Устройство для измерения скорости перемещения дугового пятна Советский патент 1979 года по МПК H05H1/00 

Изобретение относится к технике тепло-Физических исследований и пред назначено для определения параметров дугового пятна в плазмотронах коаксиального типа. Известны устройства для измерения скорости перемещения дугового пятйа в коаксиальных системах, содержащие измерительные зонды и секционированные электрода) Til. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство определения скорости пере мещения дугового пятна содержащее разрядную каглеру коаксиального типа с наружным секционированным электродом. При помощи осциллографа регистрируются токи в секциях электрода, общий ток дуги, напряжение дуги 2J Скорость перемещения дуги определяется расчетным путем в зависимости от длины секции и времени пре бывания на ней дуги. Это устройство позволяет определить среднюю скорость перемещения электрической дуги, а не скорость перемещения дугового пятна. Целью изобретения является измерение мгновенной скорости перемещени дугового пятна, что необходимо для тепловых и эрозионных расчетов электродов плазмотрона. Указанная цель достигается тем, что с обеих сторон к каждой секции электрода подключены токоподводы, в которые введены два равных по величине сопротивления, причем эти сопротивления соединены между собой и подключены через шунтовое сопротивление к одному полюсу источника питания, а параллельно секциям электрода включены измерительные сопротивления с отводами для регистрирующего прибора. Включение шунтового сопротивления в цепи общего токоподвода и измерительного - параллельно сопротивлению секций позволяет регистрировать, щлейфовым осциллографом изменение тока дуги и его производной, падения напряжения на секции и его производной. По изменениям этих величии в процессе перемещения дугового пятна определяют скорость этого перемещения. На фиг. 1 схематически показана разрядная камера коаксиального типа, продольный разрез; на фиг. 2 - то же. поперечный разрез; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема измерения скорости перемещения дугового пятна. Разрядная камера коаксиального типа состоит из двух цилиндрических медных электродов 1 и 2. Внешний электрод разбит на восемь секций, изолированных прокладками 3 из кварцевой слюды толщиной 2 мм. На внешнем электроде расположена катушка 4. Внутри электрода 1 расположена внутренняя катушка 5 управления (фиг. 1-2 Схема измерения (фиг. 3) состоит из сопротивлений включенных в цепи токоподвода к секциям электрода сопротивления Rg исследуемого электр да токопроводящей схемы разрядной ка меры (сопротивление является величиной переменной, зависящей от привязк дугового пятна); сопротивление шунта Кц, для регистрации тока и его производной; измерительного сощ)отивления RH для регистрации падения напряжени и его производной. Причем i пятна Ауги БолАаст провод. Устройство работает сУ1ед1ующим образе. Между электродами 1 и 2 возбуж дается дуга постоянного тока, перемещающаяся под действием магнитных полей катушек 4 и 5, включенных с согласным или встречным направлением магнитных полей. Электроды 1 и 2 могут быть как катодом, так и анодом. Пятно, перемещаясь по секции, изменяет сопротивление измерительной схе мы, образованной сопротивлениями RVt Нэ, RI и R. При этом изменяется разность падений напряжения на секци вызываемая токаквг, протиасположно на правленными от токоподводов в секции к пятну дуги. Величина разности этих напряжений iU и скорость ее изменения с сопротивления R регистрируетс шлейфовым осциллографом (например« К-105) . Синхронно запиславается на пленку осциллографа изменение тока и его производной 3d и d-3g/dt с сопротивления R{tt, Обработка пленок позволяет рассчитать истинную ско- . рость перемещения пятна дуги следующим ,образом; )-32(х), где дии - падение напряженияна исследуемом электроде; Dj,D2- токи в цепях токоподвода к секциям электрода;. Х-АВ/ где А - постоянный коэффициент, так как конфигурация электродов не меняется; Е - расстояние от начала электрода до той точки на нем, где находится пятно вданный момент времени. Для удобства измерений и расчета При выборе согФотивлений было принято, что Тогда токи 3i , (3) ().(4) ЗлТ э-2дис Из уравнения (4) X -S-f:i. (5) Так как Х-ле, то .ц4 ,,(6) т.е. изменениеdx/dt есть скорость перемещения пятна дуги, но dx i 2/MM3g dATJc Величины аЗл (dt ,dfkUt) di определяются из осциллограмм. Как видно из выражения (7), изменение тока в цепи, вызванные иэменением сопротивления в дуге, не препятствуют определению истинной скорости .движения пятна. Формула изобретения Устройство для измерения перемещения дугового пятна, состоящее из двух коаксиальных электродов, внешний из которых выполнен секционированньлм, при этом каждая секция через шунтовое сопротивление, имеющее выводы для регистрирующего прибора, соединена с одним полюсом источника питания, а другой полюс источника подключен к внутреннему злектроду, отличающееся тем, , с целью измерения мгновенной скорости перемещения дугового пятна,, с обеих сторон к каждой секции подключены токоподводы, в которые введены два равных по величине сопротивления, причем эти сопротивления соединены между собой и подключены через шунтовое сопротивление к источнику питания, а параллельно секциям электрода включены измерительные сопротивления с отводами для регистрирующего прибора. .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Лебедев А.Д. Смоляков В.Я. Устройство для диагностики при электродном участке дуги в плазмотроне вихревой систеъсл. Труды ZV Всессяоэной конференции по физике и генераторам низкотемпературной плазмы. Алмаг-Ата, 1970. 2. Болотов А.Ф., Деграф Э.Д., Бричкин Л.А. Осциллографические и фотографические наблюдения движения дуги в кольцевом зазоре. Труды IV Всесоюзной конференции по физике и генераторам низкотемпературной плазмы. Алма-Ата, 1970.

01 Коецшюгра