Устройство для автоматического контроля герметичности Советский патент 1992 года по МПК G01M3/26 

Изобретение относится к контролю герметичности деталей и узлов автомобиля,

Известно устройство для контроля герметичности, содержащее прозрачный сосуд, заполненный жидкостью, в которой опускают испытуемое изделие, соединенное с источником сжатого воздуха. О герметичности издели я судят по наличию пузырьков в сосуде с жидкостью.

Но так как герметичность определяется визуально, невозможно количественно оценить величину утечки, а также автоматизировать процесс контроля.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для контроля герметичности, содержащее источник питания, резистор, дифманометр, к выходу которогоподключенрезистор, дифференциальный усилитель, компаратор,

потенциометр, триггер, шесть усилителей, три элемента задержки, три триггера Шмидта, три генератора, счетчик, элемент И, элемент ИЛИ, регистр, индикатор степени негерметичности, два элемента индикации, выпрямитель, стабилитрон, два стабилизатора напряжения, реле давления, три транзисторные ключа, четыре диода, пять конденсаторов, предохранитель, электромагниты и динамик.

Недостатком устройства является высокая трудоемкость контроля герметичности. Контроль герметичности узлов автомобилей осуществляется оператором, который во время контроля регулирует эти узлы таким образом, чтобы снизить утечки до минимально возможной величины, и сам оператор находится на расстоянии от прибора и не может одновременно осуществлять регулировку узла и контроль степени негерметичности во время цикла измерения.

Цель изобретения - повышение удобства эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического контроля герметичности, содержащее источник питания, резистор, дифференциальный усилитель, компаратор, потенциометр, триггер, шесть усилителей, три элемента задержки, три триггера Шмидта, два генератора, счетчик, первый элемент И, первый элемент ИЛИ, регистр, индикатор степени негерметичности, два элемента индикации, выпрямитель, стабилитрон, два стабилизатора напряжения, реле давления, три транзисторных ключа, четыре диода, пять конденсаторов, предохранитель, электромагнит, динамик и дифманометр, выход которого подключен к входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора, выход которого соединен с первым прямым входом установки нуля триггера, инверсный выход которого подключен к входу первого усилителя, выход которого соединен с входом первого триггера Шмидта, выход которого подключен к прямому входу первого элемента ИЛИ и к входу второго усилителя, выход которого соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом-второго триггера Шмидта, выход которого подключен к входу установки единицы триггера, инверсный вход установки нуля которого соединен с первым входом первого элемента индикации, с положительной обкладкой первого конденсатора, с выходом реле давления и с инверсным входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки нуля регистра и счетчика, синхровход и выход которого подключены соответственно к выходу первого генератора и к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к синх- ровходу регистра, разряды с 1 по ()-й

выхода которого подключены к соответствующим разрядам первого входа индикатора степени негерметичности, N-й разряд первого входа которого подключен к выходу шестого усилителя, вход которого соединен

0 с N-м разрядом выхода регистра и с вторым прямым входом установки нуля триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, с входами третьего и пятого усилителя, выход которого

5 подключен к входу третьего элемента задержки, выход которого соединен с входом третьего триггра Шмидта, выход которого подключен к стробирующему входу компаратора.

0Источник питания устройства подключен к входу выпрямителя, положительный вывод выхода которого соединен с катодом стабилитрона,входом первого стабилизатора напряжения, вторым входом второго эле5 мента индикации и с первым входом элекромагнита, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента индикации и через предохранитель - с выходом первого транзисторного ключа, уп0 равляющий вход и вход которого подключены соответственно к выходу третьего усилителя и шине отрицательного потенциала устройства, которая соединена с отрицательным выводом выхода выпрямителя, с

5 анодом стабилитрона, с общим выводом первого стабилизатора напряжения, с вторым входом индикатора степени негерметичности, с вторым входом динамика, с отрицательными обкладками первого и вто0 рого конденсаторов, с положительной обкладкой третьего конденсатора, с входом реле давления, с катодом первого диода и с входом второго транзисторного ключа, управляющий вход которого соединен с выхо5 дом второго генератора и с управляющим входом третьего транзисторного ключа, вход которого соединен с выходом первого стабилизатора напряжения, с вторым входом первого элемента индикации и с анодом

