Генератор дугового разряда

За Н 03 К ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ свтсвсисиу свисвтввыствт жигом. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫЙФ(71) Калининградское высшее инженерное морское училище(56) 1. Журнал прикладной спектроскопии. 1973, т. Х 1 Х, У 1, с. 159.2. Авторское свидетельство СССР У 828379, кл. Н 03 К 3/53, 03.10.79.3. Авторское свидетельство СССР В 688982, кл. Н 03 К 3/53, 13.10.79. (54)(57) ГЕНЕРАТОР ДУГОВОГО РАЗРЯДА, содержащий источник переменного напряжения, соединенный первым выходом со входом стабилизатора тока дуги, блок управления поджигом, соединенный своим выходом с одним электродом аналитического разрядного промежутка,второи электрод которого соединен собщей шиной, и катушку индуктивности, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точностиспектрального анализа, повышениястабильности и надежности генератора,в него дополнительно введены блоквнешнего управления разрядом, блоксравнения и счетчик энергии цугов,при этом вход блока внешнего управления разрядом соединен со вторымвыходом источника переменного напряжения, а выход - с первым входом блока управления поджигом, ко второмувходу которого подключен выход бло"ка сравнения, вход которого черезсчетчик энергии цугов соединен с выходом стабилизатора тока дуги, катушка индуктивности включена междувыходом счетчика энергии цугов итретьим входом блока управления подИзобретение относится к спектрофотометрии, в частности к источникамвозбуждения спектра, и может бытьиспользовано в установках для спектрального анализа веществ. 5Известен широкодиапазонный генератор с электронным управлением, содержащий источник переменного напряжения,амплитудный компаратор, делитель частоты, усилитель, реле времени, уст Оройство управления тиратроном, тиратрон, выполняющий роль электронногоключа, разрядный контур 1) .Генератор обеспечивает получениевысокой точности и унификации спектрального анализа при совместной работе с различными регистрирующимиспектральными приборами и построенпо принципу "двойного питания" с использованием реле времени в качестве щ 0датчика экспозиции (экспозиция - время горения дуги, в течение которогопроизводится возбуждение спектра,т.е. воздуждение определенного количества цугов дуги, несущих полезную динформацию об анализируемом веществе). Очевидно, что количество цуговполностью зависит от стабильности реле времени. Следовательно, от стабильности работы реле зависит и точ- З 0ность анадиза. Эта зависимость является существенным недостатком указанного генератора.Другим серьезным недостатком данного технического решения является35зависимость тока дуги от таких факторой, как стабильность питающего дугу напряжения, изгорайие электродованалитического промежутка в процессеанализа,40Нестабильность тока дуги приводит к значительным разбросам информативной стабильности цугов дуги при очень стабйльной работе задатчика экспозиции. Так как основным информативным 45 элементом дуговых генераторов являются цуги дуги, то, естественно, достоверность информации в данном случае зависит не только от их количества, но и от параметров самих цугов, 50 которые, в свою очередь, имеют прямую зависимость от амплитуды питающего дугу переменного напряжения, и от его формы, которая Ро многих прАктических случаях имеет значительные 55 флуктуации.Следовательно, укаэанный генератор не может обеспечить высокую точность спектрального анализа при наличии таких дестабилизирующих факторов, как нестабильность работы задатчика экспозиции, колебания напряжения, питающего дугу, отклонение его формы от синусоидальной.Известен также дуговой генератор, содержащий синхронизированную от сети схему управления фазой поджига дуги, выходом подключенную к первичной обмотке выходного трансформатора поджигающих импульсов, вторичная обмотка которого соединена через рабочий разрядный промежуток с обкладками блокирующего конденсатора, подсоединенного к питающей сети через дополнительный элемент, параллельно блокирующему конденсатору подсоединены цепочКа из последовательно соединенных токоограничивающего элемента и управляемого ключа, управляющий вход которого через согласующее устройство и регулятор задержки импульсов подключен к выходу схемы управления фазой поджига дуги через дополнительную вторичную обмотку выходного трансформатора поджигающих импульсов 21 .Экспозиция в данном устройстве также задается с помощью реле времени, следовательно, н этому генератору присущи недостатки описанного генератора 111.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является генератор дугового разряда, содержащий источник переменного напряжения, к которому последовательно подключены стабилизатор тока дуги, блок управления поджигом дуги, разрядный контур и один электрод аналитического разрядного промежутка, стабилизатор тока дуги, состоящий из регулятора тока дуги, датчика тока дуги, интегратора и усилителя мощности, при этом регулятор и датчик тока дуги включены последовательно с дросселем в цепь питания аналитического промежутка, причем выход датчика тока дуги подключен через интегратор к одному из выходов компаратора, другой вход которого подключен к задатчику тока, а выход компаратора подключен через усилитель мощности к управляющему входу регулятора тока 131.