Устройство управления источником возбуждения эмиссионных спектров Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к о&ластй импульсной техники, а именно к устро ствам электронного управления источников возбуждения эмиссионных спектров, и может быть использовано в металлургии, химической и горнорудной промьшшенности при эмиссионном спект ральном анализе химического состава различных материалов. Известно устройство амплитудного управления источником возбуждения эмиссионных спектров, содержащее зарядньа контур емкостного накопителя энергии разряда, блок поджига с разрядником-излучателем, амплитуднозадающий делитель напряжения заряда накопителя, компараторный диод, источник опорного напряжения и кo пэраторный орган. Анод компараторного диода соединен с амплитудно-задающим делителем, а катод - с разделительной (дифференцирующий) цепочкой, установленной на входе компараторного органа 12 . Недостатком известного устройства является зависимость длительности и величины напряжения управляющего импульса, снимаемого с разделительной цепочки от скорости роста (периода, крутизны зарядного напряжения на накопителе. Это снижает точность стабилизации заданной амплитуды напряжения заряда накопителя при питании его нестабилизированным напряжением. Кроме того, известное устройство не обеспечивает достаточно точную стабилизахщю энергии разряда накопителя при малых частотах следования разряда. Можно увеличить величилу управляющего импульса соответствующим усилением и снизить его длительность до момента ограничения и срабатьшания блока поджига, увеличив чувствительность усилителя с одновременным ужесточением требований к источнику опор- ного напряжения. Однако это, в свою .очередь, может принести к снижению помехоустойчивости и усложнени о исто ника возбуждения спектра. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению яв ляется устройство амплитудного управления источником возбуждения эмиссионных спектров L23, Это устрой ство содержит блок заряда емкостного накопителя эйергий разряда, блок управления разрядом, компараторный орган с источником опорного напряжения с разделительной цепочкой, блок поджига и разрядник-излучатель. Компактный орган состоит из компараторного диода и чувствительного элемента, выполненного в виде элект ромагнитного реле, сблокированного с блоком поджига посредством эле строме ханического контакта. Обмотка реле одним концом подсоединена через компар 1торньй диод к ешсостному накопителю энергии разряда, а другим через резистивно-емкост ную цепочку к источнику опорного напряжения, В исходном состоянии компараторны диод заперт заданиьпу onopittM напряжением, При заряде емкостного накопителя повыша.ется напряжение на компараторном диоде, По достилсении напряжением величины напрялсения отпира ния компараторный диод открывается и реле срабатьшает ,замьпсая электромеха ческий ко нт акт j, запуск aiotti;HE блок поджига , Запуск блока поджига приводит к пробою разрядника-излучателя искро малой энергии и разряду накопителя через блок управления разрядом и раз рядник-излучатель, После разряда накопителя схема возвращается в исходное состояние, начинается заряд накопителя и повторение описанного цик ла, Однако при питании накопителя нестабилизированным напряжением и при повышенных частотах следования раз рядов имеет место разброс момента срабатьшания электромагнитного реле относительно момента компарирования обусловленный инерционностью возникновения тока срабатывания в обмот ке реле-и замыкания контактов, что приводит к снижению точности стабилизации энергии разрядных импульсо тока. Целью изобретения является повьш ние стабильности разрядньк импу,пьсов Поставленная цель достигается гем, что в устройство, содержащее емкостный накопитель, подключенный к блоку управления зарядным контуром и блоку управления разрядным контуром, выход которого связан с разрядникомизлучателем а управляющий вход соединен через последовательно включенные блок поджига.и усилитель с разделительной емкостной цепочкой с выходом компаратора, подключенного к стабилизированному источнику питания и источнику опорного напряжения и содержащего входной защитный диод, введен делитель напряжения, крайние выводы которого соединены с емкостным накопителем, а средний вьшод подключен к входному защитному диоду компаратора.При этом стабилизированньш источник питания содержит трехзв-енный деитель напряжения, к среднему звену которого подключен компаратор, а крайние звенья выполнены синхронно регулируемьми. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства| на фиг. 2 - вариант подключения компаратора к стабилизированному источнику питания. Устройство содержит блоки управления 1,2 соотв.етственно зарядным и разрядиььм контурами,емкостный накопитель энергии разряда 35делитель напряжения состоящий,.например, из резисторов 4 и 5, компаратор 6 и разрядник-излучатель 7. Компаратор содержит защитный диод 8, чувствительный.элемент 9, источнш-с опорного напряжения 10 и стабилизированный источник питания J 1 , Чувствительный элемент 9 компара торного органа выполнен в виде полупроводникового электронного реле, например триггера Шмидта, Один из полюсов питания реле подключен непосредственно к источнику питания 11, имеющему напряжение по величине не менее суммы опорного напряжения и напряжения питания реле (фиг. 1 ). Вход электронного реле подсоединен через защитный диод 8, подключенный в прямом направлении с накопителем 3 к амплитудно-задающему делителю (возможно и непосредственное под- . ключение входа реле к накопителю 3), вывод - через цепочку, состоящую из конденсатора 12 и резистора 13 к усилителю J4. Усилитель 14 электрически связан-с блоком поджига 15, сое58

