Электроразведочный генератор с искробезопасным выходом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 16599 5 0 3/06, Е 21 Г 9/00 ьЕЙЦ,"г: Г ТЕНИЯ Всесоюзного наунститута горной герского дела ство СС 00, 1970. разведо ство похт- таая ш ксплу с. 15 ная ции ОЧНЫЙ ГЕНЕ НЫМ ВЫХОДО тся к техничес пользовано для Мой 4 ъ С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИ АНИЕ АВТОРСКОМУ С ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ 21) 4623338/2522) 21,12.8846) 30,06.91. Бюл. М 2471) Украинский филиално-исследовательского иомеханики и маркшейде72) Г. Н. Алехин53) 650,837(088.8)56) Авторское свидетельМ. 278858, кл. Е 21 Е 9/Аппаратура электроШЭРС. 5 М. РуководШЭРС 5 М,ОО,ООО РЭ 54) Э Л Е КТРО РАЗ В ЕД ТОР С ИСКРОБЕЗОПАС 57) Изобретение относи физике и может быть ис Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для решения геологических и геофизических задач в условиях горных выработок, опасных по газу или пыли.Цель изобретения - повышение искробезопасной мощности генератора при обес-" печении стабилизации выходного тока.На чертеже представлена схема электррразведочного генератора с искробезойасным выходом.. Электроразведочный генератор содержит последовательно соединенные источник 1 постоянного тока, преобразователь 2 напряжения, задающий генератор 3, а также два операционных усилителя 4 и 5, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 транзисторы, датчик 10 тока, первый 11, второй 12, третий 13 и четвертый 14 токоограничивающие резисторы; первый 15 и второй шения геологических и геофизических задач в условиях горных выработок, опасных по газу или пыли, Цель изобретения - повышение искробезопасной мощности генератора при обеспечении стабилизации выхЬдного тока. Эта цель достигается тем, что в известный электроразведочный генератор, содержащий последовательно соединенные источник постоянного тока, преобразователь напряжения и задающий генератор, введен формирователь напряжения синусоидальной форчы и блок динамической искрозащиты, причем указанный формирователь выполнен по мостовой схеме на двух стабилизаторах тока - инвертирующем и неинвертирующем и двух ключевых транзисторах, комплементарных транзисторам стабилизаторов тока.1 ил. 16 масштабирующие резисторы, первыи 17 и второй 18 стабилизаторы и два защитных резистора 19 и 20, две выходные клеммы 21, выходную шину 22 питания, общую шину 23 электроразведочного генератора и блок 24 динамической искрозащиты,Коллектор первого транзистора 6 соединен с коллектором второго транзистора 7, коллектор третьего транзистора 8 соединен с коллектором четвертого транзистора 9 и к точкам соединения коллекторов транзисторов подключен вход блока 24 динамической искрозащиты, выходы которого служат выходными клеммами 20.и 21 электроразведочного генератора. Эмиттеры первого и третьего транзисторов 6 и 8 соединены друг с другом и с выходной шиной 22 питания преобразователя 2 напряжения, эмиттеры второго и четвертого транзисторов 7 и 9 соединены друг с другом и через датчик 1020 25 30 35 50 тока с общей шиной 23 электроразведочного генератора, Второй и четвертый транзисторы 7 и 9 выполнены однотипными и комплементарными однотипным первому и третьему транзисторам 6 и 8, Выход зада 5 ощего генератора 3 соединен непосредственно с неинвертируюшим входом перво 5 о операционного усилителя 4 и через первый масштабирующий резистор 15 с инвертирующи 54 ВхОдОм Второго операционноГО усилителя 5. К точке соединения эмиттеров второго и четвертого транзисторов 7 и 9 с датчиком 10 тока подкл 5 оче 55 непосредственно инвертирующий вход первого операционного усилителя 4 и через второй масштабирующий резистор 16 инвертирующий Вход ВтороГО ОпеационнОГО усилителя 5, неинвертирующий Вход которого соединен с общей шиной 23 электроразведочного генератора, Выход первого Операционного усилителя 4 через первый токоограничивающий резистор 11 соединен с базой Второготранзистора 7 и через последовательно соединенные Второй токоограничивающий резистор 12 и первый стабилитрон 17 с базой первого транзистора 6, Выход второго операционного усилителя 5 через третий токоограничивающий резистор 53 подкгночен к базе четвертого транзистора 9 и через последовательно соединенные четвертый ,токоограничивающий резистор 14 и второй стабилитрон 18 к базе третьего транэисто)а Я, Переходы база - эмиттер первого и треть его транзисторов 6 и 8 зашунтированы защитными резисторами 19 и 20.Операционные усилители 4 и 5, транзисторы 6-9, датчик 10 тока, резисторы 11-16 и 19, 20, стабилитроны 17 и 18 образун)т формирователь синусоидального напряжения, выполненный по мостовой схеме на двух стабилизаторах тока - неинвертирующем (операционный усилитель 4, транзистор 7) и инвертирующем (операционный усилитель 5, транзистор 9) и двух клю:евых транзисторах б и 8, а также содержащий резисторы 11-16, 19, 20 и стабилитроны 17 и 18,Злектроразведочный генератор работает следующим образом.Источник 1 постоянного тока обеспечивает питание преобразователя 2 напряжения, вь 5 рабатываощего напряжения для , питания задающего генератора 3 и для питания (по выходной шине 22) выходных цепей и нагрузки электроразведочного .