Примененный в данных технических решениях стабилизатор тока дуги значительно улучшает характеристики ге1113нератора, так как обеспечивает стабилизацию тока дуги при медленных колебаниях питающего напряжения и изгорании электродов аналитического промежутка. Однако дестабилизирующие действия таких факторов, как отклонение формы питающего напряжения от синусоидальной, выбросы напряжения, он не устраняет.Из этого следует, что все генера- О торы, построенные по схеме "двойного питания" с использованием реле времени в качестве эадатчика экспозиции,даже при введении в схему генераторов устройства стабилизации д.итель. ности горения дуги и стабилизатора тока дуги, имеют недостатки, устранить полностью которые не представляется возможным даже при абсолютной стабилизации датчика экспозиции.Целью изобретения является повышение точности спектрального анализа, повышение стабильности и надежности генератора.Поставленная цель достигается 75 тем, что в генератор дугового разряда, содержащий источник переменного напряжения, соединенный первым выходом со входом стабилизаторатока дуги, блок управления поджигом, соединенный своим выходом с одним электродом аналитического разрядного промежутка, второй электрод которого соединен с общей шиной, и катушку индуктивности дополнительно введены блок внешнего управления разрядом,35 блок сравнения и счетчик энергии цугов, при этом вход блока внешнего управления разрядом соединен со вторым выходом источника .переменного40 напряжения, а выход - с первым входом блока управления поджигом, ко второму входу которого подключен выход блока сравнения, вход которого через счетчик энергии цугов соединен с вы 45 ходом стабилизатора тока дуги, катушка индуктизности включена между выходом счетчика энергии цугов и третьим входом блока управления поджигом.На чертеже представлена функцио Энальная схема предложенного устройства.Устройство содержит источник 1 переменного напряжения, соединенный со стабилизатором 2 тока дуги, кото рый соединен со счетчиком 3 энергии цугов, один выход которого соединенс блоком 4 сравнения, а другой - с 887 4катушкой 5 индуктнвности, блок 6 управления поджигом соединен с блоком 7 внешнего управления разрядом и с электродами аналитического разрядного промежутка 8.Для реализации предлагаемого устройства введены новые блоки, выполненные на современной элементной базе, обеспечивающие высокую надежность генератора. В качестве источника переменного напряжения с двумя выходами использован обычный трансформатор, имеющий две вторичные обмотки, обеспечивает питанием стабилизатор тока дуги и блок внешнего управления поджигом от стандартной однофазной сети переменного тока.Счетчик энергии цугов представляет собой устройство для пропорционального преобразования цугов тока дуги в импульсы напряжения и последующего их интегрирования и состоит из преобразователя и интегратора. Преобразователь выполнен на резисторном оптроне. Он обеспечивает получение на выходе импульсов напряжения, пригодных для интегрирования, и гальваническое разделение интегратора с силовой цепью дуги.Интегратор выполнен на операционном усилителе собранном по обычной схеме.Блок сравнения обеспечивает заданный уровень интегрирования в зависимости от режима работы конкретной спектральной установки.Блок внешнего управления раэрядом - известное устройство, представляющее собой релейный коммутатор. Это устройство обеспечивает синхронное по фазе питающего переменйого напряжения включение блока управления поджигом. Предлагаемое устройство работает следующим образом.При подаче питания от источника 1 и управляющего сигнала Пуск" от спектрофотометра на блок 7 внешнего управления разрядом вырабатываются управляющие сигналы, которые включают блок Ь управления поджигом. Одновременно питание через стабилизатор 2 тока дуги, счетчик 3 энергии, цугов, катушку 5 подается на электроды аналитического промежутка. Поджигающие импульсы блока 6 управления поджигом "пробивают" аналитический промежуток 8 и вызывают дуговой разЗаказ 6634/45 Тираж 861 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.; д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная, 4 ряд, т.е. происходит возбуждение цугов дуги. При появлении цугов в счетчике 3 энергиии цугов происходит их преобразование и интегрирование. В блоке 4 проинтегрированные цуги дуги сравниваются с опорным напряжением, которое выбирается исходя из .требуемых экспозиций.Если питание дуги осуществляется от стабильного источника переменного напряжения синусоидальной формы, время интегрирования составляет 25 с. При этом возбуждаются 1250 цугов. По окончании интегрирования блок 4 выдает сигнал выключения блока 6 управления поджигом.В исходное состояние генератор приводится управляющим сигналом "Сброс", поступающим на блок внешнего управления разрядоМ от спектрофотометра.Очевидно, что при питании дуги напряжением,отличным от синусоидального (искажения синусоиды, выбросы напряжеиия), время интегрирования будет другим, следовательно, и количество цугов тоже изменится. Но пред лагаемое устройство обеспечивает такую же интегральную информативность цугов. Предлагаемый генератор дает воз можность избавиться от недостатков,присущих практически всем известнымдуговым генераторам, так как в немзадается не время горения дуги, афактическая энергия цугов, несущая 15 информацию о составе исследуемых веществ. Практика испытаний показалавысокую надежность генератора.Значительное улучшение качественных характеристик дуговых генерато ров может быть получено путем реализации предлагаемого технического решения в любых генераторах, выполненных по схеме "двойного питания".