Способ контроля чистоты контактных покрытий магнитоуправляемых герметизированных контактов

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЧИСТОТЫ КОНТАКТНЩ ПОКРНГИЙ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫХ ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫХ КОНТАКТОВ путем измерения величины переходного cc ipoтивления замкнутых контактов в процессе коммутации цепи постоянного тока с активной нагрузкой, о т л и ч a ющ И й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля путем обнаружения объемных загрязнений контактных покрытий, через контакты пропускают ток величиною более тока возникновения жидкометаллического мостика , но менее тока дугообразования,. при этом величину коммутируемого контактами напряжения устанавливают меньше минимального напряжения дугообразования для данного материала контактных покрытий.

СОЮЗ СОВО СНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

O% 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

СПИСОЧНИК ИЗОЬРКТЕния

H АВТОРСКОМУ СВИДИ!ТЕЛЬСТВУ -:":ф

1" -:.:, 4a s 1

"-Рс.

Щ, « Ф»

5 (21) 3619985/24-07 .(22) 14.07.83 (46) 07. 12.84. Бюл. У 45 (72) В.В.Фельмецгер и М.Г.Эрлнхсон (53) 621.318.562.004.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 705424, кл. G 05 В 23/02, Н 01 Н 49/00, Н 01 Н 11/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

У 909719, кл. Н 01 Н 11/04, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

Ô 930420, кл. Н 01 Н 49/00, 1979.

4. Рабкин Л.И., Евгенова Н;

Иагнитоуправляемые герметизированные контакты., И., "Связь", 1976, с. 43-.

44.

З(51) Н О1 Н 49/00, Н 01 Н 11/04 (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЧИСТОТЫ КОНТАКТНЫХ ПОКРЫВШИЙ ИАГНИТОУПРАВПЯЕИЬЫ . ГЕРИЕТИЗИРОВАННЫХ КОНТАКТОВ путем измерения величины переходного сопротивления замкнутых контактов в процес. се коммутации цепи постоянного тока

I с активной нагрузкой, о т л и ч à юшийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля путем обнаружения объемных загрязнений контактных покрытий, через контакты пропус.кают ток величиною более тока возникновения жидкометаллического мостика, но менее тока дугообразовання,, при этом величину коммутируемого контактами напряжения устанавливают мень- I ше минимального напряжения дугооб- разования для данного материала контактных покрытий.

1128301

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технической диагностике магнитоуправляемых герметиэированных контактов (MK), и может быть исгользовано для контроля и оперативного улучшения качества контактных покрытий в условиях серийного .производства контактов.

Одним из важнейших требований к магнитоуправляемым герметизированным 10 контактам -малой и средней мощности является требование низкого и стабильного переходного сопротивления контактов в течение всего срока служ. бы. Низкое и стабильное переходное сопротивление контакта должно быть обеспечено при коммутации им электрических цепей во всем диапазоне допустимых токов и напряжений.

На величину и стабильность пере- 20 ходного сопротивления контактов существенное влияние оказывают объем е и поверхностные загрязнения конктных покрытий.

Известны способы контроля чистоты 25 контактов, предназначенные-для выявления и отбраковки приборов с повышенным начальным сопротивлением или потенциально ненадежных приборов с загрязнениями или пленками потускне-, ния на поверхности контактов Ц вЂ” (3), Использование этих способов контроля позволяет гарантировать надеж ную работу контактов при коммутации микромощных и "сухих" цепей. Однако при работе контактов в режимах коммутации, сопровождающихся преимущественно мостиковой эрозией контактных покрытий, когда разрядные процессы при коммутации контактов практи40 чески отсутствуют, существенное влияние на величину и стабильность переходного сопротивления контакта в процессе наработки могут оказывать объемные загрязнения покрытий. Наблю45 даемое при этом явление роста переходного сопротивления контактов вызывается термостимулированной миграцией примесей из объема покрытия и образованием плохо проводящих слоев на его поверхности в процессе коммутации.

