Устройство для исследования перемещения пятна электрической дуги по электроду

 

Изобретение относится к измери тельной технике. Цель изобретения - повышение.точности, быстродействия и помехозащищенности устройства.Уст ройство содер жит расположенные на электродуговом нагревателе 1 газа катодную клемму 2 и п анодных клемм 3, обеспечивающих горение дуги 4, источник 5 питания, п измерительных шунтов 6, п двусторонних амплитудных ограничителей 7, п элементов 8 электрической развязки, блок 9 регистрации и блок 15 управления. Вве дение блока обработки результатов, включающего ЭВМ 16 и программное обеспечение 17, цифропечати 18 и вы- s (Л ю ел ел 00 ел ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХ

РЕСПУБЛИК д 114 с 01 D 5/)2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3830791/24-21 (22) 20.12 ° 84 . (46) 07.0986.Бюл. У 33 (71) Институт физико-технических проблем энергетики АН ЛитССР (72) И.П.Григайтис (53) 621.317.39 (088.8) (56) Жуков М.Ф., Смоляков В.Я., Урюков Б.А. Электродуговые нагреватели газа (плазмотроны) М.: Наука, 1973, с.119.

Авторское свидетельство СССР

У 337647, кл. G 01 D 5/12, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПЯТНА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ

ПО ЭЛЕКТРОДУ

„„SU„„1255859 A 1 (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повьпнение.точности, быстродействия и помехозащищенности устройства.устройство содержит расположенные на электродуговом нагревателе 1 газа катодную клемму 2 и п анодных клемм

3, обеспечивающих горение дуги 4, источник 5 питания, и измерительных шунтов 6, и двусторонних амплитудных ограничителей 7, и элементов 8 электрической развязки, блок 9 регистрации и блок 15 управления. Введение блока обработки результатов, включающего ЭВМ 16 и программное

C обеспечение 17, цийропечати 18 и вы- ч

1255859 полнение блока 9 регистрации в виде п дискретизаторов 10, аналогового коммутатора ll, аналого-цифрового преобразователя 12, буферной памяти 13 и накопителя 14 позволяют автоматизировать исследование процесса перемещения дуги 4 по выходноИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процесса перемещения активного пятна дуги по электроду электродугового нагревателя газа.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства путем автоматизации регистрации и обработки результатов измерений, а также повышение помехозащищенности.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит расположенные на электродуговом нагревателе l газа катодную клемму 2 и и анодных клемм 3, обеспечивающий горение дуги 4, источник 5 питания, и измерительных шунтов 6, и двусторонних амплитудных ограничителей 7, п элементов 8 электрической развязки, блок 9 регистрации, содержащий п дискретизаторов 10, аналоговый коммутатор 1), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 12, буферную память 13, накопитель 14 и блок 15 управления, ЭВМ

16, программное обеспечение 17 и цифропечать- 18, причем катодная клемма 2 соединена с первым выводом источника 5 питания, второй вывод которого заземлен и соединен с первыми токовыми клеммами измерительных шун.тов 6, вторые токовые клеммы которых соединены с соответствующими анодными клеммами 3, измерительнь1е клеммы шунтов б через последовательно соединенные двусторонние амплитудные ограничители 7 и элементы 8 электрической развязки соединены с соответствукицими входами блока 9 регистрации, которые соединены с информационньгму электроду электродугового агрегата, например подогревателя газа.Это способствует сокращению времени проведения исследования и тем самьж уменьшению энергозатрат,а также повышению производительности обработки результатов измерения,Зз.п,ф-лы, 2 ил.

2 ми входами дискретизаторов 10, управляющие входы которых соединены с первым выходом блока 15 управления, а выходы — с информационными входа ми аналогового коммутатора 11, который вместе с АЦП 12, буферной памятью 13 .и накопителем 14 соединены последовательно, выход последнего соединен с выходом блока 9 регистра10 ции, который соединен с входом ЭВМ

16 с программным обеспечением !7, выход ЭВМ 16 соединен с входом цифропечати 18, управляющие входы аналогового коммутатора 11 соединены с кодо15 выми выходами блока 15 управления, второй выход которого соединен с входом запуска АЦП 12, управляющий выход которого соединен с первым входом блока )5 управления, управляю20 щий вход буферной памяти 13 соединен с третьим выходом блока 15 управления, четвертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими

25 входами и входом останова накопителя 14, а второй вход блока 15 управления соединен с одним из входов блока 9 регистрации.

