Устройство для измерения длины дефектных участков изоляции провода

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для неразрушающего контроля качества изоляции проводов при их производстве и изготовлении. Цель - повышение точности измерения путем исключения погрешности, вызванной срабатыванием датчика при отсутствии, приближении и удалении дефектных участков изоляции. Делитель 7 напряжения и компаратор 8 разделяют сигнал с датчика 5 дефектов изоляции на уровень логической 1, что соответствует отсутствию дефекта, уровень импульсного сигнала, что соответствует приближению или удалению дефекта от датчика 5, и уровень логического 0 , что соответствует прохождению дефекта через датчик 5. При поступлении с компаратора уровня логического 0 счетчик формирователя начала импульса дефекта переходит в счетный режим и, если за время прохождения определенного числа импульсов скорости, например 3, сигнал с выхода компаратора 8 не изменяется, на выходе формирователя 9 по истечении этого времени устанавливается уровень логической 1, что в свою очередь устанавливает уровень логической 1 на выходе формирователя 10 окончания импульса дефекта. Это соответствует началу импульса дефекта. При поступлении с выхода компаратора 8 уровня логической 1 на выходе формирователя 9 появляется уровень логического 0 и, если за время прохождения определенного числа импульсов скорости, например, 6 на выходе формирователя 9 не устанавливается уровень логической 1, по истечении этого времени на выходе формирователя 10 устанавливается уровень логического 0, это соответствует окончанию импульса дефекта. Погрешность, вызванная задержкой формирователя 10, большей задержки формирователя 9, устраняется в блоке 6 вычитания, импульс с выхода которого поступает на разрешающий вход счетчика 3, на счетный вход которого через формирователь 2 импульсов скорости поступают импульсы с датчика 1 скорости. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 С 01 В 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 ЮИЗНМ

flA7EH7 1:,G

БИЬ> 7Q Q)yä авиа 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П1НТ СССР

1 (2 1) 4375269/25-28 (22) 10.02.88 (46) 15.11.89. Вюл. М 42 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Г.В.Смирнов, M.Â.Хабаров и Н.А.Косенчук (53) 53 1.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1112269, кл. G Oi N 27/68, 1983.

Патент ClliA 9 3983371, кл. G 01 В 9/32, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ

ДЕФЕКТНЫХ УЧАСТКОВ ИЗОЛЯЦИИ ПРОВОДА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для неразрушающего контроля качества изоляции проводов при их производстве и изготовлении. Цель — по-! вышение точности измерения путем исключения погрешности, вызванной срабатыванием датчика при отсутствии, приближении и удалении дефектных участков изоляции. Делитель 7 напряжения и компаратор 8 разделяют сигнал

„„Я0„„1522023 А1

2 с датчика 5 дефектов изоляции на уровень логической 1, что соответствует отсутствию дефекта, уровень импульсного сигнала, что соответствует приближению или удалению дефекта от датчика 5, и уровень логического 0,, что соответствует прохождению дефекта через датчик 5. При поступлении с компаратора уровня логического 0 счетчик формирователя начала импульса дефекта переходит в счетный режим и, если за время прохождения определенного числа импульсов скорости, например 3 сигнал с выхода компаратора 8 не изменяется, на выходе формирователя 9 по истечении этого времени устанавливается уровень логической 1, что в свою очередь устанавливает уровень логической 1 на выходе формирователя 10 окончания импульса. Это соответствует началу импульса дефекта. При поступлении с выхода компаратора 8 уровня логической 1 на выходе формирователя 9 появляется уровень логического 0 и, если за время прохож1522023 дения определенного числа импульсов скорости, например 6, .на выходе формирователя 9 не устанавливается уровень логической 1, по истечении этого времени на выходе формирователя 10

5 устанавливается уровень логического, О, что соответствует окончанию импульса дефекта. Погрешность, вызванИзобретение относится к электро.5

-. ехнике и может быть использовано для неразрушающего контроля качества изоляции проводов при их производстве и изготовлении иэ них намоточных изделий: обмоток электрических двигате(лей, трансформаторов и т.д.

Цель изобретения — повышение точности путем исключения погрешности, вызванной срабатыванием датчика при отсутствии,.приближении и удалении дефектных участков изоляции проводов.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — эпюры напря,жений, поясняющие работу устройства; на фиг.3 — пример конкретного исполнения формирователей начала и оконча-. ния дефекта.