Недостаток этих .способов контроля чистоты контактных покрытий состоит в том, что они выявляют только поверФ5 ностные загрязнения покрытий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ контроля чистоты койтактных покрытий по величине электрического сопротивления контактного перехода или его стабильности при многократных из мерениях. Способ заключается в том, что в процессе коммутации микронапря-",. жений сопротивление загрязненных контактов меняет свою величину при переходе от одного срабатывания к другому, тогда как для незагрязненных контактов оно практически не меняется.

Этот способ дает возможность выявить контакты, имеющие загрязнения поверхности )4) .

Однако герконы, контактные покрытия которых имеют повышенное содержание объемных примесей, не могут быть выявлены с помощью данного способа.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля путем обнаружения объемных загрязнений контактных покрытий.

Эта цель достигается тем, что согласно способу контроля чистоты контактных покрытий магнитоуправляемых герметизированных контактов путем измерения величины переходного электрического сопротивления замкнутых контактов в процессе коммутации цепи постоянного тока с активной нагрузкой. через контакты пропускают ток величиною более тока возникновения жидкометаллического мостика, но менее тока дугообраэования, при этом величину коммутируемого контактами напряжения, устанавливают меньше минимального напряжения дугообразования для данного материала контактных покрытий.

Способ осуществляют следующим образом.

Для контроля геркона цепь контактов подключают к источнику постоянного напряжения, величина которого не пре- . вышает минимального напряжения дугообразования для данного материала кон- тактного покрытия (как правило это напряжение составляет 8-2О В). Последовательно с исследуемым контактом включают добавочное сопротивление, величина которого определяет ток через контакт.

Величину коммутируемого тока выбирают из условия образования жидкометаллического мостика при размыкании контактов, но такой при которой не происходит дугообразования. На катушку управления геркона подают прямоугольные импульсы пос3 11283 тоянного напряжения. Величина напря-. жения должна обеспечивать возбуждение в катушке магнитодвнжущей силы, превосходящей в 1,5-2 раза магнитодвижущую силу срабатывания контакта, -a предпочтительная частота следования импульсов составляет 50 Гц при скважности 2. В процессе коммутации производят измерение переходного электрического сопротивления замкнутых кон- jQ тактов динамически либо периодически, например через каждые (1-3) 10 срабатывания. Наличие загрязнений в объеме контактного покрытия определяют по величине переходного сопротив-15 ления: если сопротивление в процессе.коммутации возрастает до значения, превышающего предельно допустимую для данного контакта величину (например, 1 Ом), то делают заключение, что в объеме контактного покрытия име" ется недопустимое количество загрязнений. Если сопротивление стабильно или его рост ие превышает заданного уровня, то покрытия считают не загрязненными. Для надежного выявления объемных загрязнений контактных покрытий, которые в.процессе работы контакта могут привести к росту илн .нестабильности переходного сопротивления, достаточно провести (2-4) 105 коммутаций.

Данное техническое решение основано на том, что в процессе коммута. ции, при образовании жидкометалличес=.35 кого мостика, за счет энерговыделения в зоне,контактирования происходит нагрев некоторой части покрытия, раз,мер которой зависит от теплопроводности материала. Расплавление и после4О дующее охлаждение покрытия в области мостика вызывает миграцию к поверхности имеющихся в объеме покрытия н примесей, что приводит к образованию плохопроводящнх слоев, вызывающих 45 рост и нестабильность переходного со противления. При коммутации микротоков энерговыделение в зоне контактирования слишком мало, чтобы вызвать заметную миграцию примесей, по- 50 этому в микрорежимах при отсутствии поверхностных загрязнений контактных покрытий отказы по сопротивлению из. за объемных загрязнений могут не возникать даже при наработках порядка 55

10 срабатываний. Увеличение коммутируемого тока ведет к более быстрому росту сопротивления вследствие ускоре01 4 ния миграции примесей. При дальнейшем увеличении коммутируемого тока (или напряжения) вредное влияние объемных загрязнений может нивелироваться разрядными процессами, проис- ходящими при размыкании контактов.

