Электроразведочный генератор с искробезопасным выходом

 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для решения геологических и геофизических задач в условиях горных выработок, опасных по газу или пыли. Цель изобретения - повышение искробезопасной мощности генератора при обеспечении стабилизации выходного тока. Эта цель достигается тем, что в известный электроразведочный генератор, содержащий последовательно соединенные источник постоянного тока, преобразователь напряжения и задающий генератор, введен формирователь напряжения синусоидальной формы и блок динамической искрозащиты, причем указанный формирователь выполнен по мостовой схеме на двух стабилизаторах тока - инвертирующем и неинвертирующем и двух ключевых транзисторах, комплементарных транзисторам стабилизаторов тока. 1 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

6ь ЕЙ

КПт Г ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)Ql

:О Ь

С (21) 4623338/25 (22) 21,12.88 (46) 30,06.91. Бюл. N 24 (71) Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Г. Н. Алехин (53) 650,837(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 278858, кл. Е 21 F 9/00, 1970.

Аппаратура электроразведочная шахтная ШЭРС. 5М. Руководство по эксплуатации ШЭРС 5М,00.000 РЭ, М„1987, с. 15 — 20, (54) ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНЫЙ ГЕНЕРАТОР С ИСКРОБЕЗОПАСНЫМ ВЫХОДОМ (57) Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для реИзобретение относится к технической физике и может быть использовано для решения геологических и геофизических задач в условиях горных выработок, опасных по газу или пыли.

Цель изобретения — повышение искробезопасной мощности генератора при обес-" печении стабилизации выходного тока.

На чертеже представлена схема электррразведочного генератора с искробезойасным выходом. . Электроразведочный генератор содержит последовательно соединенные источник 1 постоянного тока, преобразователь 2 напряжения, задающий генератор 3, а также два операционных усилителя 4 и 5, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 транзисторы, датчик 10 тока, первый 11, второй 12, третий 13 и четвертый 14 токоограничивающие резисторы; первый 15 и второй

„„ Ы „„1659940 А1 (я)5 G 01 V 3/06, Е 21 F 9/00 шения геологических и геофизических задач в условиях горных выработок, опасных по газу или пыли, Цель изобретения — повышение искробезопасной мощности генератора при обеспечении стабилизации выхЬдного тока. Эта цель достигается тем, что в известный электроразведочный генератор, содержащий последовательно соединенные источник постоянного тока, преобразователь напряжения и задающий генератор, введен формирователь напряжения синусоидальной формы и блок динамической искрозащиты, причем указанный формирователь выполнен по мостовой схеме на двух стабилизаторах тока — инвертирующем и неинвертирующем и двух ключевых транзисторах, комплементарных транзисторам стабилизаторов тока.

1 ил.

16 масштабирующие резисторы, первый 17 и второй 18 стабилизаторы и два защитных резистора 19 и 20, две выходные клеммы 21, выходную шину 22 питания, общую шину 23 электроразведочного генератора и блок 24 динамической искрозащиты, Коллектор первого транзистора 6 соединен с коллектором второго транзистора 7, коллектор третьего транзистора 8 соединен с коллектором четвертого транзистора 9 и к точкам соединения коллекторов транзисторов подключен вход блока 24 динамической искрозащиты, выходы которого служат выходными клеммами 20 и 21 электроразведочного генератора. Эмиттеры первого и третьего транзисторов 6 и 8 соединены друг с другом и с выходной шиной 22 питания преобразователя 2 напряжения, эмиттеры второго и четвертого транзисторов 7 и 9 соединены друг с другом и через датчик 10

1659940

50

55 тока с общей шиной 23 электроразведочного генератора. Второй и четвертый транзисторы 7 и 9 выполнены однотипными и комплементарными однотипным первому и третьему транзисторам 6 и 8, Выход зада}ощего генератора 3 соединен непосредственно с неинвертируюшим входом первого операционного усилителя 4 и через первый масштабирующий резистор 15 с инвертирующим Входом BTOpol 0 Операционного уси лителя 5. К точке соединения эмиттеров второго и четвертого I p II 3 IcTÎp03 7 и 9 с датчиком 10 тока подключен непосредственно инвертирующий вход первого операционного усилителя 4 и через второй масштабирующий резистор 16 инвертирующий вход второго операционного усилителя

5, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной 23 электроразведочного генератора. Выход первого Операционного усилителя 4 через первый токоограничивающий резистор 11 соединен с базой второго транзистора 7 и через последовательно соединенные второй токоограничивающий резистор 12 и первый стабилитрон 17 с базой первого транзистора 6, Выход второго операционного усилителя 5 через третий токоограничивающий резистор i3 подкгночен к базе четвертого транзистора 9 и через последовательно соединенные четвертый ,токоограничивающий резистор 14 и второй стабилитрон 18 к базе третьего транэисто()а

Я. Переходы база — эмиттер первого и треть-! его транзисторов 6 и 8 зашунтированы защитными резисторами 19 и .?О.

Операционные усилители 4 и 5, транзисторы 6-9, датчик 10 тока, резисторы 11- 16 и 19, 20, стабилитроны 17 и 18 образуют формирователь синусоидального напряжения, выполненный по мостовой схеме на двух стабилизаторах тока — неинвертирующем (операционный усилитель 4, транзистор 7) и инвертирующем (операционный усилитель 5, транзистор 9) и двух клю:,евых транзисторах б и 8, а также содержащий резисторы 11-16, 19, 20 и стабилитроны 17 и 18, Злектроразведочный генератор работает следующим образом.

