Устройство для автоматического контроля герметичности

 

Изобретение относится к контролю герметичности деталей и узлов автомобилей и позволяет расширить эксплуатационные возможности путем обеспечения работы устройства от бортовой электросети автомобиля и задания различных времен длительности контроля. Устройство содержит источник питания, резисторы, дифманометр, дифференциальньй усилитель, компаратор , потенциометр, триггер, имеются 1 Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для допускового контроля герметичности деталей и узлов автомобиля.: Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения работы устройства от бортовой электросети автомобиля и зада- :НИя различных времен длительности контроля. также усилители, элементы задержки, триггеры Шмитта, генераторы, счетчик, элементы И, ШШ, ИЯИ-НЕ, резистор, индикатор степени негерметичности. Кроме того, имеются элементы индикации , вьшрямитель, стабилитрон, стабилизаторы , реле давления, транзисторные ключи, диоды, конденсаторы, электромагнит, динамик. Дифманометр подсоединяют к полостям изделия и эталонной емкости и создают испьп ательное давление. Устройство соединяют с бортовой электросетью автомашины и контролируют изменение давления в изделии за время, заданное генератором .Сиг нал,пропорциональный утечке,с выхода дифманометра поступает на вход дифференциального усилителя. Если сигнал достигает уровня напряжения на инвертирующем входе компаратора, происходит сброс триггера, после чего через логическую цепочку включается динамик, свидетельствующий об окончании цикла измерения. Затем начинается следующий цикл измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. S С/) О На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства на уровне стандартных функциональных элементов; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства. Устройство для автоматического контроля герметичности содержит источник 1 питания, резистор 2, дифманометр 3, с выходом которого соединен резистор 2. Имеются так же дифферен

СОЮЗ СОВЕтСНИХ сОциАлистичесних

РЕСПУБЛИН (5g 4 С 01 M 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

Ilpff ГКНТ СССР (21) 4281494/25-28 (22) 10.07.87 (46} 07.03.89. Бюл. N- 9 (7.1) Московский автомобильный завод им. И.А.Лихачева (72} О.В. Катков, А.И.Андерсон и В.И.Хохлов (53) 620. 165. 29 (088. 8) (56) Преобразователи измерительные

"Сапфир-?2": Методические. указания по проверке МИ 333-83 ВНИИМС.-М., 1986" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ (57) Изобретение относится к контролю герметичности деталей и узлов автомобилей и позволяет расширить эксплуатационные воэможности путем обеспечения работы устройства от бортовой электросети автомобиля и задания различных времен длительности контроля. Устройство содержит источник питания, резисторы, дифманометр, дифференциальный усилитель, компаратор, потенциометр, триггер, имеются

Изобретение относится к испыта- тельной технике и может быть использовано для допускового контроля герметичности деталей и узлов автомобиля. .

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения работы устройства от бортовой электросети автомобиля и задания различных времен длительности

:контроля.

„„SU„„1464094 А1 также усилители, элементы задержки, триггеры Шмитта, генераторы, счетчик, элементы И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, резистор, индикатор степени негерметичности.

Кроме того, имеются элементы индикации, выпрямитель, стабилитрон, ста1 билизаторы, реле давления, транзисторные ключи, диоды, конденсаторы, электромагнит, динамик. Дифманометр подсоединяют к полостям изделия и эталонной емкости и создают испытательное давление ° Устройство соединяют с бортовой электросетью автомашины и контролируют изменение давления в иэделии за время, заданное генератором.Сигнал, пропорциональный утечке,с выхода дифманометра поступает на вход дифференциального усилителя. Если сигнал достигает уровня напряжения на инвертирующем входе компаратора, происходит сброс триггера, после чего через логическую цепочку включается динамик, свидетельствующий об окончании цикла измерения, Затем начинается следующий цикл измерения.

1 з.п. ф-лы, 2 ил.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства на уровне стандартных функциональных элементов; на фиг. 2 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство для автоматического контроля герметичности содержит источник 1 питания, резистор 2, дифманометр 3, с выходом которого соединен резистор 2. Имеются так же дифференз 14640 циальный усилитель 4, компаратор 5, потенциометр 6, тригг ер 2 „усилители

8 — 11, элементы 12 н. 13 задержки, триггеры БЬытта 14 и 15, генераторы

16 — 18, счетчик 19, элементы И 20, элеменг ИЛИ 21, регистр 22, индикатор 23 степени негерметичности, элемент 24 и 25 индикации., выпрямитель

26, стабилитрон 27, стабилизаторы

28 и 29 напряжения, реле 30 давления, транзисторные ключи 31 — 33, диоды

34 — 37, конденсаторы 38 — 42, электромагнит 43, динамик 44 и предохранитель 45. Устройство также содержит два элемента ИЛИ-НЕ 46 и 47, резисторы 48 — 50, два потенциометра 51 и

52, конденсатор 53 и переключатель

54. Имеется также усилитель 55, элемент 56 задержки, триггер 57 Шмитта и усилитель 58.