0 второго диода, катод которого соединен с анодом третьего диода и с положительной обкладкой четвертого конденсатора, отрицательная обкладка которого соединена с выходом второго и третьего транзисторных

5 ключей и с положительной обкладкой пятого конденсатора, отрицательная обкладка которого соединена с анодом первого и катодом четвертого диода, анод которого соединен с сидим выводом второго стабилизатора напряжения и с отрицательными

входами питания дифманометра, дифференциального усилителя, компаратора, с первым входом потенциометра, выход которого соединен с инвертирующим входом компаратора, положительный вход питания которого соединен с положительными входами питания дифманометра и дифференциального усилителя, с выходом второго стабилизатора напряжения, вход которого соединен с катодом третьего диода и с положительной обкладкой второго конденсатора.

Первый вход динамика подключен к выходу четвертого усилителя, первый генератор содержит два элемента ИЛИ-НЕ, три резистора, два потенциометра, конденсатор, переключатель, перекидной контакт которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, и с входом второго элемета ИЛИ- НЕ, выход которого подключен к выходу генератора и к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого соединена с входами первого и второго потенциометра, выход которого через первый резистор соединен с нормально открытым контактом переключателя, нормально закрытый контакт которого через второй резистор соединен с выходом первого потенциометра, третий резистор включен между входом первого элемета ИЛИ-НЕ и второй обкладкой конденсатора, дополнительно снабжено последовательно соединенными дифференциатором, коммутатором с памятью, преобразователем напряжение - частота, вторым элементом И, выход которого соединен с входом четвертого усилителя и с последовательно соединенными мультивибратором и вторым элементом ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемета И, вторые входы коммутатора с памятью и второго элемента ИЛИ объединены и подключены к прямому выходу триггера, а вход дифференциатора соединен с выходом дифференциального усилителя.

На фиг. 1 и 2 приведены структурные схемы устройства; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит источник питания 1, резистор 2, дифманометр 3, дифференциальный усилитель 4, компаратор 5, потенциометр 6, триггер 7, первый усилитель 8, второй усилитель 9, третий усилитель 10, четвертый усилитель 11, первый элемент 12 задержки, второй элемент 13 задержки, первый триггер Шмидта 14, второй триггер Шмидта 15, первый генератор 16, прямой выход 17 триггера 7, второй генератор 18, счетчик 19, первый элемент И 20, первый элемент ИЛИ 21, регистр 22, индикатор 23

степени негерметичности, первый элемент 24 индикации, второй элемент 25 индикации, выпрямитель 26, стабилитрон 27, первый стабилизатор 28 напряжения, второй

стабилизатор 29 напряжения, реле 30 давления, первый транзисторный ключ 31, второй ключ 31, второй транзисторный ключ 32, третий транзисторный ключ 33, первый диод 34, второй диод 35, третий диод 36, чет0 вертый диод 37, первый конденсатор 38, второй конденсатор 39, третий конденсатор 40, четвертый конденсатор 41. пятый конденсатор 42, электромагнит 43, динамик 44, первый 46 и второй 47 элементы ИЛИ-НЕ

5 генератора 16, первый 48, второй 49, третий 50 резисторы генератора 16, первый 51 и второй 52 потенциометры генератора 16, конденсатор 53 и переключатель 54 генератора 16, пятый усилитель 55, третий элемент

0 56 задержки, третий триггер Шмидта 57, шестой усилитель 58, выход 59 дифференци- ального усилителя, дифференциатор 60, коммутатор 61 с памятью, преобразователь 62 напряжение - частота, второй элемент И

5 63, мультивибратор 64, второй элемент ИЛИ 65. На фиг. 3 показано взаимное расположение сигналов на выводах счетчика 19, регистра 22, компаратора 5, ключей 32 и 33, конденсаторов 39-42, коммутатора 61 с па0 мятью.

Устройство работает следующим образом.

