Способ бесконтактного контроля электромагнита и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G05B23/02 H01H49/00 

контролируемого электромагнита и резистору, подключенному к входу дифференцирующего усилителя, выход которого соединен с линейным детектором-ограничителем и блоком снятия импульса конечного положения якоря контролируемого электромагнита, двоичный счетчик, выход которого подключен через один триггер к сигнальной лампе, а выход блока снятия импульса соединен через другой триггер с другой сигнальной лампой .

Однако известное устройство имеет недостаточную информативность выполняемого с его помощью контроля ввиду отсутствия информации о неисправности непосредственно сгшой обмотки контролируемого электромагнита.

Цель изобретения - повышение качества контроля электромагнита за счет обеспечения возможности контроля его воспринимающей части.

Указанная цель достигается тем, что в способе бесконтактного контроля электромагнита путем выделения переменной составляющей тока обмотки электромагнита и преобразования ее в электрические импульсы, которыми воздействуют на счетное устройство, в момент подачи управляющего сигнала на обмотку контролируемого эгёектромагнита формируют дополнительный электрический импульс, с которого с помощью счетного устройства начинают смет сформированных импульсов, причем при количестве электрических импульсов, поступивших на счетное устройство за один цикл контроля, равно единице, фиксируют неисправность воспринимающей части контролируемого электромагнита при количестве электрических импульсов, равном двум неисправность подвижной или исполнительной части электромагнита, а при количестве .электрических импульсов, равном трем, - нормальное срабатывание электромагнита.

Причем в устройство для осуществления способа бесконтактного контроля электромагнита, содержащее датчик тока, подключенный к соединенным последовательно с выводами длп подключения обмотки контролируемого электромагнита выключателю и блоку питания, дифференцирующий блок, одну схему совпадения, счетчики импульсов и сигнализаторы несрабатывания и срабатывания контролируемого злекгоомагнита, введены усилитель перемсчного тока, пороговый элемент, блок задержки, вторая, схема совпадения и сигнализатор неисправности электромагнита, причем входы блока задержки и дифференцирующего блока подключены к точке соединения выключателя и выводов для подключения обмотки контролируемого электромагнита, усилитель переменного тока подключен к выходу датчика тока, выход усилителя переменного тока объединен с выходом дифференцирующего блока и через пороговый элемент подключен к счетному входу счетчика импульсов, у которого выход первого разряда соединен с одним входом первой схемы совпадения, выход второго разряда соединен с одним входом другой схемы совпадения, выход третьего разряда соединен с синализатором срабатывания контролируемого электромагнита, к двум другим входам схем совпадения подключен выход блока задержки, а выходы первой и второй схем совпадения подключены соответственно к сигнализатору неисправности контролируемого электромагнита и сигнализатору несрабатывания контролируемого электромагнита

Причем счетчик импульсов выполнен в виде трехразрядного счетчика с унитарным кодированием.

На фиг, 1 приведены диаграммы преобразования электрических сигналов при контроле электромагнита, где а при неисправной воспринимающей части электромагнита; 5- при несрабатывании электромагнита; 6 - при нормальном срабатывании электромагнита; на фиг. 2 - структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сущность способа контроля заключается в следующем.

При подаче управляющего сигнала на обмотку электромагнита на ней возникает скачок напряжения UQ (фиг. ОЭтот скачок напряжения преобразовывают в электрический импульс прямоугольной формы U0 (фиг. la) и фиксируют как первый счетный импульс.

