FI70323C - Foerfarande och anordning foer taendning av explosioner - Google Patents

Description

1 70323

Menetelmä ja laite räjähdysten sytyttämiseksi

Esillä oleva keksintö kohdistuu laitteeseen ja menetelmään räjäytysten sytyttämiseksi. Erityisesti se kohdis-5 tuu menetelmään ja laitteeseen, jossa käytetään hyväksi rengaskelalla kytkettyjä sytyttimiä, kuten sellaisia, jotka ICI on kehittänyt ja jotka on markkinoitu tavaramerkillä "Magnadet".

Rengaskelalla kytkettyjä sytyttimiä,kuten yllä on 10 selostettu, käytetään yhdessä ferriittirenkaiden kanssa.

Kullakin sytyttimellä on oma renkaansa, kustakin sytyttimes-tä tuleva sisäänvientijohdin on kierretty useita kertoja (tyypillisesti 4 kierrosta) siihen liittyvän renkaan ympäri toisiopiirin muodostamiseksi. Sisäänvientijohtojen pituu-15 della varmistetaan renkaiden sijainti kunkin räjäytysreiän suulla ja energia syötetään sytyttimestä järjestelmään ensiö-johtimen kautta, joka on kierretty vain kerran kunkin renkaan läpi.

Edellä kuvatun kaltaisen järjestelmän edullisena 20 piirteenä on ferriittirenkaiden taajuusselektiiviset ominaisuudet. Siten renkailla on kaistanpäästöominaisuus, joka vaimentaa tehokkaasti matalataajuisia signaaleja, joiden taajuus on noin 10 kHz:n alapuolella ja korkeataajuisia signaaleja, joiden taajuus on noin 100 kHz:n yläpuolella.

25 Koska kunkin sytyttimen sisäänvientjohto muodostuu eristetystä, suljetusta silmukasta, sytyttimet ovat oleellisesti immuuneja hajavirroille ja maavuodolle.

Ongelmana sellaisissa järjestelmissä on, että taajuusalueella 15-25 kHz (jolla taajuusalueella saavutetaan 30 paras energian siirto ferriittirenkaiden kautta) esiintyy huomattavia sytytysenergian häviöitä järjestelmän induktanssista johtuen.

Hakija on tietoinen siitä, että tämän ongelman voittamiseksi on yritetty käyttää sarjakondensaattoria hyväksi 35 pyrittäessä käyttämään järjestelmää sarjaresonanssimuodossa.

2 70323

Huomataan kuitenkin, että järjestelmän induktanssi muuttuu ferriittirenkaiden ja niihin liittyvien sytytin-yksiköiden lukumäärän, ensiöjohtimen konfiguraation ja vastaavien seikkojen mukaan. Siten käytettäessä kiinteätaajui-5 sen sytytyssignaalin kehittävää sytytyskonetta, tarvitaan jokaisessa järjestelmässä tietyn kapasitanssin omaava sar-jakondensaattori, joka aikaansaa sarjaresonanssin kiinteällä taajuudella. Siten on tarpeellista mitata kunkin järjestelmän induktanssi paikan päällä käyttölaitteessa, lasket- 10 tava vaadittava kapasitanssi, valikoida varastosta sopiva kondensaattori ja asetettava kondensaattori järjestelmään liittyvään piiriin. Menetelmä on aikaa vievä, vaarallinen ja vaatii kondensaattorien varaston ja amaattitaitoista henkilökuntaa.

15 Keksinnöllä aikaansaadaan räjäytysten sytyttämiseksi laite, joka sisältää teho-oskillaattorilaitteen riittävätehoisen vaihdel-tavataajuisen oskilloivan sähkösytytyssignaalin kehittämiseksi ; 20 taajuuden asetuslaitteen, johon oskillaattorilaite on vasteellinen, jonka avulla käyttötilanteessa teho-oskillaattorilaitteen ollessa kytketty kuormaan se automaattisesti kehittää kuorman resonanssitaajuudella olevan signaalin.

25 Räjäytyksen sytytyslaitteena voi olla sytytyskone.

Sytytyskoneella voi olla ulostulon kytkentälaite, johon kuten edellä on selostettu sytytysjärjestelän osan muodostavan ensiöjohtimen päät on kytketty. Sarjakondensaattori voi olla kytketty sarjaan ulostulon kytkentälaitteeseen.

30 Keksinnön mukaisesti on aikaansaatu edelleen mene telmä räjäytysten sytyttämiseksi, joka käsittää sytytysjärjestelmän aikaansaamisen, joka toimii oskilloivalla sähkösignaalilla ja jolla on ennalta määräämätön impedanssi; 35 oskilloivan sytytyssignaalin automaattisen kehittä misen järjestelmän resonanssitaajuudella.

