Устройство для импульсного намагничивания ферромагнитных материалов Советский патент 1990 года по МПК G01R33/12 H03K3/53 

ел ел

Ј

I

00

Изобретение может быть использовано в устройствах для неразрушающего контроля механических свойств стального проката в потоке производства. Цель изобретения - повышение быстродействия и КПД достигается введением в устройство генератора 8 линейного напряжения, сумматора 9, блока 10 памяти, дополнительного коммутатора 11. Устройство содержит также тактовый генератор 1, блок 2 управления, источник 3 питания, коммутатор 4, блок 5 сравнения, накопительный конденсатор 6, намагничивающую систему 7. В описании изобретения приведены функциональные схемы коммутатора 4 и дополнительного коммутатора 11. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

Фие.1

Изобретение относится к исследованию физических и химических свойств металлов и сплавов и может быть использовано в устройствах для неразрушающего контроля механических свойств стального проката в потоке производства.

Целью изобретения является повышение быстродействия и КПД.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - схема коммутатора при работе устройства с намагничивающей системой, имеющей среднюю точку; на фиг.З - то же, при работе устройства с намагничивающей системой без средней точки; на фиг.4 - схема дополнительного коммутатора.

Устройство состоит из тактового генератора 1, соединенного с блоком 2 управления, регулируемого источника 3 питания,, коммутатора 4, первый управляющий вход которого соединен с блоком 2 управления, блок 5 сравнения , выход которого соединен с блоком 2 управления, накопительного кон

денсатора 65 соединенного с коммутатором 4 и входом 5 сравненияj намагничивающей системы 7, подсоединенной к коммутатору 4, генератора 8 линейного напряжения, вход управления которого соединен с блоком 2 управления, сумматора 9, первый вход которого соединен с генератором 8 линейного напряжения, второй вход - с блоком 2 управления, выход - с управляющим входом регулируемого источника 3 питания, блока 10 памяти, информационный вход которого соединен с накопительным конденсатором 6, управляющий вход - с блоком 2 управления, а выход - с третьим входом сумматора 9р дополнительного коммутатора 11,

включенного между регулируемым источ- Д5 Р°стом выходного напряжения регулиником 3 питания и накопительным конденсатором 6 компаратора 12, вход которого связан с накопительным конденсатором 69 а выход - с входом управления дополнительного коммутатора 11 и вторым управляющим входом коммутатора 4 Коммутатор 4 по фиг.2 содержит управляемые вентили (оптрон- ные тиристоры) 13 и 14, логические элементы И 15 и 16 и инвертор 17. Коммутатор 4 по фиг.З состоит из управляемых вентилей (оптронных тиристоров) 18-21, логических эл ементов И 22 и 23 и инвертора 24, Дополнитель50

55

руемого источника 3 питания. Когда напряжение на накопительном конденсаторе 6 достигает величины, опреде ляемой порогом срабатывания блока 5 сравнения, последний срабатывает и переводит блок 2 управления в исход ное состояние. При этом вновь блоки руется генератор 8 линейного напряжения, сумматор 9, регулируемый источник 3 питания, открывается бло 10 памяти и заряд накопительного конденсатора 6 прекращается. На управляющий вход коммутатора 4 с бл ка 2 управления с некоторой задерж0

5

0

ный коммутатор 11 (фиг.4) содержит оптронные тиристоры 25-28 и инвертор 29.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение на накопительном конденсатрре 6 равно нулю. Выходной сигнал блока 2 управления блокирует генератор 8 ли нейного напряжения, сумматор 9 и открывает блок 10 памяти. При этом выходное напряжение регулируемого источника 3 питания равно нулю. Устройство находится в режиме ожидания.

С приходом тактового импульса с генератора J срабатывает блок 2 управления, разблокируя генератор 8 линейного напряжения и сумматор 9. Блок 10 памяти переводится в режим хранения, и его выходное напряжение пропорционально напряжению на накопительном конденсаторе 6, которое было в момент срабатывания блока 2 управ- 5 ления (в первом цикле работы устройства равно нулю4). Компаратор 12 выполнен с гистерезисом и поэтому даже при нулевом входном напряжении находится в одном из устойчивых состояний. Предположим, что это состояние соответствует положительному входному напряжению. С выхода сумматора 9 на вход регулируемого источника 3 питания поступает линейно нарастающее напряжение, с ростом которого увеличивается выходное напряжение последнего, заряжающее через дополнительный коммутатор 1I накопительный конденсатор 6. При этом полярность заряда определяется выходным напряжением компаратора 2, которое управляет дополнительным коммутатором 11. Напряжение на накопительном конденсаторе 6 возрастает вместе с

