Устройство для неразрушающего контроля электромагнитного реле постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК H01H49/00 G05B23/02 

(5) УСТРОЙСТВО для НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1.

Изобретение относится к электротехнике и контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля качества сборки и регулировки электромагнитных реле постоянного тока в условиях массового производства.

Известны способы и устройства неразрушающего контроля реле, основанные на оценке качества реле путем наблюдения на экране осциллографа характера изменения тока обмотки при срабатывании и отпускании и сравнения полученных бсциллограмм с ано- мальными осциллограммами, полученными опытным путем при анализе репе с определенными дефектами сборки и регулировки. При этом анализ осциллограмм как тока срабатывания, так и тока отпускания позволяет выявить целый ряд скрытых дефектов сборки и регулировки без вскрытия реле tl 1 и 2 Д.

Однако рсциллографический ; метод контроля качества сборки и регулировки имеет низкую производительность, низкую точность, субъективность оценки результатов контроля, а также требует периодической перенастройки осциллографа с режима контроля тока срабатывания на режим контроля тока отпускания и производить подстройку в каждом из режимов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для неразрушающего контроля, содержащее источник питания, к выходу которого через коммутатор подсоединен один вывод для подключения обмотки контролируемого реле, к которому, также подсоединен диод, другой вывод для подключения контролируемого 2Q реле соединен с резистором, блок программы и управления, один выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, а другой - к одному из входов блока контроля импульсов, дру39гой вход которого подключен к дифференцирующему усилителю, регистрато брака по форме кривой нарастания, по ключенный к одному из выходов блока контроля импульсов, линейный детектор-ограничитель, двоичный счетчик, два триггера и индикаторы 3J. В известном устройстве контроль перемещения подвижной системы осущест ляется путем анализа формы тока в пр цессе Срабатывания, причем годными считаются аппараты, имеющие только один перегиб кривой тока. Такой конт роль качества позволяет выявить толь ко задержку подвижной системы реле в процессе срабатывания и не обеспечивает выявление подавляющего боль-шинства скрытых дефектов сборки и регулировки таких,как большой заii3op между якорем и полюсом в сработанном состоянии, малый ход якоря, отсутствие свободного хода якоря, , недостаточное давление размыкающих контактов и др. Критерием для обнаружения перечисленных дефектов реле является отсутствие на спадающей кривой тока отпускания (при шунтировании обмотки диодом) заметного учас ка с временным уменьшением скорости спада тока, образующего характерную ступеньку в виде горба или трамплина. Перечисленные дефекты реле не выявляются с помощью известного устройства, так как в нем отклонение характера кривой тока контролируемого . реле от характера кривой тока исправ ного реле определяется в результате дифференцирования функции тока и последующего контроля количества изменений знака производной, соответствующих числу изменений направления (перегибов первого рода) кривой тока срабатывания. В процессе контроля формы кривой тока отпускания при помо щи дифференцирования невозможно отли чить кривые спадания тока, имеющие характерную ступеньку в виде трамплина, от спадающих кривых без ступе нек, так как производная от кривой спадания тока на участке трамплина не меняет знак на противоположный, н достигает значения-нуля и отличается от нуля на различные величины, что имеет место и у производной от тока спадания дефектного реле, где ток от пускания носит характер монотонно убывакхцей функции, лишенной каких-ли бо ступенек. 4 Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для неразрушающего контроля электромагнитного реле постоянного тока, содержащее источник питания, к выходу которого через коммутатор подсоединен один вывод для подключения обмотки контролируемого реле, к которому также подсоединен диод, другой вывод для подключения контролируемого реле соединен с резистором, блок программы и управления, один выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, а другой - к одному из входов блока контроля импульсов, другой вход которого подключен к дифференциальному усилителю, регистратор брака по форме кривой нарастания, подключенный к одному из выходов блока контроля импульсов, снабжено регистратором брака по форме кривой спада, интегрирующей цепью, состоящей нз резистора и конденсатора, и дополнительным резистором, точка соединения резистора и вывода для подключения обмотки контролируемого реле подключена через резистор интегрирующей цепи к неинвертирующему входу дифференциального усилителя и через дополнительный резистор к инвертирующему входу дифференциального усилителя, между выводом земля и неинвертирующим входом дифференциального усилителя включен конденсатор интегрирующей цепи, причем вход регистратора брака по форме кривой спада подключен к другому выходу блока контроля импульсов. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для неразрушающего контроля электромагнитного реле постоянного тока; на фиг. 2 - временные диаграммы токов и напряжений, характеризующие работу устройства в режиме контроля формы тока срабатывания при проверке исправного реле и при проверке дефектного реле; на фиг. 3 временные диаграммы токов и напряжений, характеризующие работу устройства в режиме контроля формы тока опускания при проверке исправного реле и при проверке дефектного реле. Устройство для неразрушающего контроля, электромагнитного реле постоянного тока содержит источник 1 питания обмотки, к выходу которого через

