Устройство контроля частоты пульсаций электрических параметров при контактной стыковой сварке оплавлением

Устройство контроля частоты пульсаций электрических параметров при контактной стыковой сварке оплавлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (912438

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.03.80 (21) 2911078/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К ..

В 23 К 1 1/04

Гевударствелинй комитет (53) УДК 621.791. .762 (088.8) СССР

Опубликовано 15.03.82. Бюллетень №10

Дата опубликования описания 15.03.82 по делан извбретвний и открытий

О. С. Лабадзе, А. Б. Иванов, Г. Л. Гелазония и Н. ф. Нижегольский"

» с

Институт систем управления АН Грузинскф ССР

»". :; » », »» (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО КОНТРОЛЯ ЧАСТОТЫ ПУЛЬСАЦИЙ

Э,ЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ КОНТАКТНОЙ

СТЫКОВОЙ СВАРКЕ ОПЛАВ,ЛЕНИЕМ

Изобретение относится к стыковой контактной сварке и может быть использовано в черной и цветнбй металлургии.

Известно .устройство контроля частоты пульсаций тока, реализованное в самонастраивающейся системе регулирования процесса, содержащее чувствительный элемент, подключенный к трансформатору тока, фильтр высокочастотных помех, формирователь импульсных сигналов и частотомер, прИ этом чувствительный элемент соединен

10 с фильтром высокочастотных помех, который в свою очередь, подсоединен к формирователю импульсных сигналов, подключенному к частотомеру, который преобразует сигналы в потенциальный сигнал (1).

Недостатком этого устройства является тз необходимость фильтрации сигнала от высокочастотных помех и преобразования импульсных сигналов в потенциальный с помощью частотомера, что снижает достоверность, а следовательно, и точность контроля.

Известно также устройство контроля частоты пульсаций вторичного напряжения, реализующее способ стыковой контактной сварки оплавлением, содержащее последовательно соединенные чувствительный элемент, 2 фильтры нижних и, верхних частот контролируемого параметра и конденсаторный часто- томер (2).

Однако это устройство имеет низкую точность контроля, обусловленную как фильтрацией сигналов, так и преобразованием информационных сигналов с помощью конденсаторного частотомера, токи утечки которого снижают достоверность преобразования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для контроля частоты пульсаций, реализованное в устройстве для контроля процесса стыковой контактной сварки оплавлением, содержащее последовательно соединенные чувствительный элемент, фильтр нижних частот; служащий для защиты от высокочастотных помех, заграждающий фильтр, настроенный на частоту 50. Гц, двухполупериодный выпрямитель, усилитель, ограничитель, частотный детектор, преобразующий информационный сиг нал в сигнал постоянного тока, усилитель мощности и самописец-регистратор, произво-. дящий запись в единицах частоты на бумажную ленту и RC-генератор, подключенный

912438 ко входу усилителя и предназначенный для калибровки шкалы, настроенной на частоту

1000 Гц (3).

Недостатком этого устройства является низкая достоверность и точность контроля, обусловленная необходимостью применения элемента фильтрации, двухполупериодного преобразователя и частотного детектора.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее чувствительный элемент, усилитель и регистрирующее устройство, введены последовательно соединенные фильтр постоянной составляющей, первый дифференцирующий элемент, элемент выбора сигналов одной полярности, формирователь импульсных нормированных сигналов и сумматор, а также последовательно соединенные компаратор, второй дифференцирующий элемент и формирователь управляющих сигналов, при этом последний подключен к другому входу сумматора, выход которого соединен с регистрирующим устройством, а чувствительный элемент через усилитель соединен с компаратором и фильтром постоянной составляющей.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства контроля частоты пульсаций электрических параметров; на фиг. 2 диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства, где U< — сигнал с чувствительного элемента; Uz — усиленный сигнал;

U — сигналы с первого дифференцирующего элемента; U — выделенные сигналы одной полярности; U g — импульсные нормированные сигналы; Uq — сигналы компаратора; U — сигналы со второго дифференцирующего элемента; U< — управляющие сигналы.

Устройство содержит чувствительный элемент 1, усилитель 2, фильтр 3 постоянной составляющей, первый дифференцирующий элемент 4, элемент 5 выбора сигналов одной полярности, формирователь 6 импульсных нормированных сигналов, сумматор 7, компаратор 8, второй дифференцирующий элемент 9, формирователь 10 управляющих сигналов и регистрирующее устройство 11, при этом чувствительный элемент соединен со входом усилителя 2, его выход соединен с последовательно соединенными фильтром 3 постоянной составляющей, первым дифференцирующим элементом 4, элементом 5 выбора сигналов одной полярности, формирователем 6. импульсных нормированных сигналов, выход которого подключен к счетному входу сумматора 7, и с последовательно соединенным компаратором 8, вторым дифференцирующим элементом 9 и формирователем 10 управляющих сигналов, выход которого подсоединен к управляющему входу сумматора, а выход сумматора соединен с регистрирующим устройством 11.