При неисправной обмотке электро-магнита рабочий ток по ней протекать не будет (диаграммы на фиг. 1а). Это приводит к отсутствию формирования других счетных импульсов, предусмотренных предлагаемый способом контроля. При количестве счетных импульсов равном единице, формируют сигнал Ujнеисправности электромагнита. В случае, когда обмотка электромагнита исправна, но он по какой-то причине не сработал (диаграммы на фиг. 15), через обмотку электромагнита протекает электри.ческий ток вида JgM- Выделяют переменную составляющую этого тока ijiy,, огибающая ко торой позволяет сформировать второй счетный импу; ьс U. При нагмчии двух счетных импульсов фиксируют факт несрабатывания электромагнита (импуль При нормальном срабатывании элек ромагнита ток через его обмотку имее вид Зз (диаграммы на фиг. 1 б) . Выделенная переменная составляющая тока имеет двухгорбный вид iji, что по зволяет сформировать два счетных им пульса. Общее количество счетных им пульсов равно трем (Чф), При таком количестве импульсов фиксируют факт срабатывания электро магнита . Показанный на фиг. 2 блок 1 питания через выключатель 2 соединен с о моткой контролируемого электромагнита 3, блоком задержки k и дифференцирующим блоком 5- Второй вывод обмотки электромагнита 3 соединен с да чиком 6 тока. Выход датчика тока сое динен с усилителем 7 переменного тока, выход которого вместе с выходом дифференцирующего блока 5 соединен с входом порогового элемента 8. Выход порогового элемента 8 подключен к счетному входу трехразрядного счетчика 9 импульсов с унитарным кодированием. Выход первого разряда счетчика 9 соединен с входом первой схем 10совпадения, выход второго счетчи ка соединен с входом второй схемы 11 совпадения. Вторые входы схем 10 и 11совпадения подключены к выходу блока задержки. Выход первой схемы 10 совпадения соединен с сигнализатором неисправности электромагнита 12. Выход еторой схемы 11 совпадения соединен с сигнализатором несрабатывания электромагнита 13. Выход третьего разряда счетчика 9 импульсов соединен с сигнализатором срабатывания электромагнита 1. В примере конкретнойреализации устройства в качестве датчика 6 тока применен активный резистор. Пороговый элемент 8 представляет собой триггер Шмитта. В качестве трехразря-дного счетчика 9 импульсов с унитарным кодированием применен кольцевой регистр сдвига. Сигнализаторами 12-1, являются сигнальные лампочки. Устройство функционирует следующим образом. Для срабатывания электромагнита замыкается выключатель 2 и напряжение питания Ufl (фиг. 1) с блока 1 питания подается на обмотку электромагнита 3 а также на элементы устройства контроля: блок t задержки и дифференцирующий блок 5. Блок задержки формирует на своем выходе электрический сигнал , задер жанный по отношению к входному сигналу на время, превышающее время переходного процесса соабатывания электромагнита. Дифференцирующий блок 5 в момент подачи питающего напряжения на обмотку электромагнита 3 формирует электрический импульс Удл, который заводится на вход порогового элемента 8. При подаче сигнала на пороговый элемент 8 на его выходе формируется прямоугольный электрический импульс Ьд (диа-граммы на фиг. 1а) , который поступает на вход счетчика 9 импульсов. Трехразрядный счетчик импульсов с унитарным кодированием характеризуется тем, чт.о все его состояния различаются положением единицы в одном из его разрядов при одинаковых и инверсных (нулевых) по отношению к рассматриваемому выходу состояниях на других выходах. Таким образом, первый импульс, подаваемый на счетный вход счетчика, устанавливает в его первом разряде сигнал единицы Uj , остальные разряды на своем выходе имеют сигнал нуля (Ufij., и in равны 0) . При неисправной обмотке электромагнита электрический ток в цепи: обмотка электромагнита 3 - датчик 6 тока отсутствует, что является причиной отсутствия электрического сигнала как с датчика 6 тока, так и с усилителя 7 переменного тока. В результате этого состояние счетчика 9 импульсов, характеризуемое состоянием единицы в первом разряде, определяет неисправность электрома(- . нита. Сигнал с выхода первого разряда счетчика Uj- поступает на один из входоа схемы 10 совпадения. На вто-. рой вход cxewpi поступает сигнал с блока задержки U . При наличии двух сигналов на входе схемы 10 совпадения на ее выходе формируется электрический сигнал неисправности электромагнита U . Временная задержка, вводимая при формировании ре зультирующего сигнала неисправности, вводится с целью исключения ложного срабатывания сигнализатора в течение переходного периода срабатывания электрона гнита, В случае, когда электромагнит исправен, но по какой-то причине не сработал ток, протекающий,в его обмотке Зин датчике 6 тока имеет вид Эд (здесь и далее диаграммы на .фиг. 15). Электрический сигнал с дат чйка 6 тока поступает на вход усилителя 7 переменного тока, который усиливает переменную составляющую и подает ее на вход пороготока I вого элемента 8. Пороговый элемент 8 под воздействием сигнала с усилителя 7 вырабатывает второй импульс который заводится на счетный вход счетчика 9- Этот импульс Формирует на выходе второго разряда счетчика 9 сигнал единицы DU , а в остальных разрядах - сигнал нуля UIP и и |Г, рСигнал с выхода второго разряда счетчика U йр поступает на вход второй схемы 11 совпадения, котсфая открывается (формирует на своем ршходе сигнал единицы) сигналом с блока задержки 4-изо(д- С выхода второй схемы 1 1 совпадения сигнал U несрабатывания электромагнита поступает на си нализатор неисправности электромагнита 13- Временная задержка формирования сигнала неисправности производится по тем же причинам, что и в первом случае. При нормальном срабатывании электромагнита через его обмотку 3 и датчик 6 тока протекает ток формы 3 э,м (здесь и далее диаграммы на фиг. 1в) Сигнал с датчика 6 тока поступает на усилитель 7 переменного тока и да лее на пороговый элемент 8. Форма сигнала i,д такова, что, поступая на пороговый элемент, она приводит к сформированию на его выходе двух последовательных прямоугольных импульсов и ф . Первый из этих импульсов формирует на выходе второго разряда счетчика 9 сигнал единицы U | , второй на выходе третьего разряда сигнал единиць и fi . Сигн.эл с выхода треть его разряда счетчика 9 поступает на сигнализатор срабатывания электромагнита. Временная задержка, вводимая в первых двух случаях контроля состояния электромагнита, в данном случае не нужна, так как формирование третьего счетного импульса, характеризующего нормальное срабатывание электромагнита, происходит в момент окончания переходного процесса срабатывания электромагнита. Таким образом, предлагаемые сред-; ства (способ и устройство) контроля электромагнита позволяют формировать сигналы всех трех основных состояний электромагнита непосредственно в эксплуатируемой цепи: о нормальном срабатывании электромагнита; о несрабатывании электромагнита; о неисправности воспринимающей части электромагнита. Это позволяет более качественно характеризовать техническое состояние эксплуатируемых электромагнитов в различных электрогидравлических системах и устройствах. Предпочтительной областью использования изобретения являются различные электрогидравлические системы упраЕшения. В отдельных вариантах таких систем используется до двадцати и более электромагнитов, входящих в состав гидравлических электроманипуляторов. Эффективная диагностика состояния электромагнитов, выполняемая с помощью предлагаемых средств контроля, позволяет уменьшить время поиска и устранения неисправностей. Формула изобретения 1. Способ бесконтактного контроля электромагнита путем выделения переменной составляющей тока обмотки электромагнита и преобразования ее в электрические импульсы, которыми воздействуют на счетное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения качества контроля, в момент, подачи управляющего сигнала на обмотку контролируемого электромагнита формируют дополнительный электрический импульс, с которого с помощью счетного устройства начинают счет сформированных импульсов, причем при количестве электрических импульсов, поступающих на счетное устройство за один цикл контроля.

