SU761948A1

SU761948A1 - Устройство поиска мест утечек тока в последовательно-параллельных соединениях полупроводниковых фотопреобразователей 1

Info

Publication number: SU761948A1
Application number: SU782612284A
Authority: SU
Inventors: Viktor G Pushkarev; Oleg A Letunovskij; Aleksandr M Chernyj
Original assignee: Viktor G Pushkarev; Oleg A Letunovskij; Aleksandr M Chernyj
Priority date: 1978-05-04
Filing date: 1978-05-04
Publication date: 1980-09-07

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано при создании устройств для контроля фотоэлектрических преобразователей и их соединений.

Известно устройство поиска мест утечек тока, содержащее модулированный источник света, магнитометрический датчик, фазовый детектор и блок индикации {1].

Недостатком этого устройства является Ю невозможность определения мест утечек тона бесконтактным .способом.

Наиболее близким но технической сущности является устройство, содержащее модулированный источник света, состоящий из последовательно соединенных задающего генератора, делителя частотьц блока логических элементов, блока управления, светодиодного модулятора, выход которого со- 20 единен со .входом объекта контроля, выход которого соединен со входом магнитометрического датчика, последовательно с которым соединены усилитель переменного тока, амплитудно-фазовый детектор, один из 25 входов которого соединен с соответствующим выходом блока логических элементов модулированного источника света, а выход— через фильтр нижних частот .со входом блока обработки информации и индикации {2]. 30

2

Недостатки этого устройства — невысокая точность и ограниченные функциональные возможности, .не позволяющие определять различного рода повреждения.

Целью изобретения является повышение точности я расширение функциональных возможностей.

Эта цель достигается тем, что известное устройство мест утечек тока в последовательно-параллельных соединениях полупроводниковых фотопреобразователей, содержащее модулированный источник света, -состоящий из последовательно соединенных задающего генератора, делителя частоты, ¹⁵ блока логических элементов, блока управления, светодиодного модулятора, выход которого соединен со входом объекта контроля, выход которого соединен со входом магнитометрического датчика, последовательно с которым соединены усилитель переменного тока, амплитудно-фазовый детектор, один из вход'ов которого соединен с соответствующим выходом блока логических элементов модулированного источника света, а выход — через фильтр нижних частот со входом блока обработки информации и индикации, снабжено дополнительным амплитудно-фазовым детектором, -суммирующим усилителем и дополнительным фильтром нижних частот, а магнитомет.ри761948

ческий датчик снабжен дополнительной обмоткой, выводы которой соединены через последовательно соединенные дополнительный фильтр нижних частот и суммирующий усилитель с выходом дополнительного амплитудно-фазового детектора, входы которого соединены соответственно с ‘выходом усилителя переменного тока и с соответствующим выходом блока логических элементов модулированного источника света.

Кроме того, светодиодный модулятор выполнен на встречно-параллельно включенных светодиодах, а блок управления выполнен на основе двухполярного источника тока с антисимметричной формой сигнала.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

На схеме изображены модулированный источник света, включающий в себя задающий генератор 1, делитель частоты 2 и блок логических элементов 3, блок управления 4, светодиодный модулятор 5, объект контроля 6, магнитометрический датчик 7, усилитель переменного тока 8, амплитуднофазовый детектор 9, дополнительный амлл.итудно-ф,азовый детектор 10, фильтр нижних частот 11, блок обработки информации и индикации 12, суммирующий усилитель 13 и дополнительный фильтр нижних частот 14.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает опорную частоту, четырехкратную частоте основной гармоники, на которую настроен резонансный контур магнитометрического датчика 7. Делитель частоты 2, состоящий, например, из трех триггеров, вырабатывает частоты 2 /о, /о и /о, поступающие на вход

блока логических элементов 3, вырабатывающего сигналы управления. Блок управления 4, выполненный на основе двухполярного генератора тока, вырабатывает сигнал антисимметричной формы, .поступающий на светодиодный модулятор 5, создающий на входе контролируемого объекта 6 стимулирующий световой сигнал с частотой, вдвое большей частоты тока. При наличии в объекте контроля утечек тока в нем возникают ток и электромагнитное ноле, принимаемое магнитометрическим датчиком 7, конструктивно соединенным со светодиодным модулятором 5.

При этом, поскольку датчик настроен на основную гармонику /о, электромагнитное поле тока питания модулятора не оказывает воздействие на датчик, т. к. поле тока питания не содержит гармоники, которая является второй гармоникой в спектре Фурье этого сигнала. Это приводит к резкому увеличению помехоустойчивости системы и упрощению конструкции из-за снижения требований по экранировке как датчика, таки подводящих проводов.

Сигнал с выхода датчика 7 через усилитель переменного тока 8 поступает на входы амплитудно-фазовых детекторов 9 и 10. На другие входы этих же детекторов подаются опорные сигналы с выхода блока логических элементов 3.

Опорный сигнал, подаваемый на амплитудно-фазовый детектор 9, должен быть синфазным по отношению к сигналу датчика или сдвинут по отношению к нему на л, если ток в линейке объекта изменил свое направление по отношению к месту утечки. На выходе амплитудно-фазового детектора, таким образом, появляется оигнал, полярность которого определяет направление тока утечки, а величина — амплитуды тока утечки. Этот сигнал, пройдя через фильтр нижних частот.//, поступает в блок обработки информации и индикации 12, где соответствующая информация о величине и направлении сигнала фиксируется, например, на стрелочных приборах и световых индикаторах.