После включения источника питания 1 (может быть использован источник питания

.5 испытуемого изделия)с положительного выхода выпрямителя 26, независимо от полярности подключения источника питания 1, положительный потенциал поступает на вход стабилизатора 28, защищенный стаби0 литроном 27 от выбросов напряжения. С выхода стабилизатора 28 напряжение подается на входы питания логических элементов, на входы транзисторных ключей 32 и 33 и на анод диода 35. Генератор 18 вырабаты5 вает импульсы, поочередно открывающие транзисторные ключи 32 и 33. Во время положительной полуволны на выходе генератора 18 открыт транзисторный ключ 32, и через диод 35 заряжается конденсатор 41, а

0 конденсатор 42 разряжается через диод 37, заряжая конденсатор 40. Во время отрицательной полуволны открыт транзисторный ключ 33, и через диод 34 заряжается конденсатор 42, а конденсатор 41 разряжается че5 рез диод 36, заряжая конденсатор 39. Напряжение на конденсаторах 39 и 40 приложено к входу стабилизатора 29 и в несколько раз превышает напряжение на выходе стабилизатора 28. С выхода стабилизатора 28 напряжение подается на выходы питания дифференциального усилителя 4, дифманометра 3 и компаратора 5.

Дифманометр 3 и реле давления 30 подключается к измерительной пневмосхеме, содержащей пневмокран с электромагнитом 43 и эталонную емкость. Реле давления 30 соединено с первой полостью дифманометра 3, с пневмосистемой испытуемого изделия и с входом пневмокрана, выход которого соединен с второй полостью дифманометра 3 и эталонной емкостью. В исходном состоянии пневмокран открыт и пневмосистема испытуемого изделия соединена с обеими полостями дифманометра 3 и эталонной емкостью. Так как изделие находится под давлением, происходит заполнение полостей устройства. После включения электромагнита 43 пневмокрана испытуемое изделие и первая полость дифманометра 3 отключается от эталонной емкости и второй полости дифманометра 3. Начинается измерение степени герметичности испытуемого изделия, которое производится циклически, чередуясь с заполнением.

При включении питания устройства выходы счетчика 19, регистра 22, прямой выход 17 триггера 7 устанавливаются в состояние логического нуля. Через выдержку времени, необходимую для заполнения эталонной емкости, с выхода элемента 12 задержки через триггер Шмидта 14 и через элемент ИЛИ 21 сигнал логической единицы поступает на входы установки нуля счетчика 19 и регистра 22, происходит сброс показаний на индикаторе 23 степени негерметичности результата предыдущего измерения. Затем через выдержку времени, заданную элементом 13 задержки, сигнал логической единицы поступает на вход установки триггера 7, и устанавливает его прямой выход 17 в состояние логической единицы.

После этого через усилитель 10 и транзисторный ключ 31 включается электромагнит 43 пневмокрана. При этом эталонная емкость и вторая полость дифманометра 3 отсекаются от пневмосистемы испытуемого изделия и первой полости дифманометра 3. Включается элемент индикации 25, сигнализирующий о начале измерения. Логическая единица с прямого выхода 17 триггера 7 поступает на элемент И 20, разрешая прохождение импульсов генератора 16 через счетчик 19 на синхровход регистра 22. Кроме того, с выхода 17 триггера 7 сигнал логической единицы поступает на управляющий вход коммутатора 61 с памятью, переводя его в режим включено и через элемент ИЛИ 65 поступает на вход элемента И 63. Сигнал с частотой, пропорциональной степени негерметичности, с выхода элемента И 63 через усилитель 11 поступает на динамик 44. Сигнал с выхода дифманометра 3 поступает на вход дифференциального усилителя

4. Если сигнал на выходе 59 дифференциального усилителя 4 достигает уровня напряжения, заданного потенциометром 6, происходит сброс триггера 7. Сигнал логического нуля с прямого выхода 17 триггера

07 переводит коммутатор 61 с памятью в режим хранения, а также через элемент И 20 блокирует прохождение импульсов, заполняющих регистр 22. Сигнал с выхода коммутатора 61 с памятью поступает через

5 преобразователь 62 напряжение - частота, на второй вход которого через элемент ИЛИ 65 поступает сигнал с мультивибратора 64. С выхода элемента И 63 звуковой сигнал частотой, определяемый преобразователем

0 62 напряжение - частота и модулированный импульсами мультивибратора 64, поступает на динамик 44, что свидетельствует об окончании цикла измерения. Выключается электромагнит 43, и начинается следующий цикл

5 контроля.

