195584. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés kondenzátorban tárolt villamos energia meghatározására
1 195; 584 2 A találmány tárgya eljárás és kapcsolási elrendezés kondenzátorban tárolt villamos energia meghatározására, különösen villamos robbantógépek üzemképességének vizsgálatára. A villamos gyutacsok indítására alkalmas robbantógépek fontos jellemzője a szolgáltatott összenergiának a gyújtóáramkör egységnyi ellenállására vonatkoztatott értéke, az úgynevezett indító vagy fajlagos energia, amely definíció szerint T Ef = / i(t)2dt 0 A fajlagos energiát ismert módon úgy határozzák meg, hogy a robbantógép kapcsait a névleges terhelő ellenállással zárják le ( ez a gépre kapcsolt gyújtóáramkör legnagyobb megengedett ellenállása), rögzítik az áram - idő függvényt, és ebből a fenti definíciónak megfelelően grafikus módszerrel számítják ki a keresett értéket. Az integrálási idő a villamos gyutacsokra érvényes előírásoknak megfelelő 4 msec. Ez az ismert módszer igen körülményes és hosszadalmas, szakképzett munkaerőt és speciális mérőeszközöket igényel. A gyutacsok biztonságos indítása érdekében a robbantógépnek legalább 4 mJ/ohm indító energiát kell szolgáltatnia. Ennek a feltételnek a teljesülését igen fontos lenne üzemi körülmények között, rutinszerűen ellenőrizni, jelenleg azonban ehhez nem allnak rendelkezésre megfelelő eszközök. A robbantógépek hibás működése számos súlyos baleset forrása volt már a bányászatban. Az évenkénti hatósági ellenőrzésen túlmenően szükséges volna használatbavétel előtt minden robbantógépet megvizsgálni. A találmány feladata olyan, egyszerű és olcsó megoldás létrehozása, amely különösebb szakértelem nélkül lehetővé teszi a robbantógépek üzemkészségének gyors és megbízható ellenőrzését. A feladat megoldása egyrészt olyan eljárás kondenzátorban tárolt villamos energia meghatározására, különösen villamos robbantógépek üzemkészségének vizsgálatára, amelynek során terhelő ellenálláson át kisütjük a kondenzátort, és a kisütés kezdetétől meghatározott ideig integráljuk a terhelő ellenálláson át folyó áram négyzetével arányos jelet, és amelynél a találmány értelmében az áram négyzetével ' arányos jelet energia-hőmérséklet átalakító és ezzel termikusán csatolt hőmérséklet-feszültség átalakító segítségével fcszültségjellé alakítjuk, és a kapott feszültségjel csúcsértékét rögzítjük és/vagy kijelezzük. Előnyös, ha az energia—hőmérséklet átalakító és a hőmérséklet—feszültség átalakító hőmérsékletét a kisütést megelőzően állandó — célszerűen a környezeténél magassabb — értéken tartjuk. A feladat megoldása másrészt olyan kapcsolási elrendezés, amelynek a vizsgált kondenzátor és a terhelő ellenállás közé iktatott kisütő kapcsolója, továbbá a terhelő ellenállás feszültségesését érzékelő eszköze van, és amelynél a találmány értelmében az érzékelő eszköz kimenete első vezérelt kapcsolón át energia—hőmérséklet átalakító bemenetére van csatlakoztatva, és az energia-hőmérséklet átalakítóhoz ezzel termikusán csatolt hőmérsékletfeszültség átalakító van társítva, amelynek kimenete erősítőn átkijelző egységre van csatlakoztatva. Előnyös, ha a hőmérséklet - feszültség átalakító kimeneté referenciafeszültsgére kapcsolt különbségképző áramkörön és teljesítményerősítőn, valamint második vezérelt kapcsolón és összegező áramkörön át vissza van csatolva