Источник 1 постоянного тока обеспечивает питание преобразователя 2 напряжения, вырабатывающего напряжения для . питания задающего генератора 3 и для питания (по выходной шине 22) выходных цепей и нагрузки электроразведочного .генератора (питающей линии, заземленной в горные породы в подлежащей исследованиям горной выработке), Задающий генератор 3, может быть выполнен по схеме эвтогенератора синусоидального напряжения с мостом Вина в цепи обратной связи, С выхода задающего генератора 3 синусоидальное напряжение подается на неинвертирующий вход операционного усилителя 4 и инвертирующий вход операционного усилителя 5, При положительной полуволне синусоидального напряжения на выходе операционного усилителя 5 устанавливается напряжение отрицательной полярности, примерно равное напряжению питания этого усилителя 5. Так как напряжение стабилизации стабилитронов 17 и 18 выбирают равным напряжению питания формирователя синусоидального напряжения, это напряжение суммируется с напряжением питания операционных усилителей 4 и 5, в цепи базы транзистора 8 протекает ток и последний открывается, тогда как транзистор 9 оказывеется закрытым вследствие наличия напряжения отрицательной полярности на его переходе база-эмиттер.

В то же время на выходе операционного усилителя 4 формируется положительная полуволна синусоидального напряжения, При этом выходное напряжение операционного усилителя 4 вычитается из напряжения питания, подаваемого по шине 22, поэтому стабилитрон 17, а следовательно, и транзистор 6 оказываются запертыми, Таким образом, при положительной полуволне синусоидального напряжения на выходе задающего генератора оказывается полностью открытым транзистор 8 и напряжение, поступающее по шине 22 питания, через открытый транзистор 8, бло 24 динамической искрозащиты, нагрузку, подключенную к выходным клеммам 20 и 21, подается на коллектор транзистора 7, В цепи транзистора 7 через датчик 10 тока протекает ток, причем напряжение отрицательной обратной связи с выхода датчика 10 тока подается на инвертирующий вход операционного усилителя 4. Тем самым обеспечивается формирование положительной полуволны синусаидального тока в нагрузке, причем амплитуда этого тока оказывается одной и той же при изменении сопротивления нагрузки или напряжения подаваемого по шине 22 питания.

При отрицательной полуволне синусоидального напряжения, вырабатываемого эадающим генератором. 3, транзистор б оказывается полностью открытым, транзисторы 7 и 8 полноСтью закрытыми, а транзистор 9 работает в линейном режиме, обеспечивая протекание через нагрузку отрицательной полуволны синусоидального тока. В этот полупериод на инвертирующий вход операционного усилителя 5 подается входной сигнал с выхода задающего генера1659940 тора 3 (через первый масштабирующий резистор 15) и сигнал отрицательной обратной связи с выхода датчика 10 тока (через второй масштабирующий резистор 16). В данном случае усилитель 5 работает в режиме 5 инвертирующего сумматора, обеспечивая при стабильной амплитуде синусоидального напряжения; вырабатываемого задающим генератором 3, стабильную амплитуду отрицательных полуволн синусоидального 10 тока в нагрузке, Высокие чувствительность и скорость переключения операционных усилителей 4 и 5, а также транзисторов 6-9 обеспечивают переходные процессы в выходной цепи с 15 амплитудой до сотен милливольт, что недостаточно для срабатывания блока 24. динамической искрозащиты. Таким образом, на выходе генератора формируется искробезопасный синусоидальный стабилизирован- 20 ный ток, а высокий уровень искробезопасной мощности ограничивается лишь временем срабатывания активных элементов генератора (блок 24 срабатывает независимо от амплитуды синусоидального 25 тока, только при наличии импульсов в выходном напряжении, вызванных появлением разряда в выходной цепи генератора).

Формула изобретения

Электроразведочный генератор с иск- 30 робеэопасным выходом, содержащий Ilo следовательно соединенные источник постоянного тока, преобразователь напряжения и задающий генератор, а также четыре транзистора и датчик тока, о т л и ч а- 35 ю шийся тем, что, с целью повышения искробезопасной мощности гечератора при обеспечении стабилизации выходного тока, в него введены два операционных усилителя и блок динамической искрозащиты, 40 причем коллектор первого транзистора соединен с коллектором второго транзистора, коллектор третьего транзистора соединен с коллектором четвертого транзистора и к точкам соединения коллекторов транзисторов подключен вход блока динамической искрозащиты, выходы которого служат выходными клеммами электроразведочного генератора, эмиттеры первого и третьего транзисторов соединены друг с другом и с выходной шиной питания преобразователя напряжения, эмиттеры второго и четвертого транзисторов соединены друг с другом и через датчик тока с общей шиной электрораэведочного генератора, второй и четвертый транзисторы выполнены однотипными и комплементарными однотипными первому и третьему транзисторам, выход задающего генератора соединен непосредственно с неинвертирующим входом первого операционного усилителя и через первый масштабирующий резистор с инвертирующим входом второго операционного усилителя, к точке соединения эмиттеров второго и четвертого транзисторов с датчиком тока подключен непосредственно инвертирующий вход первого операционного усилителя и через второй масштабирующий резистор инвертирующий вход второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, электроразведочного генератора, выход первого операционного усилителя через первый токоограничивающий резистор соединен с базой второго транзистора и через последовательно соединенные второй токоограничивающий резистор и первый стабилитрон с базой первого транзистора, выход второго операционного усилителя через третий токоограничивающий резистор подключен к базе четвертого транзистора и через последовательно соединенные четвертый токоограничивающий резистор и второй стабилитрон к базе третьего транзистора, а переходы базы — эмиттер первого и третьего транзисторов зашунтированы защитными резисторами, 1659940

Составитель В.Попов

Техред M,Ìîðãåíòàë

Корректор Э.Лончакова

Редактор А.Лежнина

Производсгвенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1843 Тираж 343 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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