коммутатор .2 подключается обмотка 3 контролируемого реле, соединенная . последовательно с резистором . Пдраллельно обмотке 3 с резистором Ц подключен диод 5- Параллельно резистору k подключены инвертирующий и неинвертирующий входы дифференциального усилителя 6, при .этом инвертирующий вход подключен к резистору через резистор 7 а неинвертирунзщий вход - через интегрируюцую цепь, состоящую из резистора 8 и конденсатора 9 Выход дифференциального усилителя 6 подключен к первому входу блока 10 контроля импульсов, второй вход KOtoporo подключен к второму выходу блока 11 программы и управления, у которого первый выход подключен к управляющему входу коммутатора 2. К первому выходу блока 10,контроля импульсов подключен вход регистратора 12 брака по форме кривой нарастания, а к второму выходу блока 10 подключен вход регистратора 13 брака по форме кривой спада.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии дифференци- . альный усилитель 6 (усилитель, реагирующий на разность входных сигналог) предварительно сбалансирован так, что при отсутствии или наличии напряжения на резисторе А по окончании переходного процесса на конденсаторе 9 на выходе дифференциального усилител 6 имеется напряжение отрицательной полярности. Контроль качества реле начинается с проверки формы кривой тока срабаты вания. При контроле характера изменения тока срабатывания блок 11 программы и управления выдает на первом выходе сигнал, по которому коммутатор 2 под ключает к источнику 1 обмотку 3 конт ролируемого реле. В процессе срабатывания контролируемого реле ток обмот ки нарастает по определенному закону, При ЭТОМ кривая изменения тока обмотки исправного реле имеет один перегиб первого рода (диаграмма о5м. сраб фиг. 2 а), а кривая изменения тока обмотки дефектного реле имеет два перегиба первого рода (диаграмма .. фиг. 26), При срабатывании контролируемого реле напряжение с резистора,, которое пропорцио нально току обмотки 3..одновременно подается на оба входа дифференциального усилителя 6. При этом напряжение на инвертирущий вход подается через резистор 7 и, таким образом, оно по форме строго соответствует току срабатывания (диаграмма UBX.UHB фиг. 2 а,б), а напряжение на неинвертирующий вход.подается через интег грирующую цепь, в результате чего форма напряжения на неинвертирующем входе является сглаженной по отношению к форме тока срабатывания и изменение сигнала на неинвертирующём входе запаздывает по отношению к изменению сигнала на инвертирующем входе (диаграмма ивк.меинв, , фиг. 2 а,б).

Таким образом, при контроле реле в режиме срабатывания на -участке перегиба кривой тока срабатывания напряжение на неинвертирующем входе дифференциального усилителя,6 оказыва ется большим по величине, чем напряжение на инвертирующем входе, а на участках, смежных с участком перегиба кривой тока срабатывания, наоборот: напряжение на инвертирующем входе больше по величине, чем напряжение на неинвертирующем входе (диаграмма