Выход дифманометра 3 соединен с входом дифференциального усилителя 4, выход которого соединен с неивертирующим входом компаратора 5, выход которого соединен с первым прямым входом установки нуля триггера 7, инверсный выход которого подключен к входу усилителя 8, выход которого соединен с входом элемента 12 задерж- 30 ки. Выход последнего соединен с входом триггера Шмитта 14,, выход котораго подключен к прямому входу элемен-. та ИЛИ 21 и к входу усилителя 9, выход которого соединен с входом эле35 мента 13 задержки, выход которого соединен с входом триггера Шмитта 15.

Выход последнего соединен с входом установки единицы триггера 7, инверсный вход установки нуля котоРого сое- 40 динен с первым входом элемента 24 индикации, с положительной обкладкой конденсатора 38, с выходом реле 30 давления и с инверсным входом элемента ИЛИ 21. Выход последнего соединен 4 с входами установки нуля регистра 22 и счетчика 19, синхровход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора 16 и с первым входом элемента И 20, выход которого подключен к синхровходу регистра 22.

Разряды с 1-го по (n-1)-й,выхода последнего соединены с соответствующими разрядами первого входа индикатора 23 степени негерметичности, и-разряд первого входа которого подключен к выходу усилителя 58, вход которого соединен с и-разрядом выхода регистра 22 и со вторым прямым входом

94 установки нуля триггера 7, прямой выход которого соединен со вторым входом элемента И 20, с входами усилителей 10 и 55 и входом генератора 17, Выход последнего соединен с входом усилителя 11, выход которого подключен к первому входу динамика 44. Выход усилителя 55 соединен с входом элемента 56 задержки, выход которого соединен с входом триггера Шмитта 57, выход которого подключен к стробирующему входу компаратора 5. Источник 1 питания соединен с входом выпрямителя 26, положительный вывод выхода которога соединен с катодом стабилитрона 27, входом стабилизатора 28 напряжения, первым входом элемента 25 индикации и с первым входом электромагнита. 43, второй вход которого соединен с вторым входом элемента 25 индикации и через предохранитель 45 с выходом транзисторного ключа 31.

Управляющии вход и вход последнего соединены соответственно с выходом усилителя 10 и с.шиной отрицательного потенциала источника 1 питания, которая соединена с отрицательным выводом выхода выпрямителя 26, с анодом стабилитрона 27, с общим выводом стабилизатора 28 напряжения, с вторым входом индикатора 23 степени негерметичности, с вторым входом динамика 44, с отрицательными обкладками конденсаторов 38 и 39, с положительной обкладкой конденсатора 40, с входом реле 30 давления, с катодом диода 34 и с входом транзисторного ключа 32. Управляющий вход последнего соединен с выходом генератора 18 и с управляющим входом транзисторного ключа 33, вход которого соединен с выходом стабилизатора 28 напряжения, с вторым выходом элемента 24 индикации и с анодом диода 35, катод которого соединен с анодом диода 36 и с положительной обкладкой конденсатора

41..Отрицательная обкладка последнего соединена с выходом гранзистарных ключей 32 и 33, с положительной обкладкой конденсатора 42, отрицательная обкладка которого соединена с анодом диода 34 и катодом диода 37, анод которого соединен с общим выводом стабилизатора 29 напряжения, с отрицательными входами питания дифманометра 3, дифференциального усилителя 4, компаратора 5, с первым входом потенциометра 6, выход которого

1464094 соединен с инвертирующим входом комларатора 5 ° Положительный вход питания последнего соединен с положительными входами питания дифманометра 3

5 и дифференциального усилителя 4, с выходом стабилизатора 29 напряжения, вход которого соединен с катодом диода 36 и с положительной обкладкой конденсатора 39. 10

Генератор 16 включает два элемента

ИЛИ-HE 46 и 47, резисторы 48 — 50, два потенциометра 51 и 52, конденсатор 53, переключатель 54, перекидной контакт которого соединен с выходом 15 элемента ИЛИ-НЕ 46 и с входом элемента ИЛИ-НЕ 47, выход которого является выходом генератора 16. Выход элемента ИЛИ-HE 47 соединен также с первой обкладкой конденсатора 53, вторая об- 20 кладка которого соединена с входами потенциометра 51 и потенциометра 52, выход которого через резистор 48 соединен с нормально открытым контактом переключателя 54, нормально закрытый 25 контакт которого через резистор 49 соединен с выходом потенциометра 51.

