Способ бесконтактного контроля электромагнита и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Социалистических

Рвспубпмк

О П И С А Н И Е,»,96458З

ИЗОБРЕТЕНИЯ к авторском свиднильств (6() Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02 03. 81 (21) 3256781/24-07 (51) М. Кп. с присоединением заявки ¹

G 05 В 23/02

Н 01 Н 49/00

Воуаарстеенный комитет (23) Приоритет оо делом изобретений н открытий

Опубликовано 07. 1 О. 82. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 1 0 . 1 0 . 82 (53) УДК 621.,318.562.004, 5(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Д. Завирухо, Ю.Е. Латынин, E.М. Павлов и А. E. Масг1ов - " азий .(ЫТИ0.

1 ЕХнич.„г„,- . (7I) Заявитель

v (54) СПОС Ь EECKOHTAKTHOIO КОНТРОЛЯ

ЭЛЕКТРОМАГНИТА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля работы электромагнитов непосредственно в условиях их эксплуатации, например, входящих в состав гидравлических злектроманипуляторов.

Известен способ бесконтактного контроля электромагнитов, которым как правило, определяют нормальное или ненормальное срабатывание электромагнита при подаче на его обмотку управляющего сигнала, базируясь при этом на свойства обмотки электромагнита менять свою индуктивность при изменении положения якоря (1 ).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ бесконтактного контроля срабатывания электромагнита, основанный на выделении переменной составляющей тока обмотки электромагнита и пре разования ее в энергетические импульсы, которыми воздеиствуют на счетное устройство, причем первым из сформированных импульсов запускают счетное устройство, а вторым в сочетании с импульсом ЭДС выключения фик5 сируют факт срабатывания контролируемогоо электромагнита (2 1.

Недостатком известного способа является невозможность контроля l1c правности воспринимающей части контролируемого электромагнита.

Известны устройства для реализации способов бесконтактного контроля электромагнита, содержащие блок питания, дифференцирующее устройство, пороговые элементы, счетчик электрических импульсов и сигнализаторы (3).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст—

2о ройство для осуществления способа бесконтактного контроля электромагнита, содержащее блок питания, через выключатель подключенный к обмотке

964583 контролируемого электромагнита и резистору, подключенному к входу дифференцирующего усилителя, выход которого соединен с линейным детектором«ограничителем и блоком снятия

5 импульса конечного положения якоря контролируемого электромагнита, двоичный счетчик, выход которого подключен через один триггер к сигнальной лампе, а выход блока снятия им- 1р пульса соединен через другой триггер с другой сигнальной лампой t 4 ).

Однако известное устройство имеет недостаточную информативность выполняемого с его помощью контроля ввиду отсутствия информации о неисправности непосредственно самой обмотки контролируемого электромагнита.

Цель изобретения - повышение качества контроля электромагнита за 2р счет обеспечения воэможности контроля его воспринимающей части.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе бесконтактного контроля электромагнита путем выделения пе- gg ременной составляющей тока обмотки электромагнита и преобразования ее в электрические импульсы, которыми воздействуют на счетное устройство,, в момент подачи управляющего сигна1ла на обмотку контролируемого эЛектромагнита формируют дополнительный электрический импульс, с которого с помощью счетного устройства начинают счет сформированных импульсов, при35 чем при количестве электрических импульсов, поступивших на счетное устройство за один цикл контроля, равном единице, фиксируют неисправность Вос принимающей части контролируемого

4О электромагнита при количестве электрических импульсов, равном двум— неисправность подвижной или исполнительной части электромагнита, а при количестве .электрических импульсов, 45 равном трем, — нормальное срабатывание электромагнита.