Блок 15 управления содержит генезо ратор 19 тактовых импульсов, элемент

И 20, первый элемент 2! задержки, первый счетчик 22, RS-триггер 23, дешифратор 24, формирователь 25 импульсов дискретизации, второй счетчик 26, второй и третий элементы 27 и 28 задержки, формирователь 29 им- пульсов запуска, причем выход генератора 19 тактовых импульсов соединен с первым входом элемента И 20, вы4п ход которого соединен через первый элемент 21 задержки с вторым выхо, дом блока 15 управления, и — непосредственно со счетным входом перво3 !255859

ro счетчика 22, а второй вход сое- т динен с выходом RS-триггера 23,вхо- д ды дешифратора 24 соединены с вымь ходами первого счетчика 22, а выхо- э ды — с кодовыми выходами блока 15 5 с управления, вход формирователя 25 3 импульсов дискретизации соединен с б первым выходом первого счетчика 22, а выход — с первым выходом блока 15 л управления, выход второго счетчика 10

26 соединен с собственным входом

r сброса, с четвертым выходом блока н

15 управления и 1 -входом RS-триг- х гера 23, а вход соединен с первым в входом и третьим выходом блока 15 15 управления и через второй элемент т

27 задержки — с пятым выходом блок ка 15 управления, шестой выход кото- т рого через третий элемент 28 заэ держки соединен с S-входом RS-триг- 20 м гера 23 и через формирователь 29 им- т пульсов запуска — с вторым входом н блока 15 управления. т

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени накопитель 14 не задействован, генератор 19 вырабатывает импульсы, однако они не проходят через элемент

И 20, так как RS-триггер 23 находит- З0 ся в нулевом состоянии. Под действием газо- и электродинамических сил дуга 4 перемещается по аноду и в течение некоторого промежутка времени замыкается на одну из клемм З5

3. По цепи определенной клеммы 3 протекает ток и на измерительных клеммах соответствующего шунта 6 формируется импульс напряжения, положительный и отрицательный фронты кото- 40 рого содержат выбросы амплитудой

10-50 В при уровне вершины в 0,05—

0 15 В. Эти выбросы ограничиваются амплитудным ограничителем 7 до уровня + 0,3-0,5 В и таким образом нор- 45 мализованный сигнал с (фиг.2) через элемент 8 электрической развязки поступает на дискретизатор 10, а также на формирователь 29 блока 15 управления. 50

Формирователь 29 выдает импульс запуска Б (фиг ° 2), который приводит в действие накопитель 14, а через определенный интервал времени

i обусловленный временем установления стабильной скорости магнитной ленты в накопителе 14 и задаваежй элементом 28 задержки, переводит

4 риггер 23 н единичное состояние.Тога тактовые импульсы, вырабатываете в генераторе 19, проходят через лемент И 20 на счетчик 22, число чета которого равно количеству клемм (в нашем примере 8). Кодовая коминация на выходе счетчика 22 расшифровывается дешифратором 24 и анаоговый коммутатор 11 поочередно подключает выходы дискретизаторов 10, де поддерживается уровень напряжеия, зафиксированного в момент приода импульса т (фиг ° 2) от формироателя 25, к измерительному входу

АЦП 12. Выходное напряжение дискреизаторов 10 преобразовывается в од АЦП 12, KotopbIH запускается таковыми импульсами, задержанными в лементе 21 задержки на интервал вреени, импульсы д (фиг.2). Длиельность равна или больше време z и переключения аналогового коммутаора 11. Коды с выхода АЦП 12 заносятся в буферную память 13 по импульсу конца преобразования АЦП 12, Этот же импульс, задержанный элементом 27 задержки, является импульсом сопровождения записи для накопителя 14.