Uex.MHe .неинв фиг. 2 а,б). Вследствие этого на участках перегибов кривой тока срабатывания на выхо де дифференциального усилителя б, ра-; ботающего в режиме- насыщения, появляются импульсы положительной полярности, причем при контроле исправного реле, имеющего один перегиб кривой тока срабатывания, на выходе дифференциального усилителя 6 появляется один указанный импульс (диаграмма . дифф. VC , фиг. 2 а), а при контроле дефектного реле, имеющего два перегиба кривой тока, появляются два импульса (диаграмма ОВЫУ.АИФФ.С фиг. 2 б).Указанные импульсы с выхода дифференциального усилителя 6 поступают на первый вход блока 10 контроля импульсов, который производит контроль количества указанных импульсов в интервалы времени, задаваемые блоком 11 программы и управления. Таким образом, если в процессе срабатывания контролируемого реле в течение задаваемого блоком 11 программы и управления интервала времени на первом входе блока 10 контро ля импульсов появляются два импульса положительной полярности, то блок 10 на первом выходе выдает сигнал, который приводит к срабатыванию регистратора 12 брака по форме кривой нарастания..

Возможны случаи, когда дефектное реле имеет более двух перегибов кривой тока срабатывания или не имеет ни одного перегиба кривой тока, В таком случае указанные аномалии характера нарастания тока обмотки реле приводят к появлению на выходе дифференциального усилителя 6 соответствующего количества положительных импульсов или приводят к полному отсутствию указанных импульсов, что также выявляется блоком 10 контроля импульсов, который вызывает срабатывание регистратора 12 брака по форме кривой нарастания.

После контроля формы тока срабатывания устройство по команде блока 11 программы и управления переключается в режим контроля формы тОка отпускания.

При контроле характера изменения тока отпускания блок 11 программы и управления выдает на первом выходе сигнал, по которому коммутатор 2 отключает от источника 1 обмотку.3 контролируемого реле. Кроме того, блок 11 выдает сигнал на втором выходе , который воздействует на второй вход блока 10 контроляимпульсов в результате чего блок 10 переключается в режим контроля импульсов при отпускании контролируемого реле.

В процессе отпускания контролируемого реле ток обмотки спадает по определенному закону, при этом кривая изменения тока обмотки исправного реле носит характер монотонно убывающей функции (без перегибов), имеющей ступеньку в виде трамплина {диаграмма обм.отп. i ФиГ. 3 в) , а кривая изменения тока обмотки дефектного реле, имеющего такие дефекты сборки и регулирования как большой зазор между якорем и полюсом в сработанном состоянии, малый ход якоря, отсутствие свободного хода якоря, недостаточное давление размыкающих контактов и др., имеет характер монотонно убывающей функции без ступеньки (диаграмма ,, фиг. 36).

Таким образом, при контроле мс- правного реле на участке ступеньки кривой тока отпускания напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах диффе{эенциального усилителя 6 оказываются равными по величине, а на участках, смежных с участком ступеньjKH кривой тока отпускания, напряжение на неинвертирующем входе оказывается большим по величине, чем напряжение на инвертирующем входе (диаграммы

JBX. ИН8 ,0ех. неинб. I фиг. За), В результате этого на участке ступеньки тока отпускания исправного реле на выходе дифференциального усилителя 6 имеет место импульс отрицательной полярности, который поступает на первый вход блока 10 контроля импульсов. При контроле дефектного реле, у которого на спадающей кривой тока отпускания отсутствует какая-либо ступенька, в тече.ние всего интервала спадания тока напряжение на неинвертирующем входе дифференциального усилителя 6 оказывается большим по величине, чем напряжение на инвертирующем входе (диаграммы иву.. , ивк.немне , фиг, 3 5), в результате чего в течение времени спадания тока при отпускании на выходе дифференциального усилителя 6 имеет место только напряжение положительной полярности и отсутствует отрицательный импульс. Вследствие этого блок 10 контроля импульсов при отсутствии указанного импульса отрицательной полярности в течение интервала времени, задаваемого блоком 11 программы и управления, выдает на втором вь1ходе сигнал, который приводит к срабатыванию регистратора 13 брака по форме кривой спада

Возможны случаи, когда исправное реле имеет на спадающей кривой тока отпускания характерную ступеньку в виде горба (т.е. перегиб функции). Указанный критерий качества контролируемого реле вызывает на выходе дифференциального усилителя 6 появление одного импульса отрицательной полярности, что не .вызывает срабатывание регистратора 13 брака по форме кривой спада.