Причем в устройство для осуществления способа бесконтактного контроля электромагнита, содержащее датчик

50 тока, подключенныи к соединенным последовательно с выводами для подключения обмотки контролируемого электромагнита выключателю и блоку питания, дифференцирующий блок, одну схему совпадения, счетчики импульсов и сигналиэаторы несрабатывания и срабатынания контролируемогo электоомагнита, введены усилитель пер ми ного тока, пороговый элемент, блок задержки, вторая. схема совпадения и сигнализатор неисправности электромагнита, причем входы блока задержки и дифференцирующего блока подключены к тачке соединения выключателя и выводов для подключения обмотки контролируемого электромагнита, усилитель переменного тока подключен к выходу датчика тока, выход усилителя переменного тока объединен с выходом дифференцирующего блока и через пороговый элемент подключен к счетному входу счетчика импульсов, у которого выход первого разряда соединен с одним входом первой схемы совпадения, выход второго разряда соединен с одним входом другой схемы совпадения, выход третьего разряда соединен с сигнализатором сраиатыиания контролиру емого электромагнита, к двум другим входам схем совпадения подключен выход блока задержки, а выходы первой и второй схем совпадения подключены соответственно к сигнализатору неисправности контролируемого электромагнита и сигналиэатору несрабатывания контролируемого электромагнита.

Причем счетчик импульсов выполнен в виде трехраэрядного счетчика с унитарным кодированием.

На фиг. 1 приведены диаграммы преобразования электрических сигналов при контроле электромагнита, где aпри неисправной воспринимающей части электромагнита; Π— при несрабатывании электромагнита; s — при нормальном срабатывании электромагнита; на фиг. 2 — структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сущность способа контроля заключается в следующем.

При подаче управляющего сигнала на обмотку электромагнита на ней возникает скачок напряжения Ца (фиг. 1}.

Этот скачок напряжения преобразовывают B электрический импульс прямоугольной формы О, (фиг. 1а) и фиксируют как первый счетный импульс.

При неисправной обмотке электромагнитаа рабочий ток по ней протекать не будет (диаграммы на фиг. 1а). Это приводит к отсутствию формирования других счетных импульсов, предусмот" ренных предлагаемый способом контроля. При количестве счетных импульсов, равном единице, формируют сигнал Ос неисправности электромагнита, 964583

В случае, когда обмотка электромагнита исправна, но он по какой-то . причине не сработал (диаграммы на фиг. 16), через обмотку электромагнита протекает электрический ток вида 3з . Выделяют переменную составляющую этого тока i, огибающая которой позволяет сформировать второй счетный импугьс U<. При наличии двух счетных импульсов фиксируют факт не- !о срабатывания электромагнита (импульс !!С ) .

При нормальном срабатывании электромагнита ток через его обмотку имеет вид „ (диаграммы на фиг. 1 6). Вы- 15 деленная переменная составляющая тока имеет двухгорбный вид „„, что позволяет сформировать два счетных импульса. Общее количество счетных импульсов равно трем (Оф).

При таком количестве импульсов фиксируют факт срабатывания электромагнитата.

Показанный на фиг. 2 блок питания через выключатель 2 соединен с об-2s моткой контролируемого электромагнита 3, блоком задержки 4 и дифференцирующим блоком 5. Второй вывод обмотки электромагнита 3 соединен с датчиком 6 тока. Выход датчика тока сое- уу динен с усилителем 7 переменного тока, выход которого вместе с выходом дифференцируащего блока 5 соединен со входом порогового элемента 8. Выход порогового элемента 8 подключен к счетному входу трехразрядного счетчика 9 импульсов с унитарным кодированием. Выход первого разряда счетчика 9 соединен = входом первой схемы

10 совпадения выход второго счетчи 40 ка соединен с входом второй схемы l! совпадения. Вторые входы схем 10 и

1) совпадения подключены к выходу блока 4 задержки. Выход первой схемы 10 совпадения соединен с сигнали- 4S затором неисправности электромагнита 12. Выход второй схемы 11 совпадения соединен с сигнализатором несрабатывания электромагнита 13. Выход третьего разряда счетчика 9 импульсов соединен с сигнализатором срабатывания электромагнита 14.

В примере конкретной реализации устройства в качестве датчика 6 тока применен активный резистор. ПороSS говый элемент 8 ",редставляет собой триггер Шмитта. В качестве трехраз" рядного счетчика 9 импульсов с унитарным кодированием применен кольцевой регистр сдвига. Сигнализаторами 12-14, являются сигнальные лампочки.