Когда количество зарегистрированных состояний процесса достигает необходимого цикла, подсчитываемого счетчиком 26, например, 8192 или

16384 результатов измерения, запись информации на магнитную ленту накопителя 14 прекращается. ЭВМ 16 считывает реализацию процесса и под управлением программы статистического анализа, например, вычисления функции распределения по длительности моментов неподвижного состояния пятна дуги, выполняет соответствующие расчеты и выводит результат на цифропечать 18, Использование предлагаемого устройства позволяет автоматизировать исследование процесса перемещения дуги по выходному электроду электродугового агрегата, например, подогревателя газа, что способствует.сокращению времени проведения эксперимента и, тем самым, уменьшению энергозатрат, а также повышению производительности обработки результатов измерения.

CîРмУла изобретения

1. устройство для исследования перемещения пятна электрической дуги

255859 Ь нен с входом запуска аналого-цифрочетвертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами и входом останова накопителя, а вто1 по электроду, содержащее катодную клемму, и анодных. клемм соответственно количеству изолированных секций анода, источник питания, блок регистрации и и измерительных шунтов, причем катодная клемма соединена с первым выводом источника питания, второй вывод которого заземлен и соединен с первыми токовыми клеммами измерительных шунтов, каждый из и входов блока регистрации соединен с измерительными клеммами соответствующего измерительного шунта, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия путем автоматизации регистрации и обработки результатов измерений, в него введены блок обработки результатов и цифропечать,, причем выход блока регистрации соединен с входом блока обработки результатов, выход которого соединен с входом цифропечати, вторые токовые клеммы измерительных шунтов соединены с соответствующими анодными клеммами, а блок регистрации содержит и дискретизаторов, аналоговый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, буферную память, накопитель, блок управления„ причем информациоыные входы дискретиэаторов соединены с соответствующими входами блока регистрации, их управляющие входы соединены с первым выходом блока. управления, а выходы — с соответствующими информационными входами аналогового коммутатора, которыи вместе с аналого-цифровым преобразователем, буферной памятью и накопителем соединены последовательно, выход последнего соединен с выходом блока регистрации, управляющие входы аналогового коммутатора соединены с кодовыми выходами блока управления, второй выход которого соедивого преобразователя, управляющий выход которого соединен с,первым входом блока управления, управляющий вход буферной памяти соединен с третьим выходом блока управления, 5

1О

ЗО

4à

55 рой вход блока управления соединен с одним из входов блока регистрации.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор тактовых импульсов, элемент И, три элемента задержки, два счетчика, RS-триггер, дешифратор, формирователь импульсов дискретизации, формирователь импульсов запуска, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен через первый элемент задержки с вторым выходом блока управления и непосредственно со счетным входом первого счетчика, а второй вход соединен с выходом КЯ-триггера, входы дешифратора соединены с выходами первого счетчика, а выходы — с кодовыми выходами блока управления, вход формирователя импульсов дискретизации соединен с первым выходом первого счетчика, а выход — с первым выходом блока управления, выход второго счетчика соединен с собственным входом сброса, с четвертым вьмодом блока управления и R-входом RSтриггера, а вход соединен с первым входом и третьим выходом блока управления и через второй элемент задержки с пятым выходом блока управления, шестой выход которого через третий элемент задержки соединен с S-входом К$-триггера и через формирователь импульсов запуска — с вторым входом блока управления.

3. Устройство по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок обработки результатов выполнен в виде

ЭВМ с программным обеспечением,причем вход и выход блока обработки результатов соединены соответственно с входом и выходом ЭВИ. ч. Устройство по п,1, с т л и — ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены и двусторонних амплитудных ограничителей ни элементов элект-, рической развязки, причем измерительные клеммы каждого измерительного шунта соединены с соответствующим входом блока регистрации через последовательно соединенные двусторонний амплитудный ограничитель и эле- мент электрической развязки.

1255859

Составитель В.Быков

Техред Л. Сердюкова

Корректор В.Синицкая

Редактор В.Иванова

Тираж 705 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4809/40

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная, 4