Резистор 50 включен между входом элемента ИЛИ-НЕ 46 и второй обкладкой конденсатора 53. 30

Применение в составе устройства выпрямителя 26 обусловлено необходимостью защиты от неправильной полярности подключения устройства к источнику 1 питания.

Для защиты устройства от перенапряжения источника 1 питания служит стабилитрон 27, так как во время работы генератора автомобиля в источнике 1 питания устройства (бортовой се- 40 ти автомобиля) появляются выбросы напряжения, Первый стабилизатор 28 служит для стабилизации напряжения питания логи- 45 ческих элементов.

Так как дифманометр 3 работоспособен при напряжении питания 15 — 36 В, то для обеспечения его питания (22 В) и питания всего устройства (9 В) от 50 одного источника 1 питания (бортовой сети автомобиля) в состав устройства включены третий генератор 18, второй

32 и третий 33 транзисторные ключи второй 39, третий 40, четвертый 41 и пятый 42 конденсаторы, первый 34, второй 35, третий 36 и четвертый 37 диоды, второй стабилизатор 29 напряжения.

Первый элемент 24 индикации служит для подключения сиГнала "Авария", т.е. если при включении питания устройства реле 30 давления не включено (нет достаточного давления в испытуемом изделии), то схема не запускается и измерение герметичности не производится.

Чтобы полезный сигнал на выходе дифманометра 3 не зависел от уровня напряжений на положительном и отрицательном выводах его выхода, в состав устройства включен дифференциальный усилитель 4.

Компаратор 5 служит для сравнения напряжения, пропорционального степени герметичности испытуемого изделия, и заданного при помощи потенциометра

6 значения напряжения уставки.

Триггер 7, первый транзисторный ключ 31 электромагнит 43 и второй элемент 25 индикации служат соответственно для управления индикации начала и конца цикла измерения.

Усилители 8 — 11, 55 и 58 применены для буферирования логических цепей.

Первый конденсатор 38 служит для установки устройства в исходное состояние после включения питания устройства.

Первый регулируемый элемент 12 задержки определяет выдержку времени на заполнение эталонной емкости. Второй элемент 13 задержки задает время между сбросом показаний предыдущего измерения и началом следующего цикла измерения.

При включении пневмокрана на выходе дифманометра 3 может появиться бросок напряжения. Наличие третьего элемента 56 задержки позволяет исключить ложное срабатывание компаратора

5 в момент включения пневмокрана.

Так как сигнал на выходах элементов 12, 13 и 56 задержки изменяется медленно, то применение в качестве пороговых элементов триггеров 14, 15 и 57 Шмитта позволяет исключить "дре-. берг".

Первый генератор 16 служит для программного задания времени иэмере ния.

Наличие счетчика !9 позволяет по . высить частоту первого генератора 16 для обеспечения его устойчивой работы на низкой частоте.

1464094

Регистр 22 и индикатор 23 степени негерметичности служат соответственно для определения и визуального отобра-жения степени герметичности испытуе- 5 мого изделия.

Злемент И 20 служит дпя блокировки прохождения импульсов заполнения на регистр 22 в конце измерительного цикла. 10

Применение в составе устройства второго г нератора 17, усилителя 11 и динамика 44 позволяет подавать звуковой сигнал о том, что процесс измерения закончен и информация о степени 15 герметичности испытуемого изделия находится на индикаторе 23 степени негерметичности. устройство работает следующим об- 20 разом.

Дифманометр 3 соединяется первой полостью с изделием, второй — с эталонной емкостью (не показаны). Пос— ледние через пневмокран (не показан) е соединены с источником сжатого газа (не показан) .

Реле 30 давления соединено с первой полостью дифманометра 3 и с нневмосистемой испытуемого изделия, 30

В исходном положении пневмокран ( открьгг и пневмосистема испытуемого изделия соединена с обеими полостями ( дифманометра 3 и эталонной емкостью.

Идет заполнение.

ЗБ

После включения электромагнита 43 пневмокрана пневмосистема испытуемого изделия и первая полос..ь дифманометра 3 отключаются от эталонной емкости и второй полости дифманометра 3. Идет 40 измерение.