az energia—hőmérséklet átalakító bemenetére. Előnyös továbbá, ha az első vezérelt kapcsoló első időzítő áramkörrel, a második vezérelt kapcsoló második időzítő áramkörrel van összekötve. Végül előnyös, ha az erősítő és a kijelző egység közé csúcsértéktartó áramkör van iktatva. A találmányt a következőkben a csatolt rajzon vázolt kiviteli példa kapcsán ismertetjük. Az ábra a példa szerinti kapcsolási elrendezés tömb vázlata. A bemutatott kapcsolási elrendezésnek RG robbantógép kimenő kapcsaira csatlakoztatott RT ellenállása van, amely egyúttal a rajta eső feszültséggel arányos jelet érzékelő 7 eszközt képez. Ennek kimenete első vezérelt KI kapcsolón és összegező 9 áramkörön át la energiahőmérséklet átalakító bemenetére van csatlakoztatva. Az la energia-hőmérséklet átalakítóhoz vele szoros termikus csatolásban levő lb hőmérséklet-feszültség átalakító van társítva. Az la energia-hőmérséklet átalakítóval termikusán csatolt lb hőmérséklet—feszültség átalakító lehet például diszkrét vagy hibrid technológiával előállított, disszipált teljesítménnyel szabályozható PTK vagy NTK ellenállás vagy integrált áramkör chip-jén szoros termikus csatolásban álló tranzisztorokból kialakított elrendezés. Az lb hőmérséklet—feszültség átalakító kimenete váltakozó feszültségű 2 erősítőn és csúosértéktartó 3 áramkörön át kijelző 8 egységgel van összekötve. Az lb hőmérséklet—feszültség átalakító kimenete ugyanakkor különbségképző 10 áramkörön, 4 teljesítményerősítőn, második vezérelhető K2 kapcsolón és az összegező 9 áramkörön át vissza van csatolva az la energia-hőmérséklet átalakító bemenetére. A különbségképző 10 áramkör UREF referenciafeszültségre van csatlakoztatva. A KI kapcsoló vezérlő bemenete első időzítő 5 áramkör kimenetével, a K2 kapcsoló vezérlő bemenete második időzítő 6 áramkör kimenetével van összekötve. Az időzítő 5, 6 áramkörök bemenetéi a terhelő RT ellenállásjelet adó kimenetével vannak összekapcsolva. A bemutatott kapcsolási elrendezés a következőképpen működik: Az RG robbanlogép C kondenzátorában tárolt energia a K robbantó kapcsoló zárásakor a terhelő RT ellenállásra kapcsolódik, és azon keresztül kisül. Az RT ellenálláson megjelenő U(t) feszültségimpulzus felfutó élénél a KI kapcsoló t, időtartamra ( 4 msec ) zár, és TJ(t) arányos a.U(t) részét az la energia—hőmérséklet átalakító bemenetére kapcsolja. Az lb hőmérséklet—feszültség átalakító a létrehozott AT(W) hőmérséklet változást AU (T) feszültségváltozássá alakítja. A külső hőmérséklet ATk változása zavaró jellemzőként hat a rendszerre. Ezért a K2 kapcsoló zárt állapotában hatásos szabályozó (visszacsatoló) kör az átalakító kimenőjelét adott hőmérsékleti intervallumban T0 > TK hőmérsékletnek megfelelő U(T0)= UR|. j.. értéken tartja. A mérendő jel megjelenésekor az első időzítő 5 áramkör zárja a KI kapcsolót, a második időzítő 6 áramkör pedig nyitja a K2 kapcsolót, és visszacsatoló hurkot t^ időtartamra megszakít^ ( t2 > >11 ). Az átalakító kimenetén megjelcnőiAJUkj feszültségváltozás erősítés után a csúcsértéktartó 3 áramkörbe jut. A tárolt jel szintjo az analóg vagy digitális kijelző 8 egységen olvasható le. A 12 időtartam elteltével a K2 kapcsoló zár, és a termikus átalakító hőmérséklete felveszi az állandósult állapotra jellemző referenciaértéket. 5 10 t5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