Если сигнал на выходе дифференциального усилителя 4 в процессе измерения не достиг уровня напряжения на инвертирующем входе компаратора 5, а на М-разряде

0 выхода регистра 22 появляется логическая единица, происходит сброс триггера 7, блокируется прохождение импульсов, заполняющих регистр 22, включается прерывистый звуковой сигнал, и выключается следующий

5 цикл контроля.

Число включенных после окончания цикла (во время заполнения) светодиодов индикатора 23 пропорционально степени герметичности изделия. В случае недоста0 точного давления в пневмосистеме испытуемого изделия срабатывает реле давления 30, включается индикатор 24, дальнейшая работа устройства блокируется. Формула изобретения

5 Устройство для автоматического контроля герметичности, содержащее источник питания, резистор, дифференциальный усилитель, компаратор, потенциометр, триггер, шесть усилителей, три элемента задержки,

0 три триггера Шмидта, два генератора, счетчик, первый элемент И, первый элемент ИЛИ, регистр, индикатор степени негерметичности, два элемента индикации, выпрямитель, стабилитрон, два стабилизатора

5 напряжения, реле давления, три транзисторных ключа, четыре диода, пять конденсаторов, предохранитель, электромагнит, динамик и дифманометр, выход которого подключен к входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора, выход которого соединен с первым прямым входом установки нуля триггера, инверсный выход которого подключен к входу первого усилителя, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом первого триггера Шмидта, выход которого подключен к прямому входу первого элемента ИЛИ и к входу второго усилителя, выход которого соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом второго триггера Шмидта, выход которого подключен к входу установки единицы триггера, инверсный вход установки нуля которого соединен с первым входом первого элемента индикации, с положительной обкладкой первого конденсатора, с выходом реле давления и с инверсным входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами установки нуля регистра и счетчика, синхрсвход и выход которого подключе- ны соответственно к выходу первого генератора и к первому входу первого элемента И,выход которого подключен/к синх- ровходу регистра, разряды с первого по (N-1)-u выхода которого подключены к соответствующим разрядам первого входа индикатора степени негерметичности, М-й разряд первого входа которого подключен к выходу шестого усилителя, вход которого соединен с N-1 разрядом выхода регистра и с вторым прямым входом установки нуля триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, с входами третьего и пятого усилителей, выход последнего подключен к входу третьего элемента задержки, выход которого соединен с входом третьего триггера Шмидта, выход которого подключен к стробирующему входу компаратора, источник питания устройства подключен к входу выпрямителя, положительный вывод выхода которого соединен с катодом стабилитрона, входом первого стабилизатора напряжения, вторым входом второго элемента индикации и с первым входом; электромагнита, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента индикации и через предохранитель - с выходом первого транзисторного ключа, управляющий вход и вход которого подключены соответственно к выходу третьего усилителя и шине отрицательного потенциала устройства, которая соединена с отрицательным выводом выхода выпрямителя, с анодом стабилитрона, с общим выводом первого стабилизатора напряжения, с вторым входом индикатора сте- пени негерметичности, с вторым входом

динамика, с отрицательными обкладками первого и второго конденсаторов, с положительной обкладкой третьего конденсатора, с входом реле давления, с

катодом первого диода и с входом второго транзисторного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом второго генератора и с управляющим входом третьего транзисторного ключа, вход которого соеди0 нен с выходом первого стабилизатора напряжения, с вторым входом первого элемента индикации и с анодом второго диода, катод которого соединен с анодом третьего диода и с положительной обклад5 кой четвертого конденсатора, отрицательная обкладка которого соединена с выходами второго и третьего транзисторных ключей и с положительной обкладкой пятого конденсатора, отрицательная об0 кладка которого соединена с анодом первого диода и катодом четвёртого диода, анод которого соединен с общим выводом второго стабилизатора напряжения и с отрицательными входами питания дифманометра,