0

5

0

0

5

руемого источника 3 питания. Когда напряжение на накопительном конденсаторе 6 достигает величины, определяемой порогом срабатывания блока 5 сравнения, последний срабатывает и переводит блок 2 управления в исходное состояние. При этом вновь блокируется генератор 8 линейного напряжения, сумматор 9, регулируемый источник 3 питания, открывается блок 10 памяти и заряд накопительного конденсатора 6 прекращается. На управляющий вход коммутатора 4 с блока 2 управления с некоторой задерж51

кой, необходимой для надежной блокировки регулируемого источника 3 питания, поступает импульс, открывающий соответствующие элементы коммутатора 4. Происходит разряд накопительного конденсатора 6 через намагничивающую систему 7, представляющую собой соленоид.

Параметры соленоида выбирается таким образом, чтобы процесс разряда накопительного конденсатора 6 через него носил характер затухающих колебаний. При этом в процессе разряда накопительного конденсатора 6 через соленоид проходит только первая полуволна этих колебаний, так как при спадании тока разряда до нуля соответствующие тиристорные ключи коммутатора 4 автоматически закрываются. Вследствие этого накопительный конденсатор 6 оказывается перезаряженным в противоположную полярность. Устройство вновь переходит в режим ожидания. При этом блок 10 памяти открыт и его выходной сигнал пропорционален абсолютному значению напряжения на накопительном конденсаторе б, образовавшегося за счет его разряда врез намагничивающую систему 7.

С приходом следующего тактового импульса с генератора 1 вновь срабатывает блок 2 управления, разблокируя генератор 8 линейного напряжения сумматор 9, и закрывает блок 10 памяти б При этом выходное напряжение регулируемого источника 3 питания начинает плавно возрастать, но уже не с нуля, а с уровня, определяемого выходным напряжением блока 10 памяти, т.е. с напряжения, имеющегося на накопительном конденсаторе б Так как компаратор 12 находится в положении, определяемом полярностью на накопительном конденсаторе 6, и открывает соответствующие каналы дополнительного коммутатора 11, то происходит доэаряд конденсатора 6 той же полярности до величины, определяемой порогом срабатывания блока 5 сравнения,

Дальнейшая работа устройства аналогична описанной с той лишь разницей, что коммутатор 4 под воздействием выходного сигнала компаратора 12 по сигналу, приходящему с блока 2 управления, подключает выводы на

593236

магничивающей системы 7 к накопительному конденсатору 6 таким образом, чтобы сохранить неизменными направления тока разряда через нее независимо от полярности заряда накопительного конденсатора 6.

Таким образом в процессе работы Ю устройства происходит не заряд накопительного конденсатора 6 от нуля до заданного урогчя, как в известном устройстве, а лишь его заряд до необходимого уровня, что дает возможность 15 осуществить этот процесс гораздо быстрее, чем в известном устройстве, затрачивая при этом значительно меньше энергии, потребляемой от источника питания, т.е. повысить КПД, 20

Формула изобретения

30 ния, опок сравнения, выход которого соединен с Гчгю.-ом управчения, накопи- тельный конденсатор, r-оединеачый с входом коммутатора и входом Ьгтока сравнения, намагничивающую систему, подключенную к выходу коммутатора, отличающееся тем, что. с целью,повышения быстродействия н КПД, в %iro введены генератор линейного напряжения, уцрз чтг t,ul г о,г

4Q которого соединен с выходом блока

управления, сумматор, первый в:;од которого соепикен с выходом генератора линейного напряжения, второй вход - с выходом блока управления, а ЕЬТХОД 45 с управляющим входом источника питания, блок памяти, информационный вход которого соединен с накопительным конденсатором, управляющий вход - с выходом блока управления, а выход 5Q с третьим входом сумматора, дополнительный коммутатор, включенный между источником питания и накопительным конденсатором, компаратор, вход которого соединен с накопительгс ным конденсатором, а выход - с зходом управления дополнительного коммутатора и вторым у г. равняющим входом основного комиута -ср; , при iCM источник пг,/cJffKJi выг.сллс ь pt гушфуемь.к.

35

0

5

0

5

ки, который соединен с вторым выводом накопительного конденсатора.

(f/wppe tixttf цпраВ- it-f-o леюя) у

ffepЈw М ЪупраИлепая

Шшоди oSmSttfpe/nopatS fame, z ffflpalj e/fu

8йт$нц к&акнивЈ

енемет ь

$Ж2

«S 5

1

II

CS tkb

|s, §

g /Мошаэ -нэрном fiHOHwauinuoxw у

II

H

f°i

Ǥ&

1

5 J1

Q

i 5 f

§