После включения источника 1 питания с положительного вывода выхода выпрямителя 26.независимо от полярности включения источника 1 питания устройства очищенный стабилитроном 27 ,от выбросов напряжения положительный потенциал питания поступает на вход стабилизатора 28. Напряжение с выхода стабилизатора 28 подается на входы я0 питания логических элементов и на входы транзисторных ключей 32 и 33 и на анод диода 35 (фиг.2).

Генератор 18 вырабатывает импуль сы, поочередно открываюшие транзисторные ключи 32 и 33.

Во время положительной полуволны на выходе генератора 18 открыт транзисторный ключ 32 и через диод 35 заряжается конденсатор 1, а через диод

36 — конденсатор 39.

Во время отрицательной полуволны на выходе генератора 18 открыт транзисторный ключ 33 и через диод 34 заряжается конденсатор 42. Конденсатор

4 1 разряжается через диод 36, заряжая конденсатор 39.

Б следующем такте работы генератора 18, когда открыт транзисторный ключ 32,, конденсатор 42 разряжается через диод 37 и заряжает конденсатор 40. Конденсатор 41 заряжается через диод 35.

Напряжение на конденсаторах 39 и

40 приложено к входу стабилизатора

29.

Напряжение на выходе стабилизатора 29, в несколько раз превышающее напряжение на выходе стабилизатора

28, подается на входы питания дифференциального усилителя 4, дифманометра 3, компаратора 5.

При включении источника 1 питания выходы счетчика 19, регистра 22, прямой выход триггера 7 устанавливаются в состояние логического нуля, а инверсный выход триггера 7 — в состояние "1", Измерение степени герметичности испытуемого изделия производится циклически„

Через выдержку времени, необходимую для заполнения эталонной емкости, с выхода регулируемого элемента 12 задержки через триггер 14 Шмитта и элемент ИЛИ 21 сигнал логической единицы поступает на входы установки нуля счетчика 19 и регистра 22, происходит сброс показаний на индика-.оре

23 степени негерметичности результата предыдущего измерения. Затем через выдержку времени, задаваемую элементом 13 задержки, сигнал логической поступающей на вход установки единицы триггера 7, устанавливает его прямой выход в состояние "1". После этого через усилитель 10 и транзисторный ключ 31 включается электромагнит 43 пневмокрана, отсекая эталонную емкость и вторую полость дифманометра

3 от пневмосистемы испытуемого изделия и первой полости дифманометра 3.

Идет измерение герметичности, о чем свидетельствует элемент 25 индикации.

Сигн;и логической единицы с прямого выхода триггера 7 поступает на элемент И 20, разрешая прохождение вырабатываемых генератором 16 импуль1464094 го элемента задержки, выход которого соединен с входом второго триггера

Шмитта, выход которого соединен с входом установки единицы триггера, инверсный выход установки нуля которого соединен с первым входом первого элемента индикации, с пололлтельной обкладкой первого конденсатора, с выходом реле давления и с инверсным входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами установки нуля регистра и счетчика, синхровход и выход которого соединены соответственно с выходом первого генератора и с первым входом элемента И выход которого соединен с синхровходом регистра, разряды с 1-го по (и-1)-й выхоца которого соединены с соответствующими разрядами первого входа индикатора степени негерметичности, и-разряд первого входа которого соединен с выходом третьего усилителя, вход которого соединен с и-разрядом выхода регистра и с вторым прямым входом установки нуля триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом элемента И, с входами четвертого и пятого усилителей и входом второго генератора, выход которого соединен с входом шестого усилителя, выход которого соединен с первым входом динамика, выход пятого усилителя соединен с входом третьего элемента задержки, выход которого соединен с входом третьего триггера Шмитта, выход которого соединен со стробирующим входом компаратора, источник питания соединен с входом выпрямителя, положительный выход которого соединен с катодом стабилитрона, входом первого стабилизатора напряжения, первым входом второго элемента индикации и с первым входом электромагнита, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента индикар и и через предохра1. Устройство для автоматического контроля герметичности, содержащее 40 источник питания, резистор, дифманометр, с выходом которого соединен резистор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксппуатационных возможностей, оно снабжено диф- 45 ференциальным усилителем, компаратором, потенциометром, триггером, шестью усилителями, тремя элементами задержки, тремя триггерами Шмитта, тремя генераторами, счетчиком, элемен- 50 том И, элементом ИЛИ, регистром, индикатором степени негерметичности, двумя элементами индикации, выпрямителем, стабилитроном, двумя стабилизаторами напряжения, реле давления, 55 тремя транзисторными ключами, четырьмя диодами, пятью .конденсаторами, предохранителем, электромагнитом и динамиком, выход дифманометра соедисов заполнения через счетчик 19 на синхровхэд регистра 22.

