Дуговой генератор Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к технике спектроскопии, а именно к дуговым генераторам с электронным управлением, применяемым в спектральном анализе для возбуждения спектров атомов, и может быть использовано при точных определениях соста ва веществ в научных исследованиях и в условиях заводских лабораторий. Известны генераторы для спектрального анализа, состоящие из генератора управляющих импульсов и усилительного бло ка, выдающие серию высоковольтньк импульсов, накладываемых на рабочий промежуток Cl и j2j. . К недостаткам генераторов такого типа относится то, что при изменении Koraiчества импульсов в серии изменяется и временной интервал между импульсами, а также то, что нельзя независимо от дру гих импульсов изменять амплитуду (мощность) и другие параметры каждого из импульсов. Все это ограничивает возможности оператора по выбору оптимальных режимов возбуждения атомов. Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому дуговой генератор, содержащий истсяник управляющих импульсов, подключенный через блок усиления и формирования высоковольтных импульсов поджига к первичной обмотке выходного трансформатора, вторичная обмотка которого одним из выводов соединена с рабочим промежутком, объекта, а к другим выводам вторичной обмотки и рабочего промежутка объекта подсоединен блокировочный конденсатор, подключенный к источнику переменного тока через балластный резистор. Принцип действия данного дугового генератора заключается в том, что источник улравляющих импульсов в каждый рабочий полупериод напряжения сети выдает на выходе серию импyльcoвJ поступающих, на вход блока усиления и формирования высоковольтных импульсов поджига, где они превращаются в высоковольтные импульсы, которые с выхода указанного блока поступают на первичную обмотку выходного трансформатора, а за381тем (при помощи вторичной обмотки) пс даются на рабочий промежуток объекта. Первый из высоковольтных импульсов под «жйгает дугу, а остальные служат цпя дополнительного возбуждения атомов з. При регулировке количества импульсов в серии временной интервал между ними не меняется. Это обусловливает один из недостатков генератора, который заключается в том, что оператор может регулировать лишь фазу поджига, т.е. временное положение первого импульса в серии и количество импульсов в ней, временное же положение остальных импульсов в серии относительно фазы поджига определяется фиксированным временным интерваЛ0М между импульсами. Второй недостаток заключается в том, что в генераторе нельзя раздельно регулировать ампгттуау (мощность) и другие параметры каждого из высоковольтных импульсов в серии. Эти недостатки затрудняют выбор оптимального режима возбуждения атомов в рабочем промежутке объекта (оптимальным режимом является такой режим возбуждения атомов, когда анализируемые спектральные „линии атомоь нужных элементов достаточно интенсивны, и уровень спектральных помех мал), особенно при анализе многокомпонентных проб, когда требуется наложение возбуждающих импульсов именно в те моменты времени, в тех фазах горения дуги, когда в аналити ческом промежутке создаются условия, оп тимальные для возбуждения атомов того иш иного анализируемого элемента из со става пробы. Цель изобретения - оптимизация режи ма возбуждения спектральных линий атомов многих элементов анализируемого ве ,щества в течение одного рабочего полупериода и уменьшение спектральных поме Поставленная цель достигается тем, что дуговой генератор, содержащий источ- ник управляющих импульсов, подключенны через бпок усиления и формирования высоковольтных импульсов поджига к первич ной обмотке выходного трансформатора, вторичная обмотка которого одним из выводов соединена с рабочим промежутком ;Объекта, а к дугим выводам вторичной обмотки и рабочего промежутка объекта подсоединен блокировочный конденсатор, подключенный к источнику переменного Тока через балластньтй резистор, имеет несколько параллельных каналов формиро аания высоковольтных возбуждающих им-, пульсов, каждый из которых содержит по ключенш.1й входом к выходу источника управляющих импульсов регулятор временной задержки, выход которого через ключ и дополнительный блок усиления и формирования высоковольтных импульсов подключей к одной из дополнительных первичных обмоток выходного трансформатора. На чертеже показан дуговой генератор. Генератор содержит источник 1 управ- лякщих импульсов, синхронизированный через разъем 2 от источника переменного тока и подключенный через блок 3 усиления и формирования высоковольтных импульсов иоджига к первичной обмотке выходного трансформатора 4, вторичная обмотка которого является элементом выходного контура, в состав которого входят также блокировочный конденсатор 5 и рабочий промежуток 6 объекта, включенные последовательно друг с другом таким образом, что вторичная обмотка через блокировочный конденсатор 5 нагружена на рабочий промежуток 6 объекта. Параллельно каналу поцжига подключены каналы раздельного формирования высоковольтных возбуждающих импульсов, содержащие регуляторы 7-9 временной задержки, входами соединенные с источником 1 управляющих импульсов, а выходами через соответствующие им ключи 1О-12 к дополнительным блокам 13-15 