Устройство функционирует следующим образом.

Для срабатывания электромагнита замыкается выключатель 2 и напряжение питания Ио (фиг. 1) с блока 1 питания подается на обмотку электромагнита 3, а также на элементы устройства контроля: блок 4 задержки и дифференцирующий блок 5. Блок 4 задержки формирует на своем выходе электрический сигнал U3 „, задержанный по отношению к входному сигналу на время, превышающее время перехо-ного процесса срабатывания электромагнита. Дифференцирующий блок 5 в момент подачи питающего напряжения на обмотку электромагнита формирует электрический импульс О который заводится на вход порогового элемента 8, При подаче сигнала на пороговый элемент 8 на его выходе формируется прямоугольный электрический импульс О (диа.граммы на фиг. 1а), который поступает на вход счетчика 9 импульсов. Трехразрядный счетчик импульсов с унитарным кодированием характеризуется тем, что see его состояния различаются положением единицы в одном из его разрядов при одинаковых и инверсных (нулевых) по отношению к рассматриваемому выходу состояниях на других выходах. 1аким образом, первый импульс, подаваемый на счетный вход счетчика, устанавливает в его первом разряде сигнал единицы 0у остальные разряды на р > своем выходе имеют сигнал нуля (О;, U,t равны О) .

При неисправной обмотке электромагнита электрический ток в цепи: обмотка электромагнита 3 — датчик 6 тока с,тсутствует, что является причиной отсутствия электрического сигнала как с датчика 6 тока, так и с усилителя 7 переменного тока. В результате этого состояние счетчика 9 импульсов, характеризуемое состоянием единицы s пnеeрpв оoм рpа з3р я деe, определяет неисправность электромагнита.

Сигнал с выхода первого разряда счетчика UZ поступает на один из

Р входов схемы 10 совпадения. На вто". рой вход схемы поступает сигнал с

6nowa 4 задержки О >,, При наличии двух сигналов на входе схемы 10 сов964583 падения на ее выходе формируется электрический сигнал неисправности электромагнита 0 . Временная задержка, вводимая йри формировании результирующего сигнала неисправности, вводится с целью исключения ложного срабатывания сигнализатора в течение переходного периода срабатывания электромагнита.

В случае, когда электромагнит ис- 10 правен, но по какой-то причине не сработал ток, протекающий в его обмотке 3 и в датчике 6 тока имеет вид

Эз, (здесь и далее диаграммы на фиг. 1 6). Электрический сигнал с дат- 1s чика 6 тока поступает на вход усилителя 7 переменного тока, который усиливает переменную составляющую тока „„ и подает ее нг вход порого-. вого элемента 8, Пороговый элемент 2О

8 под воздействием сигнала с усилителя 7 вырабатывает второй импульс

Оф, который заводится на счетный вход счетчика 9. Этот импульс Формирует на выходе второго разряда 2З счетчика 9 сигнал единицы U, а в остальных разрядах — сигнал йуля

Uy< и U,-„

Сигнал с выхода второго разряда счетчика U p поступает на вход вто- @ рой схемы 11 совпадения, которая от крывается (формирует на своем выходе сигнал единицы) сигналом с блока задержки 4-U д . С выхода второй схемы

11 совпадения сигнал UL> несрабатывания электромагнита поступает на сигнализатор неисправности электромагнита 13. Временная задержка формирования сигнала неисправности производится по тем же причинам, что и в первом случае.

При нормальном срабатывании электромагнита через его обмотку 3 и датчик 6 тока протекает ток формы g „ (здесь и далее диаграммы на фиг. 16).:

Сигнал с датчика 6 тока поступает на усилитель 7 переменного тока и далее на пороговый элемент 8. форма сигнала „,„ такова, что, поступая на пороговый элемент„ она приводит к сформированию на его выходе двух последовательнь х прямоугольных импульсов ОФ.