Устройство работает следующим образом.

Чувствительный элемент 1 выполнен в виде двух идентичных преобразователей

Холла, установленных по обе стороны от шины неподвижной станины стыкосварочной машины вдоль перемещения подвижной.

Преобразователи Холла соединены после-, довательно, поэтому высокочастотные помехи компенсируются. Тактовые электроды преобразователей Холла подключают либо к стабилизатору тока, либо к датчику вто ричного напряжения, подключенного к губкам стыкосварочной машины, при этом на выходе чувствительного элемента формируется сигнал, пропорциональный току или мощности, соответственно. Усиленный в усилителе 2 информационный сигнал (фиг. 2 поступает. на выход фильтра постоянной составляющей 3. Фильтр - выполняет функцию предварительного дифференцирования для выявления слабых пульсаций и формия рования переднего и заднего фронтов пульсаций. Роль фильтра постоянной составляющей выполняет, например конденсатор. Сигнал с фильтра поступает на вход первого дифференцирующего элемента 4, который формирует импульсные сигналы U равной

25 полярности, соответствующие моментам наступления пульсации. Одной пульсации соответствует два равнополярных сигнала, элементом выбора сигналов одной полярности 5 (например, диодом или поляризованным конденсатором) осуществляют операцию выбора однополярных сигналов U4.

Амплитуда и крутизна полученных сигналов

U4 различна, и для исключения возможной потери импульса эти импульсы преобразуют в импульсные нормированные сигналы в формирователе 6. Эти импульсы далее поступают непрерывно на счетный вход сумматора 7. Работой сумматора управляют импульсные сигналы, сформированные последовательным дифференцированием сигналов Uq с компаратора 8, подключенного к выходу усилителя и формированием по сигналам U управляющих сигналов

Эти сигналы появляются только в момент, прохождения через нуль основного информационного сигнала.

4 В это время отсутствуют пульсации, так как наступает технологическая пауза в сплавлении. Длительность управляю1цего сигнала

1„С выбирают из условия

<1 (tó.с.+4 где t — время считывания информационного сигнала (10 с);

t — время начала пульсации в следующем полупериоде (3 — 5) X 104 с. поэтому потеря информационного импульса полностью исключается.

Передним фронтом управляющего сигнала производится считывание набранного числа в сумматоре, а задним — сброс и подготовка сумматора к счету импульсов в следующем полупериоде.

912438

Таким образом, число пульсаций за полупериод характеризует частоту пульсаций контролируемых электрических параметров.

Информация о частоте пульсаций посту. пает в регистрирующее устройство (например, типа Щ 68000 К), обеспечивающего последовательную распечатку поступающей информации. Для получения аналогового сигнала о частоте пульсации выход сумматора необходимо подключить к цифроаналоговому преобразователю и далее производить запись известными средствами.

Использование предлагаемого устройства повышает точность контроля за счет получения информационного сигнала без высоко частотных помех, предварительного выявления слабых сигналов и последующего их дифференцирования, нормирования сигналов одной полярности и исключения потери информационных импульсов путем осуществления считывания в моменты наступления технологических пауз в оплавлении.

Формула изобретения

Устройство контроля частоты пульсаций электрических параметров при контактной стыковой сварке оплавлением, содержащее чувствительный элемент, усилитель и регистрирующее устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля в него введены последовательно соединенные фильтр постоянной составляющей первый дифференцирующий элемент, элемент выбора сигналов одной полярности, формирователь импульсных нормированных сигналов и сумматор, а также последовательно соединенные компаратор, второй дифференцирующий элемент и формирователь управляющих сигналов, при этом последний подключен к другому входу сумматора, выход которого соединен с регистрирующим устройством, а чувствительный элемент через усилитель соединен с компаратором и фильтром постоянной составляющей.

Источники информации, принятые во вниманце при экспертизе

1. Патон Б. Е., Лебедев В. К. Электрооборудование для контактной сварки. М., «Машиностроение», !969, с. 233.

2. Авторское свидетельство СССР № 239454, кл. В 23 К 11 04, 20.07.67.

3. Авторское свидетельство СССР № 159247, кл. В 23 К 1 1/04, 21.02.62 (прототип).

912438

Р2 ко

Составитель Г. Чайковский

Редактор И. Касарда Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ 1247/19 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул: Проектная, 4