Способ контроля состояния химического источника тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (n)959189 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено17. 12. 80 (21) 3220679/24-07 11 М g 3

Н 01 М 10/48 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (531УДК 621. 355. . 1 (088. 8) Опубликовано15. 09.82. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 15.09 82 @с Г .: @

Ф. И. Кукоз, О, Н. Любиев, В. Г. Чернов Я, А. Е. Койфман 1 5 (72) Авторы изобретения

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО

ИСТОЧНИКА ТОКА

Изобретение относится к электрогехнике, в частности к способам контроля состояния химических источников тока (ХИТ) в процессе их производства и эксплуатации.

Под контролем состояния ХИТ понимаем оценку и указание конкретных причин ухудшения эксплуатационных характеристик или полной потери работоспособности, а также оценку степени заряженности (прогнозирование отдачи в конкретных условиях) при их. нормальной эксплуатации.

Известны способы контроля. состояния

ХИТ, основной целью которых является определение их степени заряженности, без проведения полного разряда путем измерения напряженности на его клеммах при кратковременном разряце на контрольное сопротивление (1) или кратковременной имитации рабочей нагрузки f2), путем измерения разности между валичиной ЭДС источника и постоянным опорным напряжением $3), путем измерения степени поглощения инфракрасного излучения материалом электрода t4 1, путем анализа пульсаций напряжения на их клеммах, вызванных поляризацией электродов пульсирующим током (5 ), путем заряда изменяющимися ..о величине постоянным током и регистрации его величины, при которой начинается газовыделение в испытуе" мом источнике (6).

Известны также способы контроля состояния ХИТ основной целью которых является выявление источников. имеющих токи утечки, путем регистрации и сопоставления электрического параметра до и после хранения электрической емкости (7$, напряжений(8), а также путем измерения омического сопротивления между разнополярными электродами источника, находящегося в рабочем состоянии 59) или при охлаждении последнего до ЭДС .равной нулю (10), кроме этого, путем измерения установившегося значения тока при подаче напряжения ет постороннего источника, превышающего ЭДС испытуемого (11) и 12) или тока подзаряда, обеспечивающего постоянство напряжения испытуемого .источника (13) .

Однако способы 1 - (5 ) позволяют установить наличие неисправностей в испытуемом источнике только в том случае, когда измеряемая величина значительно выходит за пределы измерения, т.е. когда эксплуатационные характеристики дефектного источника

959189

Цель изобретения — обнаружение и идентификация неисправностей и снижение затрат времени.

С этой целью в способе контроля состояния ХИТа путем пропускания через него переменного электрического тока измеряют величины напряженности магнитного поля той же частоты, что и входной ток на наружной поверхности его корпуса, по величинам которых определяют состояние источника, сравнивая их с соответствующими данными для исправного химического источника тока.

Сущность и новизна изобретения заключается в том, что определяется наличие дефектов по изменению распределения переменного тока в электродах испытуемого источника, а распределение тока в электродах устанавливается по величине напряженности магнитного поля, обусловленного его прохождением по элементам конструкции испытуемого источника, измеряя ее в непосредственной близости от его наружной поверхности. определение конкретных мест, где величина магнитного поля, обусловленная прохождением переменного тока по электродам аккумулятора, отклоняется от соответствующих величин, для исправного источника тока дает возможность индентифицировать характерные для данного типа источников дефекты. Расширение области применения на ХИТ различных систем и конструктивных исполнений, в том числе и герметичных, снижение затрат времени и электроэнергии достигается исключением продолжительного и энергоемкого процесса заряда испытуемого источника. Упрощение проведения контроля состояния обусловлено тем, что измерение напряженности переменного магнитного поля является одним из наиболее отработанных электромагнитных измерений и потому легко доступных и осуществимых с большей степенью точности результатов.

Выбор частоты и величины тока, пропускаемого через испытуемый ХИТ, обуславливается следующим: величина напряженности магнитного поля, обусловленная прохождением указанного тока, должна надежно превышать уровень случайных помех, измерения не должны оказывать разрушакщего действия на испытуемый источник, а также должны вызывать равномерную поляризацию электродов исправного источника.

Это, в свою очередь, зависит от типа испытуемого источника и применяемой аппаратуры для измерения напряженности магнитного поля. I р и м е р. Контролируют состояние свинцовокислотных аккумуляторов батарей типа 12-ст-70. Через аккумуляторы, имеющие различные дефекты, снижаются в значительной мере. Установление;.;е конкретных причин снижения эксплуатационных характеристик указанными способами невозможно, а способом (6 ) невозможно даже выявить дефектный химический источник тока э

Известные способы контроля состояния химических источников тока, основной целью которых является выявление источников, имеющих токи утечки,позволяют обнаружить только те дефекты, 30 которые вызвали наличие . тока утечки в испытуемом источнике..

Известен также способ, согласно которому контроль состояния ХИТа проводится следующим образом. Через полностью разряженный источник пропускают постоянный (зарядный) ток, измеряя количество электричества, пропущенного через него и объем выделившегося газа за время полного заряда. Расчетным путем определяют количество электричества, необходимого для выделения измеренного объема газа и вычитают его из количества электричества, пропущенного через источник за время полного заряда, Сравнивая величину полученной разности с номинальной емкостью,определяют состояние источника (14) .