Первый из этих импульсов формирует на выходе второго разряда счетИ чика 9 сигнал единицы 0-,, второй на вых оде третьего разряда сигнал единицы U.. . Сигнал с выхода треть его разряд« счетчика 9 поступает на сигнализатор срабатывания электромагнита. Временная задержка, вводи" мая в первых двух случаях контроля состояния электромагнита, s данном случае не нужна, так как формирование третьего счетного импульса, характеризующего нормальное срабатыва; ние электромагнита, происходит в момент окончания переходного процесса срабатывания электромагнита.

Таким образом, предлагаемые средства (способ и устройство) контроля электромагнита позволяют формировать сигналы всех трех основных состояний электромагнита непосредственно в эксплуатируемой цепи: о нормальном срабатывании электромагнита; о несрабатывании электромагнита; о неисправности воспринимающей части электромагнита.

Это позволяет более качественно характеризовать техническое состояние эксплуатируемых электромагнитов в различных электрогидравлических системах и устройствах.

Предпочтительной областью использования изобретения являются различные электрогидравлические системы управления. В отдельных вариантах таких систем используется до двадцати и более электромагнитов, входящих в состав гидравлических электроманипуляторов.

Эффективная диагностика состояния электромагнитов, выполняемая с помощью предлагаемых средств контроля, позволяет уменьшить время поиска и устранения неисправностей. формула изобретения

1. Способ бесконтактного контроля электромагнита путем выделения переменной составляющей тока обмотки электромагнита и преобразования ее в электрические импульсы, которыми воздействуют на счетное устройство, отличающийся тем, что, с цельс повышения качества контроля, в момент подачи управляющего сигнала на обмотку контролируемого электромагнита формируют дополнительный электрический импульс, с которого с помощью счетного устройства начинают счет сформированных импульсов, причем при количестве электрических импульсов, поступающих на счетное устройство за один цикл контроля, равном единице, фиксируют неисправность воспринимающей части электромагнита, при количестве электрических импульсов, равном двум, — неисправность подвижной или исполнительной части электромагнита, а при количестве электрических импульсов, равном трем, - нормальное срабатывание электромагнита.

2. Устройство для осуществления способа бесконтактного контроля электромагнита, содержащее датчик тока, подключенный к соединенным последовательно с выводами для подключения обмотки контролируемого электромагнита выключателю и блоку питания, дифференцирующий блок,. одну схему совпадения, счетчики импульсов и сигнализаторы несрабатывания и срабатывания контролируемого электромагнита, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества контроля, в него введены усилитель переменного тока,. пороговый элемент, блок задержки, вторая схема совпадения и сигнализатор неисправности электромагнита, причем входы блока задержки и дифференцирующего блока подключены к точке соединения выключателя и выводов для подключения обмотки контролируемого электромагнита, усилитель переменного тока подключен к выходу датчика тока, выход усилителя переменного тока объе964583 10 динен с выходом дифференцирующего блока и через пороговый элемент подключен к счетному входу счетчика импульсов, у которого выход первого разряда соединен с одним входом первой схемы совпадения, выход второго разряда счетчика импульсов соединен с одним входом второй схемы совпадения, выход третьего разряда счетчика

10 импульсов подключен к сигнализатору срабатывания контролируемого электромагнита, к двум другим входам схем совпадения подключен выход блока задержки, а выходы первой и второй

15 схем совпадения подключены соответственно к сигнализатору неисправности контролируемого электромагнита и силнализатору несрабатывания контролируемого электромагнита, ро 3 Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что счетчик импульсов выполнен в виде трехразрядного счетчика с унитарным кодированием.

Источники информации, д принятые ва внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

Г 516602, кл. G 05 R 23/00, 1976, 2. Авторское свидетельство СССР

316079, кл. G 05 В 23/00, 1971

3ц (прототип)

3. Авторское свидетельство СССР

N 637791, кл. G 05 Б 23/00, 1977.

4. Авторское свидетельство СССР

N" 546856, кл. G 05 B 23/00, 1977.

964583

Составитель А. Андреев редактор B. Пазаоенко Техред Л. Пекарь

Корректор Н. Король

Тираж 9 l 4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7627/26

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