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CN111121612B - 火花试验装置镉盘表面划痕深度识别方法 - Google Patents

火花试验装置镉盘表面划痕深度识别方法 Download PDF

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CN111121612B CN202010000658.8A CN202010000658A CN111121612B CN 111121612 B CN111121612 B CN 111121612B CN 202010000658 A CN202010000658 A CN 202010000658A CN 111121612 B CN111121612 B CN 111121612B
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Abstract

本发明涉及一种火花试验装置镉盘表面划痕深度识别方法。在标定电路上增加电流检测环节，检测结果经过第一触发器；在标定电路上增加电压检测环节，检测结果经过第二触发器；第一触发器和第二触发器的输出经过逻辑与输出结果；当产生短暂火花时，逻辑与的结果输出高电平，驱动第七电阻和发光二极管，使得发光二极管发光。本发明一种火花试验装置镉盘表面划痕深度识别方法，通过识别标定电路火花的电气特征，区分火花是正常火花还是由于镉盘表面划痕深度超过一定值而产生了短暂火花，当超过阈值后报警，提醒检测人员更换镉盘，保证检测灵敏度。

Description

火花试验装置镉盘表面划痕深度识别方法
技术领域
本发明涉及一种火花试验装置镉盘表面划痕深度识别方法。属于电气安全技术领域。
背景技术
按GB3836.3-2010标准，应用于爆炸性气体环境的本质安全电路需要在火花试验装置上进行爆炸检测以认定其本质安全性能，而简单电路才可以通过查规MIC(最小点燃电流)和MIV(最小点燃电压)曲线来判定。
GB3836.3-2010标准附录B.1规定了本质安全电路用火花试验装置。火花试验装置是由镉盘和钨丝这两个电极所构成的一组开闭装置，通过旋转，使钨丝划过镉盘，产生规定次数的闭合火花和开路火花。在每次检测前，需要通过标定电路(电源电压E＝24V,电感L＝95mH,电流110mA)检测其灵敏度，灵敏度达到要求才允许对试验电路进行检测。标定电路如图1所示。
钨丝划过镉盘表面时会形成明显划痕，因为钨丝的熔点比镉盘的熔点高的多，钨丝很“硬”而镉盘很“软”，这样才最容易形成火花，进而对电路的安全性能进行严格的检测。划痕深度在允许范围内并不影响检测灵敏度。但是如果更换不及时，划痕会造成两者的不良接触，造成热效应，当划痕深度超过一定值时，钨丝和镉盘甚至会形成额外的短暂火花，对检测结果造成严重影响甚至造成误判。往极限情况考虑，镉盘本来设计只有两个凹槽，当划痕太深时，相当于镉盘内存在多个凹槽了，那就不符合检测标准规定了。
由于钨丝快速划过镉盘，并且这两个电极被罩在防爆槽内，实践中检测人员根本无法区分火花是正常的开路火花(钨丝与镉盘凹槽的分离以及钨丝与镉盘边沿的分离)还是由于镉盘划痕太深额外造成的短暂火花，试验装置的灵敏度就无法完全保证。目前还没有直接或者间接检测镉盘表面划痕的方法。
目前火花试验装置仅凭个人经验更换镉盘的缺陷，因此，如果能够识别出镉盘表面划痕深度，就可以提醒检测人员及时更换镉盘，防止划痕过深引起短暂火花对检测灵敏度程度的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种火花试验装置镉盘表面划痕深度识别方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种火花试验装置镉盘表面划痕深度识别方法，其特点是：在标定电路上增加电流检测环节，通过标定电路上标定电阻的两端点引出，第一电阻，第二电阻，第三电阻和第一运算放大器构成的隔离差分电路，用于识别出电流是否保持110mA不变，识别结果经过第一触发器；第一端点与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端、第一运算放大器的同相输入端连接，第二电阻的另一端接地，第二端点与第一运算放大器的反相输入端、第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与第一运算放大器的输出端连接；
在标定电路上增加电压检测环节，通过火花装置的两端点引出，第四电阻，第五电阻，第六电阻和第二运算放大器构成的隔离比较电路，用于识别出下降沿，识别结果经过第二触发器；第三端点与第四电阻的一端连接，第四电阻的另一端与第五电阻的一端、第二运算放大器的同相输入端连接，第五电阻的另一端与第二运算放大器的输出端连接，第四端点引出后分别接地、与第六电阻的一端连接，第六电阻的另一端与第二运算放大器的反相输入端连接
第一触发器和第二触发器的输出经过逻辑与输出结果；当产生短暂火花时，逻辑与的结果输出高电平，驱动第七电阻和发光二极管，使得发光二极管发光。
进一步的，在逻辑与输出端增加计数器电路，记录因为镉盘表面凹痕而引起的短暂火花次数。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种火花试验装置镉盘表面划痕深度识别方法，通过识别标定电路火花的电气特征，区分火花是正常火花还是由于镉盘表面划痕深度超过一定值而产生了短暂火花，当超过阈值后报警，提醒检测人员更换镉盘，保证检测灵敏度。
附图说明
图1为火花试验装置的标定电路图。
图2为标定电路正常火花放电电压波形。
图3是标定电路正常火花放电电流波形。
图4是标定电路因划痕产生的火花放电电压波形。
图5是标定电路因划痕产生的火花放电电流波形。
图6是本发明实施例电路图。
图中：
标定电阻R，电源E，电感L，火花装置G，第一端点A1，第二端点A2，第三端点A3，第四端点A4，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第一运算放大器AR1，第一触发器U1，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第二运算放大器AR2，第二触发器U2，逻辑与U3，第七电阻R7，发光二极管D1。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
镉盘表面划痕增加到一定程度时，会形成额外的短暂火花。如果检测出该短暂火花所具有的电气特征，则可以间接反映镉盘表面的划痕深度。
参见图1，标定电路产生的正常火花放电过程是一个电弧放电完整过程，其所具有的电气特征是：闭合火花电压从电源电压下降到零，电流从零上升到110mA；开路火花放电瞬间电流不变，电压瞬间达到最小建弧电压，之后电流下降，电压上升。由于杂散电容的存在，开路火花结束时会振荡结束。如图2和图3所示。
试验发现，因划痕而产生的火花放电过程出现于接触的某一时段。其特征是电流保持稳定值基本不变，产生一个瞬间下降，立即回到稳定值不变；而电压却是立即达到最小建弧电压，维持较短时间后电压立即降为零，即整体表现为电流基本不变，而电压出现一个短时脉冲。如图4和图5所示。
根据上述电气特征的区别，在标定电路上增加电流检测环节和电压检测环节，根据电压和电流的特征值，即因划痕所产生火花的电气特征是电流为110mA，电压产生了一个下降沿，则可以认定为非正常短暂火花，进而间接识别镉盘表面划痕深度。
实施例一：
图1中，标定电阻R的两端引出点为第一端点A1和第二端点A2，火花装置G的两端引出点为第三端点A3和第四端点A4。
参见图6，在图1的标定电路上增加电流检测环节，通过第一端点A1和第二端点A2引出，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3和第一运算放大器AR1构成的隔离差分电路，用于识别出电流是否保持110mA不变，识别结果经过第一触发器U1；
第一端点A1与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端、第一运算放大器AR1的同相输入端连接，第二电阻R2的另一端接地，第二端点A2与第一运算放大器AR1的反相输入端、第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第一运算放大器AR1的输出端连接；
在图1的标定电路上增加电压检测环节，通过第三端点A3和第四端点A4引出，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6和第二运算放大器AR2构成的隔离比较电路，用于识别出下降沿，识别结果经过第二触发器U2；
第三端点A3与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的一端、第二运算放大器AR2的同相输入端连接，第五电阻R5的另一端与第二运算放大器AR2的输出端连接，第四端点A4引出后分别接地、与第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端与第二运算放大器AR2的反相输入端连接；
第一触发器U1和第二触发器U2的输出经过逻辑与U3输出结果。当产生短暂火花时，逻辑与U3的结果输出高电平，驱动第七电阻R7和发光二极管D1，此时发光二极管D1亮，表示镉盘表面划痕深度超过一定值，造成了短暂火花的出现，提醒检测人员及时更换镉盘。
在逻辑与U3输出端增加计数器电路，记录因为镉盘表面凹痕而引起的短暂火花次数，这对于本安电路的检测具有一定的指导意义。
在上述实施例中，仅对本发明进行示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。