Этот способ позволяет определить необратимое снижение электрической емкости, т.е. обнаружить неисправности, снижающие эксплуатационные характеристики источника, однако их идентификация невозможна (например для свинцовокислотных аккумуляторов 35 невозможно различить необратимую сульфатацию отрицательных электродов от разрушения нижней части положительных электродов в результате коррозии). Способ продолжителен во време- 40 ни. его применение требует значительных затрат электроэнергии,(испытуемый,предварительно разряженный источник необходимо полностью зарядить) и использования сложного и.малочувст-45 вительного устройства. Кроме того, способ применим только для негерметичных.аккумуляторов, т.е. область

его применения ограничена.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является crrocoC контроля состояния ХИТа путем измерения величины переменной составляющей напряжения на клеммах ХИТ при пропускании через него переменного 55 электрического тока . 15».

Однако этот способ позволяет установить наличие неисправностей в .испытуемом источнике, без указания конкретных причин этих неисправное- бО тей, только в том случае, когда измеряемая величина значительно выходит за пределы, соответствующие исправному ХИТ. Кроме того, известный способ.длителен. 65

959189 пропускают переменный ток 20 A промышленной частоты 50 Гц, измеряют вели— чины напряженности магнитного поля той же частоты на наружной поверхности его корпуса, по последним определяют состояние аккумулятора; сравнивая их с соответствующими данными для исправного аккумулятора.

Напряженность переменного магнитного поля определяют датчиком, представляющим собой катушку индуктивности

Способ

Контрольный

Предлагаемый

Покаэания прибора, мВ для испытуемого аккумуля, тора, Продолжительность опреде" ления неисправ ностей,ч

Характеристика неисправ- ностей

Затраты электроэнергии, кВт/ч

Затраты электроэеер гни, кВт/ч

Емкость от номннальной, 6

Чродолжительность определения неисправ иостей,ч

Характеристика неисправностей

Положение датчиха на наружной поверхности аккумулятора

60

4,2

Верхняя часть пластин

4,2

Глубокая сульфатация отрицательных пластин

1,0

Нижняя часть пластич

1,0

0,0167 0,0015

8 0,12

5,2

4,2

Верхняя часть пластин

Понижение

120 мм от дна аккумулятора

Э,О

5,0

0,15 уровня

Нижняя часть пластины

1.0 электролита

4,2 Чреэмерная

Э,1

4,0

ЭО

Верхняя асть пластины корроэия положительных пластин

Нижняя часть пластины

1,0

0,2

Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет проводить идентификацию неисправностей, снизить затраты на электроэнергию в 100 раз, сократить время на определение состояния в

300 — 400 раз. Кроме того, он упрощает проведение контроля состояния и может быть применен к ХИТ самых различньх систем, конструкций и назна-. чений.

1. Авторское свидетельство СССР

65 9 550708, кл. И 01 М 10/48, 1973.

Формула изобретения

Способ контроля состояния хими-. ческого источника тока путем пропускания через него переменного с незамкнутым П-образным сердечником из шихтованной электротехнической стали, включенным на вход милливольтметра переменного тока. С целью получения сравнительных данных параллельно проводят контроль состояния аккумуляторов по способу, например (14).

В таблице представлены денные по определению состояния аккумуляторов батареи 12-ст-70 предлагаемым и контрольным способами.

0,0167 0,0015 - 10

0,0167 0,0015 - 5 0,07.электрического тока, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обнаружения и идентификации неисправностей>снижения затрат времени, измеряют величины напряженности магнитного поля той же частоты, что и входной ток на наружной поверхности его корпуса, по величинам которых определяют состояние источника, сравнивая их с соответствующими данными для исправноФ

ro аналогового химического источника тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

959189

Составитель И. Найдина

Техред М.Рейвес

Корректор В. Бутяга

Редактор T. Митрович е

Тираж 761

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Подписное

Закаэ 7052/71

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Заявка ФРГ 9 ..2461342, кл. Н 01 М 10/48, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР ,М 504264,.кл. Н 01 М 10/42, 1974.

4. Патент США 9 3460995, кл. 136-182, 1969.

5, Авторское свидетельство СССР .9 635541, кл. Н 01 N 10/48, 1976.

6 . Авторское свидетельство СССР

9 482841, кл. Н 01 М 10/48, 1973.

7. Патент C2IA 9 3750011, кл. G 01 R 27/42, 1974. 8. Авторское свидетельство СССР

9, 543049, кл. В 01 М 10/42, 1975.

9. Патент Франции В 2090071, кл. Н 01 М 45/00, 1971.

10. Авторское свидетельство СССР и 444285,кл. Н 01 М 10/42, 1973.

11. Авторское свидетельство СССР

Ф 261506, кл. К 01 М 10/48, 1968.

12. Авторское свидетельство СССР

Р 599301, кл. Н 01 М 10/48, 1976.

13. Авторское свидетельство СССР

9 629570, кл. Н 01 М 10/42, 1977.

l0 14. Патент ЧССР Р 141235, кл. 21 Ь 26/02, 1971.

15. Авторское свидетельство СССР

9 514384, кл. Н 01 М 10/48, 1973.