-

j romoS

k--IxTJ

.Ctffn

Cftnn

Фиг. 5

Ю

If

17

О X

о

«N

фиг. 7

фиг. Ю

F к 8шГ

Ormd

Фие.11