Claims (2)

1.一种火花试验装置镉盘表面划痕深度识别方法，其特征在于：在标定电路上增加电流检测环节，通过标定电路上标定电阻的两端点引出，第一电阻，第二电阻，第三电阻和第一运算放大器构成的隔离差分电路，用于识别出电流是否保持110mA不变，识别结果经过第一触发器；第一端点与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端、第一运算放大器的同相输入端连接，第二电阻的另一端接地，第二端点与第一运算放大器的反相输入端、第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与第一运算放大器的输出端连接；
在标定电路上增加电压检测环节，通过火花装置的两端点引出，第四电阻，第五电阻，第六电阻和第二运算放大器构成的隔离比较电路，用于识别出下降沿，识别结果经过第二触发器；第三端点与第四电阻的一端连接，第四电阻的另一端与第五电阻的一端、第二运算放大器的同相输入端连接，第五电阻的另一端与第二运算放大器的输出端连接，第四端点引出后分别接地、与第六电阻的一端连接，第六电阻的另一端与第二运算放大器的反相输入端连接；
第一触发器和第二触发器的输出经过逻辑与输出结果；当产生短暂火花时，逻辑与的结果输出高电平，驱动第七电阻和发光二极管，使得发光二极管发光。
2.根据权利要求1所述的一种火花试验装置镉盘表面划痕深度识别方法，其特征在于：在逻辑与输出端增加计数器电路，记录因为镉盘表面凹痕而引起的短暂火花次数。
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