диненным с блоком управления 2 разрядным контуром,

Для обеспечения заданного опорного напряжения при номинальном напряжении питания реле устройства может быть снабжено стабилизированным источником напряжения (фиг-. 2) , имеющим напряжение по величине не менее суммы максимального опорного напряжения и номинального напряжения питания реле. При этом стабилизированный источник питания 11 соединен с нагрузкой, выполненной в виде трехзвенного делителя напряжения на сопротивлениях 16, 17 и 18. Крайние звенья делителя 16 и 1 8 выполнены синхронно-регули-i руемыми, так как общее сопротивление делителя постоянно. К среднему звену делителя 17 параллельно подключено к клеммам 19 (выполняющей функции источника опорного напряжения О на фиг. 1} и 20 электронное реле.

В исходном состоянии напряжение на накопителе 3 равно нулю, так как устройство управления 1 зарядным контуром отключено от питающей сети.

Регулируя одним переключателем величины сопротивления крайних звеньев делителя, устанавливают заданное опорное напряжение, отбираемое с. клеммы 19, При этом на реле 9 подается номинальное напряжение питания, и оно находится в одном из двух возможных состояний равновесия (например, открыта правая половина триггера Шмидта, а левая закрыта из-за наличия отрицательного запирающего потенциала на базе транзистора левой поло вины, вследствие отсутствия входного напряжения и нулевого потенциала на накопителе. Анод защитного диода 8 находится под нулевым потенциалом, а катод - под положительным потенциалом входа реле. Что предохраняет полупроводниковую структуру входа реле от разрушения,

Устройство работает следующим образом,

При подключении блока 1 управления зарядным контуром к питающей сети накопитель 3 заряжается и напряжение на нем повьшается. По достижении напряжением величины напряжения отпирания диода 8 последний отпирается и по мере дальнейшего роста напряжения на накопителе растет напряжение на входе реле 9, Когда напряжение на входе достигнет напряжения порога срабатьюания, реле 9 скачком, бла06

годаря. наличию в схеме положительной обратйой связи, переходит по второе состояние равновесия (например, левая половина триггера открьшается, правая закрывается). При этом переходе возникающий в реле 9 перепад напряжения через разделительно-емкостную цепочку J 2 р13 и усилитель 14 передается на вход блока поджига 15,

срабатьшание которого приводит к пробою разрядника-излучателя 7 искрой малой энергии и разряду накопителя 3, заряженного до заданного напряжения, через блок 2 управления разрядньм

контуром и разрядник-излучатель. После разряда накопителя схема возвращается в исходное состояние, и цикл повторяется с частотой, определяемой параметрами блоков управления 1, 2

зарядным и разрядньм контурами,

Перепад напряжения, возникающий при пере: оде реле из одного состояния в другое, по амплитуде, крутизне и длительности, вследствие наличия положительной обратной связи, не зависит от скорости роста (крутизны, периода, частоты) заряда накопителя, что способствует повьшению точности стабилизации энергии разрядных импульсов

тока в широком диапазоне частоты и крутизны зарядных напряжений на накопителе.

Благоприятным фактором, способствующим повышению точности стабшшза..

ции разрядной энергии, является и то, что значение опорного напряжения, отбираемого с амплитудно-задающег.о делителя, напряжения порога срабатывания реле в момент компарирования

близки между собой к сравниваются непосредственно на входе компараторног о органа.

Формула изобретения

1. Устройство управления источником возбуждения эмиссионных спектров, содержащее емкостный накопитель, подключенный к блоку управления за- рядньм контуром и блоку управления разрядным контуром, выход которого связан с разрядником-излучателем, а управлякйций вход соединен через последовательно включенные блок поджига и усилитель с разделительной емкостной цепочкой с выходом компаратора, подключенного к стабилизированному источнику питания и источнику опорного /напряжения и содержащего входной а щитный диод, отличаю щ, ееся тем, что, с целью-повьшения стабильности разрядных импульсов, в него введен делитель напряжения, крайние вьшоды которого соединены с емкостны накопителем, а средний вывод подключен к входному защитному диоду компа ратора, 2. Устройство по, п. 1, о т л и чающееся тем, что стабилизиро ванный источник питания содержит грехзвенный делитель напряжения, к среднему звену которого подключен компаратор, а крайние звенья выполнены синхронно регулируемыми. Источники информации, -принятые во внимание при экспертизе 1.Журнал прикладной спектроскопии. Минск, 1974, т. XX, вып. 2, с. 327. 2.Авторское свидетельство СССР № 415788,кл. Н ОЗК 3/53, 1972.