3 70323

Keksintö ulottuu sytytyslaitteeseen kuten on selostettu yhdessä ja kytkettynä vaihtovirralla jännitteellä toimivan sytytysjärjestelmän kanssa.

Alan ammattimies huomaa, että oskillaattorien toi-5 mintataajuus normaalisti määräytyy sopivista elementeistä tai piireistä. Keksinnön mukaisessa sytytyskoneessa sytytys järjestelmä itse voi käytössä muodostaa osan oskillaatto-rilaitteesta.

Eräässä suoritusmuodossa teho-oskillaattorilaite voi 10 sisältää ainakin yhden ohjattavissa olevan elementin ja taajuuden asetuslaite voi sisältää positiivisen takaisinkyt-kentälenkin elementin toiminnan ohjaamiseksi sytytysjärjestelmään syötetyn jännitteen tai virran mukaisesti. Ohjattavissa oleva elementti, tai kukin ohjattavissa olevista 15 elementeistä voi olla kytkettävissä olevaa tyyppiä ja voi olla vaivattomasti kytkettävissä on-tai off-tilaan, kuten transistori. Tämä kytkettävissä oleva elementti kytketään sytytyssignaalin kanssa vaiheeseen. Teho-oskillaattorilaite voi vaihtoehtoisesti sisältää vahvistimen.

20 Takaisinkytkentälenkin yksi muoto voi sisältää muun tajan, jonka ensiövirta on sytytyssignaalin virta ja jonka toisiovirta ohjaa mainittua kytkettävissä olevaa elementtiä tai elementtejä tai vahvistinta. Takaisinkytkentälenkin vaihtoehtoinen muoto voi olla suora lenkki, jonka avulla 25 sytytyssignaalin virta suoraan ohjaa kytkettävissä olevaa elementtiä tai elementtejä. Vielä edelleen takaisinkytkentä-lenkki voi sisältää ilmaisimen, joka mittaa virtaa ulostulo-piirissä ja ilmaisimelle vasteellisena toimivan vahvistimen ulostulovirran aikaansaamiseksi vaiheessa sytytyssignaalin 30 virran kanssa kytkettävissä olevan elementin tai elementtien ohjaamiseksi. Muuntajakytketty ja suora lenkki ovat edullisia tarvittaessa pieniä tehoja. Ilmaisin ja vahvistin lenkki on edullinen vaadittaessa suurempia tehoja.

Räjäytyksen sytytyslaite voi myös edullisesti sisäl-35 tää jännitteen asetuslaitteen ennalta määrätyn sytytysvirran aikaansaamiseksi mihin tahansa kiinteään kuormaan teho- 4 70323 oskillaattorin toiminnallisen impedanssialueen puitteissa.

Edelleen voidaan käyttää ylimääräistä induktanssia resonanssialueen pienentämiseksi. Tämä ylimääräinen induktanssi voi olla kytkentälaitteen kanssa sarjassa.

5 Teho-oskillattorilaite voi olla tasavirralla toimi va ja jännitteen asetuslaite voi siten sisältää ohjattavissa olevan jännitelähteen teho-oskillaattorin varustamiseksi muuttuvajännitteisellä tasavirtalähteellä ja mittauslaitteen käytössä sytytysjärjestelmään syötetyn virran 10 suuruuden mittaamiseksi, jännitelähteen ollessa vasteelli-nen mittauslaitteelle.

Sytytyskone voi sisältää myös ajastinlaitteen, jonka avulla sytytyssignaali voidaan syöttää ennaltamäärättynä ajanjaksona.

15 Keksinnön mukainen sytytyskone tekee tarpeettomaksi ensinnäkin määrittää sytytysjärjestelmän induktanssi ja sitten kompensoida se resonanssikondensaattorin avulla ennalta määrätyn resonanssitaajuuden saavuttamiseksi. Siten sytytysjärjestelmä energisoidaan signaalin avulla, joka au-20 tomaattisesti kehitetään resonanssitaajuudella.

Keksintöä selostetaan nyt esimerkkien avulla mukana seuraaviin piirustuksiin viitaten, joissa kaikkiin vastaavankaltaisiin komponentteihin on viitattu samalla tavalla ja joissa: 25 kuvio 1 esittää kaavamaisesti sytytysjärjestelmää, jossa on käytetty keksinnön mukaista sytytyskonetta; kuvio 2 esittää sytytysjärjestelmän sijaiskytkentää; kuviot 3 ja 4 esittävät muuntajakytkettyä takaisin-kytkentälenkkiä hyväksi käyttävässä keksinnön mukaisessa 30 sytytyskoneessa käytettävien teho-oskillaattorin kahta piirikaaviota.