Возможны также случай, когда дефектное, реле имеет на кривой спада тока несколько ступенек. В таком случае указанный критерий наличия скрытых дефектов реле вызывает на выходе дифференциального усилителя 6 появление нескольких импульсов отрицательной полярности, которые выявляются блоком 10 контроля импульсов, выдающим в данном случае команду.на срабатывание регистратора 13 брака по форме кривой спада,

Использование для контроля аномалий кривых тока обмотки дифференци- ального усилителя, у которого инаёртируюсций вход подключен к источнику сигнала, пропорционального току о6моТки, через резистор, неинвертирующий вхрд - через интегрирующую цепь а выход дифференциального усилителя подключен к входу блока контроля имГ1ульсов, выходы которого управляют регистраторами брака по форме кривых нарастания и спада, отличает предлагаемое устройство неразрушающего контроля реле от известного, так как это значительно расширяет функциональные возможности устройства и обеспечивает выявление практически всех возможных аномалий кривых тока обмотки и при срабатывании и при отпускании, которые отражают целый ряд различных дефектов реле. Вследствие этого резко возрастают информативность и достоверность неразрушающего контроля, с помощью которого в данном случае обеспечивается выявление подавляющего большинства скрытых дефектов сборки и регулировки, таких, как большой зазор между якорем и полюсом в сработанном состоянии, колебание якоря, малый ход якоря, отсутствие свободного хода якоря, недостаточное давление размыкающих кон тактов, недостаточное давление возвратной пружины, малый раствор контактов, задержка подвижной системы по ходу движения и другие, имеющие место у выпускаемых массовым производством .реле. Выявление перечисленных дефектов электромагнитных реле с помощью автоматических приборов неразрушающего контроля, построенных по схеме предлагаемого устройства, позволяет осуществить высокопроизводительный стопроцентный неразрушаю щий контроль качества сборки и регулировки в условиях массового производства, что обеспечивает улучшени качества и эксплуатационной надежнос ти многих типов серийно выпускаемых реле. Формула изобретения Устройство для неразрушающего контроля электромагнитного реле постоянного тока, содержащее источник питания, к выходу которого через коммутатор подсоединен один вывод для подключения обмотки контролируемого реле, к .которому также подсоединен диод, другой вывод для подключения контролируемого реле соединен с резистором, блок программы и управления, один выход которого .подключен к управляющему входу коммутатора, а другой - к одному из входов блока контроля импульсов, .другой вход которого подключен к дифференциальному усилителю, регистрат рр брака по форме кривой нарастания, подк;ж)ченный к одному из выходов блока контроля импульсов, отл гчающееся тем, что, с целью расширения функцио нальных возможностей, оно-снабжено регистратором брака по форме кривой спада, интегрирующей цепью,.состоящей из резистора и конденсатора, х допол нительным резистором, точка соедине ния резистора и вывода для подключения обмотки контролируемого реле под- .ключена через резистор интегрирующей цепи к неинвертирующему входу дифференциального усилителя и через дополнительный резмстор - к инвертирующему входу дифференциального усилителя, между выводом Мземля и неинвертируищим входом дифференциального усилителя включен конденсатор интегрирующей цепи, причем вход регистратора брака по форме кривой спада подключен к другому выходу блока контроля импульсов.; Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бердичевский Б.Е,, Дубицкий Л.Г., Сушинцев Г.М., Агеев А.П. Неразрушающий контроль элементов и узлов радиоэлектронной-аппарату. М., Советское радио, 197, с. 29. 2.Корсунский Г.М., Нироненко А.Ф., Федорец П.С. Применение метода осциллографического анализа динамических характеристик электромагнитных реле для его технической диагностики. Научно-технический сборник Техника средств связи. Сер. Техника проводной связи, вып. 5(38), 1979. 3.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 В 23/00, 1977 (прототип).

Т

X

1

Л5

Ij

Т

а

X

Фи9.1

Ф1ЛЪ.З