Сигнал, пропорциональный утечке (степени герметичности), с выхода дифманометра 3 поступает на вход дифференциального усилителя 4. Если сигнал на выходе дифференциального усилителя достигает уровня напряжения на инвертирующем входе компаратора 5, 1р происходит сброс триггера 7. Сигнал логического нуля с прямого выхода триггера 7 через элемент И ?О блокирует прохождение импульсов заполнения на регистр 22 и через управляемый 15 генератор 17, усилитель 11 включает динамик 44, подающий звуковой сигнал, свидетельствующий об окончании цикла измерения. Выключается электромагнит

43 пневмокрана и начинается следук ций 2р цикл измерения, Если сигнал на выходе дифференциального усилителя 4 еше не достиг уровня напряжения на инвертирующем входе компаратора 5, а на и-разряде 25 выхода регистра 22 пояьляется логическая единица, также происходит сброс триггера 7, блокируется прохождение импульсов заполнения, включается звуковой сигнал, выключается элек- 30 тромагнит 43 пневмокрана и начинается следующий цикл измерения.

Применение устройства позволит проводить испытание в полевых условиях. 35 формулаизобретения нен с входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора, выход которого соединен с первым прямым входом установки нуля триггера, инверсный выход которого соединен с

I входом первого усилителя, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входомпервого триггераШмитта,выход которого соединен с прямым входом элемента ИЛИИ с входом второго усилителя, выход которого соединен с входом второ1464094

12 нитель с выходом первого транзисторного ключа, управляющий вход и вход которого соединены соответственно с выходом четвертого усилителя и с ши5 ной отрицательного потенциала источника питания, которая соединена с отрицательным выходом выпрямителя, с анодом стабилитрона, с общим выводом первого стабилизатора напряжения, с вторым входом индикатора степени негерметичности, с вгорым входом динамика, с отрицательными обкладками первого и второго конденсаторов, с положительной обкладкой третьего кон- 15 денсатора, с входом реле давления„ с катодом первого диода и с входом второго транзисторного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом третьего генератора и с управляющим 20 входом третьего транзисторного ключа, вход которого соединен с выходом первого стабилизатора напряжения, с вторым входом первого элемента индикации и с анодом второго диода, катод 25 которого соединен с анодом третьего диода и с положительной обкладкой четвертого конденсатора., отрицательная обкладка которого соединена с выходом второго и третьего транзистор- гд ных ключей и с положительной обкладкой пятого конденсатора„ отрицательная обкладка которого соединена с анодом первого диода и катодом четвертого диода, анод которого соединен с. общим выводом второго стабилизатора напряжения, с отрицательными входами питания дифманометра, дифференциального усилителя, компаратора, с первым входом потенциометра, выход кбторого соединен с инвертйрующим входом компаратора, положительный вход питания которого соединен с положительными входами питания дифманометра и дифференциального усилителя, с выходом второго стабилизатора напряжения, вход которого соединен с катодом третьего диода и с положительной обкладкой второго конденсатора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что первый генератор включает два элемента ИЛИ-НЕ, три резистора, два потенциометра, конденсатор, переключатель, перекидной контакт которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ и с входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход, которого соединен с первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соединена через первый резистор с входом первого элемента ИЛИ-НЕ и с входами первого и второго потенциометров, выход последнего через второй резистор соединен с нормально открытым контактом переключателя, нормально закрытый е контакт которого через третий резистор соединен с выходом первого потенциометра, а выходом первого генератора является выход второго элемента

ИЛИ-НЕ.

1464094

Сигнал на быхобе

c четника 7у

Сигнал на &оде регистра ZZ

Сигнал на 1-ок Вылоде регистра Г2

Сигнал на л-ною 8дгжФерегистра 22

Сигнал ио Владе комлоратооо 5

Сигнал на лрямом Вы.юбе триггера 7

Сигнал на транзисторном ключе 32

Сигнал на транзисторном ключе .И согнал на канденСатаре 41

Сигнал иа кандеисоаюое 4z

Сигнал йа конаенсаторе ю

СИгнал на кано енсаторе 0

Составитель Л.Вихляев

Техред М.Дидык

Редактор И. Горная

Корректор Л.Патай

Заказ 819/48 Тираж 788 Подлис ное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

t13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул. Гагарина,10t