Kuviot 3 ja 4 esittävät kahta keksinnön mukaisessa sytytyskoneessa käytettävän teho-oskillaattorin piirikaaviota, joissa käytetään hyväksi muuntajakytkettyä takaisin-35 kytkentälenkkiä.

70323

Kuvio 5 esittää sytytyskoneen piirikaaviota keksinnön mukaisesti, sisällyttäen kuvion 4 piirin.

Kuvio 6 esittää vaihtoehtoisen teho-oskillaattorin piirikaaviota, jossa käytetään hyväksi suoraa takaisinkyt-5 kentälenkkiä.

Kuvio 7 esittää edelleen vaihtoehtoista teho-oskillaattoria, jossa käytetään hyväksi virran ilmaisimen ja vahvistimen sisältävää takaisinkytkentälenkkiä.

Kuvio 8 esittää piirikaaviota, joka sisältää edelleen 10 oskillaattorin käytettäväksi yhdessä teho-oskillaattorin kanssa sytytyskoneessa esi-asetetun ulostulojännitteen aikaansaamiseksi.

Kuvio 9 esittää keksinnön mukaisen sytytyskoneen piirikaaviota, johon on sisällytetty kuvioiden 7 ja 8 15 piirit.

Viitataan aluksi kuvioon 1. Sytytysjärjestelyä on siinä yleisesti viitattu numerolla 10. Sytytysjärjestely 10 käsittää sytytyskoneen 12 kytkettynä sytytysjärjestelmään 14. Sytytysjärjestelmä 14 käsittää useita sytytysmoduuleja 20 16. Kukin sytytysmoduuli 16 käsittää standardin sähkösytyt- timen 18, joka on kytketty ferriittirenkaaseen 20 sisään-vientijohtimen 22 silmukan avulla. Kuten on esitetty, kukin sisäänvientijohdin 22 on kierretty muutaman kerran ferriittirenkaansa 20 ympäri. Sytytysjärjestelmä 14 käsit-25 tää edelleen sytytysjohtimen 24 ja ensiöjohdinsilmukan 26, jälkimmäisen kulkiessa ferriittirenkaiden 20 läpi. Edelleen, kuten on esitetty, sytytysjohtimen 24 toinen pää on kytketty sytytyskoneeseen 12 ja toinen pää ensiöjohdinsil-mukkaan 26.

30 Viitaten nyt kuvioon 2 esitetään sytytysjärjestelyn 10 sijaiskytkentäkaavio. Sytytysjohdinta 24 ja ensiöjohdin-silmukka 26 edustavat induktanssi 28 ja resistenssi 30, kun taas sytytysmoduuleja 16, viitaten takaisin ensiösilmuk-kaan 26, edustaa resistanssi 32 ja induktanssi 34. Induk-35 tanssilla 28 on tyypillisesti arvo 60-600yUH ja resistanssilla 32 on arvo N x 0,125 ohm, missä N on sytyttimien 6 70323 lukumäärä ja induktanssilla 34 on arvo N x 2,5^,uH. Kuten aikaisemmin on esitetty, ferriittirenkaat 20 ovat taajuus-selektiivisiä ja niiden optimaaliset energiansiirto-ominaisuudet ovat taajuusalueella 15-25 kHz. Voidaan siten ar-5 vioida, että sytytysjärjestelmän 14 induktiiviset ominaisuudet ovat näillä taajuuksilla merkittävät. Induktiivisen vaikutuksen eliminoimiseksi sytytyskoneeseen 12 sisällytetään sarjakondensaattori 36, jonka arvo on sopiva siten, että käytettäessä sitä tietyn tyyppisten sytytysjärjestel-10 mien kanssa, on siten muodostuvalla sarjaresonanssipiiril-lä resonanssitaajuus välillä 15-25 kHz.

Kuvioon 3 viitaten esitetään teho-oskillaattorijärjestely 38, joka on kytketty sytytysjärjestelmään 14. Kuviossa 3 on kuviossa 2 esitetyt induktanssit ja resistanssit 15 keskitetty yhteen induktanssin 40 ja resistanssin 42 aikaansaamiseksi. Oskillaattorijärjestelyssä 38 on edelleen säätö-muuntaja 44 ja takaisinkytkentämuuntaja 46. Takaisinkytken-tämuuntaja 44 on kytketty sarjaan sytytysjärjestelmän 14 kanssa takaisinkytkentämuuntajän 46 ensiökäämin 46.1 ja 20 resonanssikondensaattorin 36 kautta. Oskilaattorijärjestelyn 38 keskellä on transistori 48, jota ohjataan takaisinkytken-täsilmukalla takaisinkytkentämuuntajän 46 toisiokäämistä 46.2. Transistorin 48 kanta-emitteri liitoksen suojaamiseksi käytetään vastakkaisnapaista "free-wheeling" diodia 25 50. Mukana on myös energiaa varaava kondensaattori 52.