5 дифференциального усилителя, компаратора, с первым входом потенциометра, выход которого соединен с инвертирующим входом компаратора, положительный вход питания которого соединен с положительными

0 входами питания дифманометра и дифференциального усилителя, с выходом второго стабилизатора напряжения, вход которого соединен с катодом третьего диода и с положительной обкладкой второго конденса5 тора, первый вход динамика подключен к выходу четвертого усилителя, первый генератор содержит два элемента ИЛИ-НЕ, три резистора, два потенциометра, конденсатор, переключатель. пёрекидной контакт ко0 торого соединен с, выходом первого элемента ИЛЙ-НЕ и с входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к выходу генератора и к первой обкладке конденсатора, вторая обкладка которого со5 единена с входами первого и второго потенциометров, выход последнего через первый резистор соединен с нормально открытым контактом переключателя, нормально закрытый контакт которого через второй рези0 стор соединен с выходом первого потенциометра, третий резистор включен между входом первого элемента ИЛИ-НЕ и второй обкладкой конденсатора, отличающееся тем.что, с целью повышения

5 удобства в эксплуатации, оно снабжено последовательно соединенными дифференциатором, коммутатором с памятью, преобразователем напряжение - частота, вторым элементом И, выход которого соединен с входом четвертого усилителя и с последовательно соединенными мультивиб-мятью и второго элемента ИЛИ объединены

ратором и вторым элементом ИЛИ, выходи подключены к прямому выходу триггера, а

которого соединен с вторым входом второговход дифференциатора соединен с выходом

элемента И, вторые входы коммутатора с па-дифференциального усилителя.

Изобретение относится к контролю герметичности деталей и узлов автомбиля и позволяет повысить удобство в эксплуатации. Устройство содержит измерительную пневмосхему, содержащую дифманометр и реле давления. Электронная схема сравнивает давление в изделии с эталонным давлением и вырабатывает соответствующие выходные сигналы. Электронная схема также содержит последовательно соединенные дифференциатор коммутатор с памятью, преобразователь напряжение - частота. Имеется также второй элемент И, мультивибратор и второй элемент ИЛИ. После отсечки полостей дифманометра пневмокра- ном с электромагнитом сигнал, пропорциональный герметичности изделия, с выхода дифференциального усилителя сравнивается компаратором с допустимым значением. Время измерения задается генератором и разрядностью регистра. Степень негерметичности индицируется на индикаторе и сиг- нализуется звуковой частотой, пропорциональной степени герметичности, динамиком, При этом сигнал логического нуля с прямого выхода триггера переводит коммутатор с памятью в режим хранения, а также через элемент И блокирует прохождение импульсов, заполняющих регистр. Сигнал с выхода коммутатора с памятью через преобразователь напряжение - частота поступает на первый вход элемента И, на второй вход которого через элемент ИЛИ поступает сигнал с мультивибратора. С выхода элемента И звуковой сигнал частотой, определяемой преобразователем напряжение - частота и модулированный импульсами мультивибратора, поступает на динамик, что свидетельствует об окончании цикла измерения. Выключается электромагнит пнев- мокрана и начинается следующий цикл контроля. 3 ил. (Л С vj N) 00 О ЧЭ Ы :

Фиг. I

п п п п п г

J

U

Ґ

л

п

Сигнал на входе регистра 22

Сигнал на 1-оп выходе регистра 22 Сигнал на Л- ном Выходе регистра 22Сигнап на входе компаратора. J Сигнал на пряпоп выходе тригера 7

e Jinrnirnin morir S Winnjuijmrimuui

A/WVWWWW « VWAAAyWWAA

II L

Сигнал на

(.иг ни л наf

конденсаторе 39 J

Сигнал на конденсаторе 40

Сигнал на выходе- KOtwymamofja с памятью 61

Составитель О. Катков Фиг. J Редактор И. Ванюшкина Техред М.МоргенталКорректор В. Гирняк

Заказ 1401ТиражПодписное

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

J

U

Ґ

л

п

II L