Способ определения фактической площади касания электрических контактов

 

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАКТИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДИ КАСАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ, заключающийся в том, что , на поверхность одного из контактирующих элементов наносят тонкий слой контрастного вещества, собирают контакт , фотографируют,и определяют фактическую площадь касания путем обработки и анализа полученного изображения , отличающийся тем, что, с целью упрощения определения фактической площади касания, в качестве контрастного вещества наносят токопроводящее рентгеноконтрастнее вещество, фотографируют собранный контакт в рентгеновских лучах, затем пропускают электрический ток и снова фотографируют в рентгеновских лучах на тотже кадр в момент времени, со- § ответствующий установившемуся теплоW вому состоянию, в результате чего получают муаровую картину, которую подвергают обработке и анализу. оо СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

З(5() G 05 В 23 02 (.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3377374/24-07 (22) 04,01,82 (46) 15,02.84. Бюл. Р 6 (72) (0.С.Висленев, A.E.Ãîðoäåöêèé и П.П .Кузьмин (71) Ленинградское проектно — экспериментальное отделение Всесоюзного научно-исследовательского института Проектэлектромонтаж и Ленинградский институт водного транспорта (53) 621.318.5.004.5(088.8) (56) 1. Хольм P Электрические контакты, М., ИЛ, 1961, с.56.

2 ° Демкин Н.Б, и Ланков A.À.

Исследование эоны контакта методом отпечатков. — Сборник Электрические контакты, М., Энергия, 1966 (прототип) . (54) (57) 1, СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАКТИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДИ КАСАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

„„SU„„1073750 А

КОНТАКТОВ, заключающийся в том, что на поверхность одного из контактирующих элементов наносят тонкий слой контрастного вещества, собирают контакт, фотографируют и определяют фактическую площадь касания путем обработки и анализа полученного иэображения, отличающийся тем, что, с целью упрощения определения фактической площади касания, в качестве контрастного вещества наносят токопроводящее рентгеноконтрастное вещество, фотографируют собранный контакт в рентгеновских лучах, затем пропускают электрический ток и снова фотографируют в рентгеновских лучах ,на тот-же кадр в момент времени, со- щ

I ответствующий установившемуся тепловому состоянию, в результате чего получают муаровую картину, которую подвергают обработке и анализу.

1073750

2. Способ по и. 1, о т л и ч а,юшийся тем, что в качестве рентгеноконтрастного вещества наносят свинец в виде растра регулярной структуPb1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам определения фактической площади касания электрических контактов.

Известен способ определения факти- 5 ческой площади касания электрических контактов по электропроводности, при котором измеряют полное сопротивление контакта I R и определяют чнсло п ециничных пятен касания, )p площадь которых и составляет фактическую площадь касания (1 ).

Недостатком такого способа определения фактической площади касания является сложность определения числа единичных пятен касания.

Наиболее близким к способу по технической сущности и достигаемому результату является способ определепИя фактической площади касания, заключающийся в том, что на поверхность одного из контактирующих элементов наносят путем распыления в вакууме тонкий слой контрастного веще тва, чаще всего угольной пленки, приводят ее в контакт с поверхностью другого контактирующего элемента, после разъединения контактирующих элементов фо тографируют поверхность первого контактирующего элемента с отпечатками угольной пленки и определяют фактическую площадь касания путем обработки и анализа полученного негатива (2j

Такой способ, определения фактической площади касания требует обязательной разработки контакта, что вы- 35 зывает дополнительные затраты на измерения. Кроме того, фактическая площадь касания в собранном контакте не адекватна площади касания, измеренной по отпечатку угольной пленки 4р в разобранном контакте, так как при повторной сборке контакта практически невозможно обеспечить одни и те же условия (усилие нажатия, относительное расположение контактных элементов и т.п.) . Известно, что фактическая площадь касания определяется соприкосновением микровыступов контактной поверхности, которые имеют случайный характер расположения, и их встреча друг с другом во многом определяется перечисленными факторами. Для определения фактичес..кой пло3, Способ по и. 2, о т л и ч а юшийся тем, что раст регулярной структуры нанесен в виде параллельных полос, шаг и толщина которых соизмеримы с микровыступами поверхности контактирующих элементов, щади касания с помощью фотометриро— вания или планиметрирования требуется сложная аг|гаратура, Цель изобретения — упрощение определения фактической площади касания, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу на поверхность оцного иэ контактирующих элементов наносят тонкий слой контрастного вещества, собирают контакт, фотографируют и определяют фактическую площадь касания путем обработки и анализа полученного изображения, при этом в качестве контрастного вещест— ва наносят токопроводящее рентгено— контрастное вещество, фотографируют собранный контакт в рентгеновских лучах, затем пропускают электрический ток и снова фотографируют в рентгеновских лучах на тот "å кадр в мо— мент времени, соответствующий установийаемуся тепловому состоянию, в ре— зультате чего получают муаровую картину, которую подвергают обработке и анализу.