генератора (питающей гинии, заземленной в горные породь 5 в подГ 5 ежащей исследованиям горной выработке), Задающий генератор 3, может быть выполнен по схеме эвтогенератора синусоидального напряжения с мостом Вина в цепи обратной связи, С выхода задающего генератора 3 синусоидальное напряжение подается на неинвертирующий вход операционного усилителя 4 и инвертирующий вход операционного усилителя 5, При положительной полуволне синусоидального напряжения на выходе операционного усилителя 5 устанавливается напряжение отрицательной полярности, примерно равное напряжению питания этого усилителя 5. Так как напряжение стабилизации стабилитронов 17 и 18 выбирают равным напряжению питания формирователя синусоидального напряжения, это напряжение суммируется с напряжением питания операционных усилителей 4 и 5, в цепи базы транзистора 8 протекает ток и последний открывается, тогда как транзистор 9 оказывеется закрытым вследствие наличия напряжения отрицательной полярности на его переходе база-эмиттер.В то же время на выходе операционного усилителя 4 формируется положительная полуволна синусоидального напряжения, При этом выходноЕ напряжение операционного усилителя 4 вычитается из напряжения питания, подаваемого по шине 22, поэтому стабилитрон 17, а следовательно, и транзистор 6 оказываются запертыми,Таким образом, при положительной полуволне синусоидального напряжения на выходе задающего генератора оказывается полностью открытым транзистор 8 и напряжение, поступающее по шине 22 питания, через открытый транзистор 8, блоа 24 динамической искрозащиты, нагрузку, подключенную к выходным клеммам 20 и 21, подается на коллектор транзистора 7, В цепи транзистора 7 через датчик 10 тока протекает ток, причем напряжение отрицательной обратной связи с выхода датчика 10 тока подается на инвертирующий вход операционного усилителя 4. Тем самым обеспечивается формирование положительной полуволны синусоидального тока в нагрузке, причем амплитуда этого тока оказывается одной и той же при изменении сопротивления нагрузки или напряжения подаваемого по шине 22 питания,При отрицательной полуволне синусоидального напряжения, вырабатываемого эадающим генератором: 3, транзистор б оказывается полностью открытым, транзисторы 7 и 8 полноСтью закрытыми, а транзистор 9 работает в линейном режиме, обеспечивая протекание через нагрузку отрицательной полуволны синусоидального тока, В этот полупериод на инвертирующий вход операционного усилителя 5 подается входной сигнал с выхода задающего генера 1659940тора 3 (через первый масштабирующий резистор 15) и сигнал отрицательной обратнойсвязи с выхода датчика 10 тока (через второй масштабирующий резистор 16). В данном случае усилитель 5 работает в режиме 5инвертирующего сумматора, обеспечиваяпри стабильной амплитуде синусоидального напряжения, вырабатываемого задающим генератором 3, стабильную амплитудуотрицательных полуволн синусоидального 10тока в нагрузке,Высокие чувствительность и скоростьпереключения операционных усилителей 4и 5, а также транзисторов 6-9 обеспечиваютпереходные процессы в выходной цепи с 15амплитудой до сотен милливольт, что недостаточно для срабатывания блока 24, динамической искрозащиты. Таким образом, навыходе генератора формируется искробезопасный синусоидальный стабилизированный ток, а высокий уровеньискробезопасной мощности ограничивается лишь временем срабатывания активныхэлементов генератора (блок 24 срабатываетнезависимо от амплитуды синусоидального 25тока, только при наличии импульсов в выходном напряжении, вызванных появлением разряда в выходной цепи генератора).Формула изобретенияЭлектроразведочный генератор с иск. 30робеэопасным выходом, содержащий последовательно соединенные источникпостоянного тока, преобразователь напряжения и задающий генератор, а также четыре транзистора и датчик тока, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышенияискробезопасной мощности гечераторапри обеспечении стабилизации выходноготока, в него введены два операционных усилителя и блок динамической искрозащиты, 40причем коллектор первого транзистора соединен с коллектором второго транзистора,коллектор третьего транзистора соединен с коллектором четвертого транзистора и к точкам соединения коллекторов транзисторов подключен вход блока динамической искрозащиты, выходы которого служат выходными клеммами электроразведочного генератора, эмиттеры первого и третьего транзисторов соединены друг с другом и с выходной шиной питания преобразователя напряжения, эмиттеры второго и четвертого транзисторов соединены друг с другом и через датчик тока с общей шиной электрораэведочного генератора, второй и четвертый транзисторы выполнены однотипными и комплементарными однотипными первому и третьему транзисторам, выход задающего генератора соединен непосредственно с неинвертирующим входом первого операционного усилителя и через первый масштабирующий резистор с инвертирующим входом второго операционного усилителя, к точке соединения эмиттеров второго и четвертого транзисторов с датчиком тока подключен непосредственно инвертирующий вход первого операционного усилителя и через второй масштабирующий резистор инвертирующий вход второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, электроразведочного генератора, выход первого операционного усилителя через первый токоограничивающий резистор соединен с базой второго транзистора и через последовательно соединенные второй токоограничивающий резистор и первый стабилитрон с базой первого транзистора, выход второго операционного усилителя через третий токоограничивающий резистор подключен к базе четвертого транзистора и через последовательно соединенные четвертый токоограничивающий резистор и второй стабилитрон к базе третьего транзистора, а переходы базы - эмиттер первого и третьего транзисторов зашунтированы защитными резисторами,1659940 ставитель В.Попо хред М,Моргентал р Э.Лончако Ко А.Лежнин а Ре Производсгвенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 аказ 1843 Тираж 343 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5