усиления и формирования высоковольтных импупьсов поджига, которые подключены к дополнительным первичным обмоткам выходного трансформатора, при этом переменное напряжение подводится к выходному контуру гене параллельно конденсатору 5 от сети переменного тока через балластнъШ резистор 16 при помощи клемм 17 и 18. Дуговой генератор работает следующим образом. Источник 1 управляющих импульсов в каждый полупериод переменного сетевого напряжения выдает на выходе один электрический импульс, соответствующий во времени неойсодимой фазе поджига дуги. Этот управляющий импульс поступает на вход блока 3 усиления и формирования с высоковольтных импульсов поджига, где он превращается в мощный высоковольтный импульс, который поступает на одну из первичных обмоток выходного трансформатора 4 и с его вторичной обмотки че- рез блокировочный конденсатор 5 - на рабочий промежуток 6 объекта, вызывая его ионизацию, т.е. поджигают дугу. Одновременно управляющий импульс с выхода источника 1 поступает и на входъ: регуляторов 7-9 временной задержки. Задер- жанные на разные (требуемые в соответ581ствии с выбором оптимального режима возбуждения) интервалы времени импульсы с выходов регуляторов 7-9 временной задержки подаются при замкнутом положении кпючей 10-12 соответственно на вхо ды блоков 13-15 усиления и формирования высоковольтных импупьсов, в которых задержанные управляющие импульсы превращаются в высоковольтные возбуждающие импульсы с различными парамет- рами. Каждый из этих импульсов поступает на отдельную первичную обмотку выходного трансформатора 4, который суммирует высоковольтные импульсы в едину . последовательность (серию) из поджигающего и возбуждающих импульсов, поступающих со вторичной обмотки трансформато ра через блокировочный конденсатор 5 на рабочий промежуток объекта. Таким об разом, генератор управляющих импульсов в каждый рабочий полупериод задает временное положение . лишь импульса поджига, а временное положение каждого из возбуж дающих импульсов задается относительно импульса лоджига отдельным регулятором временной задержки и поэтому может быть выбрано произвольным независимо от временного положения других импульсов. Количество возбуждающих импульсов в серии определяется состоянием раздень- но управляемых ключей, равно количеству одновременно замкнутых кпючей и может, таким образом, регулироваться совершенно независимо от временного положения импульсов. Максимальное число возбуждающих импульсов в серии определяется количеством параллельных каналов возбуждения {на чертеже показана схема генератора, который может обеспечить за попу перепад один поджигающий и три возбуж- дакяцих импульса). ; в предлагаемом дуговом генераторе .кЁГждый из высоковольтных импульсов формируется в отдельном блоке и поэтому , имеется возможность независимой регулировки мощности поджигающего и каждого из возбуждающих импульсов (например, за счет изменения величины напряжения независимых регулируемых выпрямителей, питаклцих каждый блок усиления и формирования высоковольтных импульсов или за счет изменения величины выходного сопротивления этих блоков при помошн гасящих резисторов и т.д.). Таким образом, в предлагаемом дуговом генераторе осуществляется раздельное и независимое регулирование копичест ва, временного положения и мощности высоковольтных возбуждающих импульсов, 4 .6 что позволяет достичь оптимизации режима возбуждения спектральных линий атомов многих элементов анализируемого вещества в течение одного рабочего популе- риода и уменьшения спектральных помех, а также намного расширить возможности для выбора оптимального режима возбуждения -атомов в дуговом разряде переменного тока. Формула изобретения Дуговой генератор, содержащий источник управлякядих импульсов, подключенный через блок усиления и формирования высоковольтных импульсов поджига к первичной обмотке выходного трансформатора, вторичная обмотка которого одним из выводов соединена с рабочим промежутком объекта, а к другим выводам вторичной обмотки и рабочего промежутка объекта подсоединен блокировочный конденсатор, подключенный к источнику переменного тока через балластный резистор, отличающийся тем, что, с цепью оптимизации режима возбуждения спектральных линий атомов многих элементов анализируемого вещества в течение одного рабочего полупериода и уменьшения спектральных помех, он имеет несколько параллельных каналов формирования высоковольтных возбуждакяыих импульсов, каждый из которых содержит подключенный входом к выходу источника управляющих импульсов регулятор временной задержки, выход которого через ключ и допол41ительнь й блок ;усиления и формирования высоковольтных импульсов подключен к одной из дополнительных первичных обмоток выходного трансформатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Воронов Б. Г. Широкодиапазонный генератор УГЭ-4 с электронным управлением и универсальным штативом УШТ-4 для спектрального анализа веществ. - ЖПС, 1973, т. 19, вып. 1, с. 159. 2.Воронов Б. Г. и др. Высоковольт ная искра повышенной частоты с электронным управлением для эмиссионного спектрального анализа. - ЖПС, .1978, т. 28, вып. 1, с. 7. 3.Техническое описание и инструкция по эксплуатации к стационарному стилоскопу Слектр (прототип).

S

s

.