равном единице, фиксируют неисправность воспринимающей части электромагнита, при количестве электрических импульсов, равном двум, - неисправность подвижной или исполнительной части электромагнита, а при количестве электрических импульсов, равном трем, - нормальное срабатывание электромагнита.

2. Устройство для осуществления способа бесконтактного контроля электромагнита, содержащее датчик тока, Модключенный к соединенным последовательно с выводами для подключения обмотки контролируемого электромагнита выключателю ч блоку питания, дифференцирующий блок, одну схему совпадения, счетчики импульсов и сигнализаторы несрабатывания и срабатывания контролируемого электромагнита, отличающеес я тем, что, с целью повышения качестве контроля, в него введены усилитель переменного тока,, пороговый элемент, блок задержки, вторая схема совпадения и сигнализатор неисправности электромагнита, причем входы блока задержки и дифференцирующего блока подключены к точке соединения выключателя и выводов для подключения обмотки контролируемого электромагнита, усилитель переменного тока подключен к выходу датчика тока, выход усилителя переменного тока объединен с выходом дифференцирующего блока и через пороговый элемент подключен к счетному входу счетчика импульсов , у которого выход .первого разряда соединен с одним входом первой схемы совпадения, выход второго разряда счетчика импульсов соединен с одним входом второй схемы совпадения, выход третьего разряда счетчика импульсов подключен к сигнализатору срабатывания контролируемого электромагнита, к двум другим входам схем совпадения подключен выход блока задержки , а выходы первой и второй схем совпадения подключены соответственно к сигнализаторунеисправности контролируемого электромагнита и силнализатору несрабатывания контролируемого электромагнита.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что счетчик импульсов выполнен в виде трехразрядного счетчика с унитарным кодированием

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР К 516602, кл. G 05 3 23/00, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР N- 316079, кл. G 05 В 23/00, 1971 (прототип).

3.Авторское свидетельство СССР № 637791, кл. G 05 В 23/00, 1977k. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 В 23/00, 1977f 0(fs. f

/.

/