Контролируемый объект 6 может находиться в различных условиях эксплуатации — это может быть отдельная группа или совокупность групп, укрепленных, например, на металлическом каркасе. В .последнем случае выявлено параметрическое влияние объекта на датчик, приводящее к .расстройке контура датчика относительно частоты задающего генератора /. Такая расстройка резко изменяет амплитуду на выходе фазового детектора 9 из-за значительного сдвига фаз. Например, п.ри добротности контура, равной 100, расстройка контура относительно задающей частоты на 1 % приводит к сдвигу фазы более 60° и падению амплитуды около 50%. С учетом возможности дополнительного сдвига фаз и тракте прохождения сигнала возможна ошибка даже в определении направления протекающего по линейке ФЭН тока.

Для устранения этой ошибки в устройстве предусмотрена подстройка по фазе колебательного контура каждого датчика на одну и ту же резонансную частоту, равную частоте задающего генератора. Очевидно, что при этом изменения и самой частоты задающего генератора не скажутся на результате измерения. Автоподстройка контура осуществляется с помощью фазового детектора 10, суммирующего инерционного усилителя 13 и дополнительной обмотки магнитометрического датчика 7. На фазовый детектор 10 подается опорный сигнал с выхода логического устройства 3, сдвииуπ

тый на относительно входого сигнала.

При .настроеином контуре среднее значение сигнала, снимаемого с фазового детектора, равно нулю, и свойства контура опре761948

г

о

деляются величиной тока, протекающего через подмагничивающую обмотку датчика от усилителя 13 через фильтр 14. В свою очередь, этот ток задается заранее п может в определенных 'пределах 'регулироваться. При расстройке контура происходит изменение сдвига фаз между сигналом и опорой, что вызывает появление на выходе фазового детектора сигнала, среднее значение которого зависит от величины сдвига фаз, а знак определяется направлением сдвига фаз. Указанная величина складывается на усилителе с заранее заданной. При этом колебания выходного сигнала амплитудно-фазового детектора оглаживаются фильтром 14. Отрицательная обратная связь через подмагничивающую обмотку датчика воздействует ,на систему таким образом, чтобы уменьшить изменение разности фаз. Так как частота есть производная от фазы, то представленная система самонастройки является астатической по частоте.

Магнитометрический датчик выполнен в виде ферритового тора с зазором 0,2 мм, имеющего две обмотки, одна из которых— подмагничивающая, другая — сигнальная, образующая совместно с конденсатором колебательный контур — чувствительный элемент датчика. Контур настраивают на частоту около 100 кгц.

Устройство может иметь как один датчик, так и несколько. В первом случае датчик имеет возможность перемещения вдоль освещаемой линейки; место утечки находят по изменению направления тока, протекающего через датчик в процессе его перемещения. При нескольких датчиках их закрепляют неподвижно вдоль осветителя параллельно линейке. Место утечки определяют .на соответствующем участке между датчиками по состоянию сигнальных ламп, которые могут указывать, например, как факт наличия утечки, так и направление тока утечки вдоль линейки. Более точное положение утечки находят путем перемещения всей чувствительной головки (с. датчиками, осветителем и индикаторами) влево — вправо не более чем на половину участка между датчикам,и.

Устройство может быть использовано также для поиска отслоений фотопреобразователей от группы и 'мест обрыва контакта между параллельными фотопреобразователями в линейках. Для этого достаточно ввести заслонку, перекрывающую световой поток ог модулятора 5 на все фотопреобразователи, кроме одного. В этом случае, если освещен ФЭП, имеющий отслоение, сигнал с датчиков отсутствует; если обрыв в линейке, то отсутствуют сигналы с датчиков, находящихся с внешней стороны полупрямой, начинающейся от места обрыва .и проходящей через освещенный ФЭП. Ту

6

же функцию может выполнять и вариант устройства, которое снабжено не диафрагмой, а второй измерительной системой (головкой), в которой два магнитометрических датчика установлены по обе стороны от светодиодов, освещающих только один элемент ряда ФЭП. Действие этого устройства совершенно аналогично действию системы с диафрагмой, но в этом случае имеется возможность усиленного локального светового воздействия.

Claims

Формула изобретения

1. Устройство поиска мест утечек тока в последовательно-параллельных соединениях полупроводниковых фотопреобразователей, содержащее модулированный источник света, состоящий из последовательно соединенных задающего генератора, делителя частоты, блока логических, элементов, блока управления, светодиодного модулятора, выход которого соединен со входом объекта контроля, выход которого соединен со входом магнитометрического датчика, последовательно с которым соединены усилитель переменного тока, амплитуднофазовый детектор, один из входов которого соединен с соответствующим выходом блока логических элементов модулированного источника света, а выход — через фильтр нижних частот со входом блока обработки информации и индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, оно снабжено дополнительным амплитудно-фазовым детектором, суммирующим усилителем и дополнительным фильтром нижних частот, а магнитометрический датчик снабжен дополнительной обмоткой, выводы которой соединены через последовательно соединенные дополнительный фильтр нижних частот и суммирующий усилитель с выходом дополнительного амплитудно-фазового детектора, входы которого соединены соответственно с выходом усилителя переменного тока и с соответствующим выходом блока логических элементов модулированного источника сзета.

!
2. Устройство по п. ^отличающееся тем, что светодиодный модулятор выполнен на встречно-параллельно включенных светодиодах, а блок управления выполнен на основе двухполярного источника тока с антисимметричной формой сигнала.