Такое выполнение изобретения дает возможность определить фактическую площадь касания без разборки контакта путем расшифровки муарограммы, возникающей в результате наложенного изображения двух растров, что не требует сложной аппаратуры.

В качестве рентгеноконтрастного вещества можно наносить свинец в ви— де растра регулярной структуры, который может быть нанесен в виде r:араллельных полос, шаг и толщина которых соизмеримы с микровыступами поверхности контактирующих элементов.

На чертеже показана схема съемки исследуемого контакта предложенным способом.

Для определения фактической площади касания на исследуемую поверхность одного из контактирующих элементов, например, 1 наносят токопроводящий рентгеноконтрастный растр 2, например, B виде параллельных линий с равномерным шагом. Можно испольэовать растр и с нерегулярной с.труктурой, однако такой растр более сложно наносить технологически. Между кон— тактом и кассетой 3 с фоточувствительной пленкой 4 размещают or=,úåê—

1073750

Составитель Е.Сафонова

Техред О.Неце Корректор A. Зимокосов

Редактор A,Äoëèíè÷

Заказ 329/47 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 тив 5. Облучение контакта производят рентгеновской трубкой 6.

Способ осуществляется следующим образом.

Первую съемку производят после сборки контакта в отсутствии электри- 5 ческого тока. Затем пропускают через, контакт электрический ток заданной величины, например номинальный ток.

При прохождении через контакт электрического тока происходит нагрев пло- 10 щадок касания, который образует картину теплового распределения контакта. В соответствии с распределением температуры происходит изменение структуры нанесенного на контактную 15 поверхность растра в местах локального нагрева . Поэтому если сфотографировать измененный растр на тот же кадр после прохождения через контакт электрического тока в момент наступ- 20 ления установившегося теплового состояния, то в результате получаем наложенное изображение двух растров.

При наложении растров возникает муаровая картина, которая связана с 25 распределением площадок касания и соответственно с площадью касания контакта. Полученную муарограмму проецируют на светочувствительную поверхность фотоприемника. — ПЭС матрицы, фототок которой однозначно связан с фактической площадью касания. Градуировку интегратора, в качестве которого используют амперметр, выполняют один раз путем сравнения фототока с площадью касания, при 35 этом учитывают связь муаровых полос с величиной деформации, которая известна. Связь величины деформации с температурой и площадью касания также известна. 40

Таким образом, предлагаемый способ позволяет производить обработку и анализ полученного изображения простыми средствами. и р и м е р. токопроводящий рент- 45 геноконтрастный растр наносят на поверхность одного из контактирующих элементов с помощью распыления свин1 ца в виде системы линий с шагом

1,5 мкм и шириной 0,5 мкм, толщина полос 0,5 мкм. D3ar и высота полос соизмеримы и меньше микровыступов поверхности, чтобы не оказывать влияния на действительную структуру микронеровностей поверхности контактирующего элемента. Собирают контакт и подключают к источнику электрического тока ° Фотографирование до и после прохождения через контакт „ электрического тока выполняют рентгеновским аппаратом РУП-120, Для получения качественного снимка между контактом и кассетой с рентгеновской пленкой размещают широкоугольный объектив, например, типа Индустор

Тип рентгеновской пленки PT-4 или

РТ-5. Экспозиция фотографирования устанавливается в зависимости от необходимой величины контраста изображения наложенных растров, интенсивности излучения рЕнтгеновской трубки, поглощающей дозы излучения контактом и ренгеноконтрастным; веществом и чувствительностью рентгеновской пленки. Расшифровку полученной муарограммы производят как описано, Использование предлагаемого способа определения фактической площа" ди касания электрических контактов обеспечивает по сравнению с существующими способами возможность определения фактической площади касания без разборки электрических контактов, что экономит время измерения и позволяет определить площадь касания контакта без остановки электрооборудования, что особенно важно в современных электротехнических установках, кроме того, требует для расшифровки полученной муарограммы простой техники °

Экономическая эффективность может быть определена путем сравнения предлагаемого способа с прототипом, Применение изобретения на одном промышленном предприятии с. 5000 контролируемых контактов размеров 12 120мм экономия времени при определении фактической площади составит 46 ч.

Экономия в денежном выражении составит 340 р..