Устройство (фиг. 1 ) состоит из датчика 1 скорости., формирователя 2 импульсов скорости, счетчика 3, источника 4 напряжения, датчика 5 дефектов изоляции, блока 6 вычитания, делителя 7 напряжения, компаратора 8, формирователя 9 начала импульса дефекта и формирователя 10 окончания

40 импульса дефекта. Датчик 1 скорости подсоединен к входу формирователя 2 импульсов скорости, выход которого соединен с входами счетчика 3, формирователя 9 начала импульса дефекта, 45 формирователя 10 окончания импульса дефекта и блока 6 вычитания. Выход источника 4 напряжения соединен с датчиком

5 дефектов изоляции и входом делителя 7 напряжения. Выход датчика 5 дефектов изоляции подключен к первому входу

50 компаратора 8, к второму входу которого подключен выходы делителя 7 напряжения. Выход компаратора 8 подсоединен к второму входу формирователя

9 начала импульса дефекта, выход ко,торого подключен к второму входу фор, мирователя 10 окончания импульса де1фекта. Выход формирователя 10 окончаная задержкой формирователя 10, большей задержки формирователя 9, устраняется в блоке 6 вьчитания, импульс с выхода которого поступает на разрешающий вход счетчика 3, на счетный вход которого через формирователь 2 импульсов скорости поступают импульсы с датчика 1 скорости. 3 ил ° ния импульса дефекта соединен с вторым входом блока 6 вычитания, выход которого подключен к разрешающему . входу счетчика 3, Устройство работает следующим образом.

Сигнал с датчика дефектов изоляции (эпюра 2.2) разбивают условно на несколько эон. Первая зона наблюдается при подходе дефекта к датчику и зажигания коронного разряда. Она характеризуется импульсным напряжением с выхода датчика, причем амплитуда импульсов в начальный момент времени практически не отличается от напряжения с выхода датчика дефектов при отсутствии дефектов. По мере приближения дефекта амплитуда импульсов уменьшается. Отдельные импульсы появляются на значительном расстоянии от дефектов, что связано с поверхностной проводимостью изоляции. Эта зона имеет большую нестабильность по протяженности, так как процесс зажигания коронного разряда зависит от множества факторов, например рельефа дефекта, наличия загрязнений и т.д.

Вторая зона — прохождение дефекта через датчик. Она характеризуется значительным уменьшением амплитуды импульсов с датчика, однако на ней возможны отдельные участки с довольно высокой амплитудой импульсов, что связано с ограничением тока через датчик с целью исключения возможности повреждения изоляции, а также с неоднородностью рельефа и наличием загрязнений поверхности. Эта зона значительно стабильней по длитель- ности первой зоны, так как расстояние между датчиком и дефектом минимально и практически неизменно.

Третья зона — удаление дефекта от датчика, также нестабильна по

15?2023 длительности и характеризуется увеличением амплитуды импульсов с датчика дефектов.

Сигнал с датчика 5 дефектов изоляции (эпюра 2.2) поступает на вход

5 компаратора 8, где его амплитуда сравнивается с постоянным напряжением на делителе 7 напряжения, Напряжение на . делителе 7 напряжения (эпюра 2.2) !О выставляется порядка 0,7-0,9 выходного напряжения датчика 5 дефектов. изоляции при отсутствии дефекта. Верхнее значение этого диапазона выбрано с учетом помехоэащищенности прибора, !5 нижнее - с учетом точностных характеристик. В связи с тем, что на вход делителя 7 напряжения подают напряжение питания датчика 5 дефектов изоляции, это соотношение напряжений не зависит от величины напряжения питания. На выходе компаратора 8 появляется положительный потенциал, если напряжение с выхода датчика 5 дефектов изоляции больше, напряжения с делителя 7 напряжения (эпюра 2.3).

Использование делителя 7 напряжения и компаратора 8 позволяет разделить сигнал с датчика 5 дефектов изоляции: уровень "!" на выходе компара- 30 тора 8 соответствует отсутствию дефекта, импульсный сигнал — приближению или удалению дефекта от датчика, уровень "0" — прохождению дефекта через датчик.