Huomataan, että oskillaattorijärjestely 38 on itsevirittyvä siinä suhteessa, että se kehittää oskilloivan signaalin säätömuuntajän 44, takaisinkytkentämuuntajän 46, resonanssikondensaattorin 36 ja sytytysjärjestelmän 14 30 muodostaman piirin resonanssitaajuudella. Toimintatilanteessa, kun oskillaattori järjestely 38 on Hipaistu (kuten on osoitettu edempänä kuvioon 5 viitaten) transistori 48 kytkeytyy on-tilaan ja virta alkaa virrata ensiökäämin 46.1 kautta. Toisiokäämin 46.2 napaisuus on valittu siten, 35 että saadaan aikaan positiivinen takaisinkytkentä transistoriin 48. Siten transistori 48 pysyy on-tilassa niin 7 70323 kauan, kun ulostulovirta virtaa alkuperäiseen suuntaan.

Virran kääntyessä muuntaja 46 kytkee transistorin 4 8 of Jutilaan. Virran napaisuuden seuraavan kerran kääntyessä, alkuperäiseen suuntaansa, transistori 48 kytkeytyy jälleen 5 on-tilaan ja prosessi toistuu. Kytkentätransistoriin syötetty positiivinen takaisinkytkentäsignaali on verrannollinen kuormavirtaan ja aina vaiheessa sen kanssa. Oskillaattori-järjestely 38 kehittää sen mukaisesti signaalin kuorman resonanssitaajuudella, edellyttäen että kuormapiirin in-10 duktanssi on kohtuullisissa rajoissa (esimerkiksi 50yUH - lmH).

Kuvioon 4 viitaten esitetään vaihtoehtoinen oskillaattori järjestely 38.1. Tämä järjestely 38.1 on samanlainen kuin kuvion 3 järjestely 38, lukuunottamatta sitä, että 15 käytetään kahta transistoria 48 vuorovaihekytkennässä. Kuviossa 4 esitettyihin eri komponentteihin on viitattu samalla tavoin kuin kuviossa 3 esitettyihin. Koska kuviossa 4 esitetyn piirin toiminta on itsestään selvä alan ammatti-miehille kuvioon 3 viitatessa, sitä ei selosteta enempää.

20 Vaikka säätömuuntaja 44 tuottaa suorakaideaallon muotoista ulostulojännitteen signaalia, virta sytytyssilmu-kassa on sinimuotoista, kuten resonanssipiirien teoriasta on tunnettua. Sytytysvirta sisältää siten pienen osan harmonisia taajuuksia. Tämä on sytytyskoneen hyvin hyödyllinen 25 ominaisuus - vaikka harmoniset kuluttavat sytytyskoneen ulostulotehoa, ferriittirenkaat ja sytyttimen sisäänvienti-johtojen induktanssi vaimentavat niitä ja siksi ne ovat vain hyvin pieni osa sytyttimiin tapahtuvasta energian siirrosta.

Viitataan nyt kuvioon 5 » Siinä on esitetty keksinnön 30 mukaisen sytytyskoneen 54 piirikaavio. Sytytyskoneella 54 on antonavat 56, joihin aikaisemmin selitetyn tyyppinen ja viitenumerolla 14 viitattu sytytysjärjestelmä voidaan kytkeä. Sytytyskonessa 56 on myös teho-oskillaattorijärjestely 38.1, joka on samanlainen kuin kuviossa 4 esitetty 35 ja johon on samalla tavoin viitattu. Kuitenkin, säätömuun-taja 44 on jännitteennostomuuntaja, joka aikaansaa noin 70323 35 voltin syöttöjännitteestä ulostulosignaalin, jonka huippuarvo on noin 115 volttia. Toisiokäämin kanssa on sar-jssa ohjaustriac 58. Alan ammattimies huomaa, että kytkettäessä triac 58 on-tilaan transistori 48 tulee liipais-5 tua käynnistäen siten oskillaattorijärjestelyn 38.1. Edelleen, samalla kun triac energisoidaan tulee oskillaattori-järjestely 38.1 toimintatilaan.Sytytyskoneessa 54 on edel-leem varattava akku 60 ja manuaalinen kytkin 62. Kuviossa 5 esitetyssä asennossa kytkin 62 on auki ja sytytyskone 54 10 on toimimattomassa tilassa.