При размыкании контактов вначале про-. исходи г образование жидкометаллического мостика, после взрыва которого между контактами может зажечься элек трический разряд (так называемая короткая дуга), Электрические разряды способны вызвать распыление или испарение поверхностных слоев контактных покрытий, тем самым очищая их от плохопроводящих пленок, поэтому в режимах коммутации, сопровождающихся разряднымн процессами, роста сопротивления контактов вследствие объемных загрязнений практически не возникает.

Существуют минимальные значения напряжения и тока, при которых,еще возможно зажигание дуги (пределы дугообразования), причем дуга возникает, если величина тока (при любом напряжении) или величина напряжения {при любом отключаемом токе)

I превосходит пределы дугообраэ ования.

Величины токов и напряжений дугообразования зависят от материала контактного гокрытия, состояния поверхности, наличия пленок и от рода и давления окружающего газа. Для большинства материалов, применяемых для контактных покрытий контактов, значения пределов дугообразования находятся в. диапазоне токов 0,3-1,1 А и напряжений 8-20 В. Отсюда следует, что,цля быстроеo и надежного контроля объемной чистоты контактных аокрьггий контактов необходимо использовать такие режимы коммутации, в которых миграция примесей может оказывать максимальное - влияние на переходное сопротивление, т.е. коммутируемый контактом ток должен быть пс возможности большим, однако как величина тока, так и величина коммутируемого напряжения не должны превышать пределов дугообразованкя.

Ниже приводятся результаты исследований объемной чистоты контактных покрытий магнитоуправляемых герметизированных контактов типа ИК27 по предлагаемому способу.

Герконы MK-27 относятся к приборам средней мощности и предназначе01

Составитель N. Трофимова

Редактор А.Шишкина Техред С.Легеза Корректор О.Луговая

Заказ 9072/39 Тираж 682 Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII"Ïàòåíò", г. Ужгород,. ул. Проектная, 4

3 ° 11283 ны для коммутации напряжений 1 ° 10 150 В и токов 1 10 -0,35 А, макси" малько допустимая мощность 12 Вт (на активной нагрузке). Контактные покрытия контактов изготовлены из галь- 5 ваннческого сплава типа золото-никель, Исследования объемной чистоты кЬнтактных покрытий проводят при коммутации контактом электрической цепи с активной нагрузкой в режиме 6В0,2 А. Величину переходного сопро тивления контролируют по падению напряжения на замкнутых .контактах через каждые 3 ° 104 срабатывания.

Если сопротивление в процессе коммутации поднимается выше 1 Ом, то покрытие такого контакта считается . загрязненным.

Исследуют две партии приборов.

Контакт-детали первой партии после 20 нанесения покрытий проходят ультразвуковую отмывку во фреоне, а контакт-детали с покрытиями второй партии, кроме отмывки во фреоне, подвергают отжигу в атмосфере сухого во. 5 дорода при 500 С в течение 1 ч и поэтому имеют более низкий уровень объемных загрязнений по сравнению с первой партией. Сопротивление контактов первой партии превысило уровень 30

1 Ом через (6-9) 10 срабатываний, а сопротивление контактов второй партии, как правило, не превышало 0,2 Ом и отличалось высокой стабильностью.

Таким образом можно сделать вывод, что предлагаемый способ позволяет выявить контакты с повышенным содержанием объемных примесей.

Испытание контактов обеих партий по методике (4), а также в режиме коммутации микромощной цепи (5*10 В, -6

5 ° 10 А) и в режиме, сопровождающемся разрядами типа короткой дуги (60 В.

0,025 А) не позволило выделить их различий.

Техника осуществления способа конт. роля чистоты контактных покрытий любых магнитоуправляемых герметизиро-. ванных контактов не отличается от описанной для частного случая.

Способ может быть использован в серийном производстве для периодического зкспрессного контроля качества технологии нанесения контактных покрытий. Способ индицирует наличие загрязнений в объеме контактных покрытий, что позволяет своевременно обнаружиВать и. устранять нарушения в техноло гии изготовления контактов, и тем самым, предотвращать выпуск потенциально ненапежных контактов.