Формирователи начала и окончания импульса дефекта изоляции могут быть выполнены, например, на микросхемах

К176ИЕ8 и К176ЛА7. На фиг.3 показано А — вход для подачи импульсов ско- 40 рости;  — вход для сигнала с компаратора 8; С вЂ” выход формирователя 9 начала импульса дефекта; D — выход формирователя 10 окончания импульса дефекта. Данным точкам соответству- 45 ют следующие эпюры напряжений, изображенные на фиг.2; А — 2.1; В - 2.3;

С вЂ” 2.4; D — 2.5. В исходном состоянии с выхода компаратора 8 поступает напряжение "1", счетчик К176ИЕ8 находится в нулевом положении, в точке С имеется потенциал "0", следовательно, разрешен счет на втором счетчике К176ИЕ8, а так как на его вход поступают импульсы скорости, он находится в положении "0" и на выходе всей схемы (точка D) присутствует "0"

При поступлении с компаратора Ь уровня "0" первый счетчик переходит в счетный режим и за время прохождения определенного числа импульсов скорости (в данном случае 3) с выхода компаратора 8 не поступает уровень

"1", то потенциал в точке С (выход формирователя 9 начала импульса дефекта) по истечении этого времени устанавливается равным "1", что, в свою очередь, устанавливает "1" на выходе формирователя 10 окончания импульса дефекта,. что соответствует началу импульса дефекта. При поступлении с выхода компаратора 8 уровня "1" на выходе формирователя 9 начала импульса дефекта (точка С на фиг.3) появляется уровень "0" и, если за время прохождения определенного числа импульсов скорости (в данном случае b) в точке С вновь не установится уровень "1", то по истечении этого времени на выходе формирователя 10 окончания импульса дефекта установится уровень "0", что соответствует окончанию импульса дефекта. Таким образом формирователь 9 начала импульса дефекта позволяет исключить зоны отсутствия дефекта и приближения дефекта к датчику из сигнала с датчика 5 дефектов изоляции. Задержка в формирователе необходима из-за отсутствия четкой границы дефекта изоляции, а значит, возможности увеличения амплитуды импульсов с датчика вслед за ее уменьшением. Формирователь 10 окончания импульса дефекта дает воэможность исключить из импульса дефекта зону удаления дефекта от датчика, а также отдельные участки, на которых амплитуда импульсов с датчика превышает напряжение на делителе 7 напряжения. Из эпюр напряжений 2.4 и 2.5 следует, что для нормальной. работы устройства задержки в формирователе

10 окончания импульса дефекта больше, чем в формирователе 9 начала импульса дефекта, что создает систематическую погрешность в формировании импульса дефекта. Погрешность устраняется в блоке 6 вычитания. Импульс дефекта с выхода формирователя 10 окончания импульса дефекта поступает на первый вход блока 6 вычитания, на второй его вход поступают импульсы скорости, на выходе блока формируется импульс, который начинается через время прихода определенного заранее установленного числа импульсов скорости после начала .импульса дефекта, 1522023

Рие. 2 и заканчивается одновременно с ним.

Данный импульс .поступает на разрешающий вход счетчика 3, на счетный вход которого через формирователь 2 импульсов скорости поступают импульсы с датчика 1 скорости. Количество импульсов скорости, зарегистрированных счетчиком 3, пропорционально протяженности дефектного участка изоляции провода.

Таким образом, использование делителя напряжения, компаратора, формирователя начала импульса дефекта, формирователя окончания импульса дефекта позволяет выделить из сигнала датчика дефектов изоляции наиболее стабильный по протяженности участок, исключить влияние отдельных выбросов напряжения. Возникающая при этом систематическая погрешность измерений учитывается одновременно с зоной разрешения датчика дефектов изоляции.

Формула из обретения

Устройство для измерения длины дефектных участков изоляции провода, содержащее датчик дефектов изоляции, выходом соединенный с ним источник напряжения, последовательно соединенные датчик скорости, формирователь импульсов скорости и счетчик, и блок вычитания, выход которого соединен с вторым входом счетчика, а первый вход — с выходом формирователя импульсов скорости, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными делителем напряжения, компаратором, формирователем начала импульса дефекта и формирова 5 телем окончания импульса дефекта, выход источника напряжения соединен с входом делителя напряжения, выход датчика дефектов изоляции — с вторым входом компаратора, выход формирователя импульсов скорости — с вторыми входами формирователя начала импульса дефекта и формирователя окончания импульса дефекта, выход которого сое25 динен с вторым входом блока вычитания.

1522023

Составитель Л.Крюкова

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Ходанич Корректор

М. Максимишинеп

Заказ 6948/37 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин», 101