Kytkimen 62 ollessa suljettu varauskondensaattori 64 varautuu. Kondensaattorin 64 yli olevaa jännitettä valvotaan tasoilmaisimella 66, joka aikaansaa antosignaa-lin kondensaattorin 66 yli vaikuttavan jännitteen omatessa 15 tietyn arvon (35 volttia). Tasoilmaisin 66 ohjaa ajastinta 68, joka syöttää noin 4,5 millisekunnin kestoista ulostulosignaalia. Ajastimen 68 ulostulosignaali energisoi valoa emittoivan diodin (LED) 70 ja myös triacin 58, joka liipai-see oskillaattorijärjestelyn 38.1 ja pitää sen toimintati-20 lassa 4,5 millisekunnin ajan. Sytytysjärjestelmän ollessa kytketty antonapojen 56 yli syötetään resonanssitaajuinen oskilloiva signaali sytytysjärjestelmään, joka sytyttää järjestelmän sytyttimet. On huomattava, että akku 60 voidaan myös ladata antonapojen 56 kautta, diodien 72 ja vastusten 25 74 muodostaessa yksisuuntaisen varauslenkin.

Kuvioon 6 viitaten esitetään edelleen teho-oskillaattori järjestelyn 38.2 suoritusmuoto, jossa käytetään suoraa takaisinkytkentälenkkiä.

Järjestely 38.2 on samanlainen kuin kuvion 4 järjes-30 tely 38.1,lukuunottamatta sitä, että muuntajalla 44.1 on eristetty toisiokäämi 44.2 ja että kuormavirta kulkee suoraan transistoreihin 48.1 ja 48.2 kuvion 4 takaisinkyt-kentämuuntajän 46 kautta kulkemisen sijasta.

Oskilaattorijärjestely 38.2 on itsevirittyvä muunta-35 jän 44.1, kapasitanssin 36, induktanssin 76, sytytysjärjes- 9 70323 telmän 14 ja transistoreihin 48.1 ja 48.2 johtavan suoran takaisinkytkentälenkin muodostaman sarjapiirin re-sonanssitaajuudelle.

Järjestelyn 38.2 toiminta on samanlainen kuin ku-5 viossa 4 esitetyn piirin toiminta lukuunottamatta sitä, että kuormavirta ohjaa suoraan kytkettävissä olevia elementtejä 48.1 ja 48.2, kuvion 4 takaisinkytkentämuuntajän 46 kautta tapahtuvan ohjaamisen sijaan. Muuntajan 44.1 toi-siokäämin 44.2 napaisuus on valittu siten,että kytkettävis-10 sä oleville elementeille 48.1 ja 48.2 aikaansaadaan positiivinen takaisinkytkentä.

"Free wheeling" diodit 75.3 ja 75.4 sallivat järjestelmän energian turvallisen purkautumisen käytettäessä hyväksi mahdollisuutta kytkeä signaali pois ennaltamäärätyn 15 ajan kuluttua.

Viitaten nyt kuvioon 7, joka esittää teho-oskilaat-torijärjestelyä, jossa ilmaisin- ja vahvistinpiiri 79 syöttää tarvittavan positiivisen takaisinkytkentäsignaalin transistoreille 48. Huomataan, että ohjattaessa sarjaviritys-20 piiriä resonanssitaajuudellaan, resultoiva virta on ohjaus-jännitteen kanssa samassa vaiheessa. Suorakaideaallon muotoisella ohjausjännitteellä virta ohittaa siten nollakohdan hetkellä, jolloin ohjausjännitteen napaisuus vaihtuu.

Sarjavastuksen 78 yli vaikuttava jännite on sarja-25 virityspiirissä kulkevan virran mitta.

Valvomalla vastuksen yli vaikuttavaa jännitettä ja aikaansaamalla vastaavat ohjaussignaalit transistoreille 48 napaisuuden kääntöä varten hetkellä, jolloin mainittu jännite ohittaa nollakohdan, oskilloi ohjaussignaali reso-30 nanssitaajuudella.

Vastuksen 78 yli vaikuttavan takaisinkytkentäjännitteen ilmaisu ja vahvistus suoritetaan nollakohdan ilmaisin- ja vahvistinpiirillä 79. Piirin 79 etenemisviiveiden kompensoimiseksi piirissä 79 käytetään pientä sarjakelaa 77 35 takaisinkytkennän jännitesignaalin aikaistamiseksi viritys-piirin virtaan nähden. Jos piiri 79 on napaisuudesta riippu- 10 70323 vainen, täytyy toisiokäämin 44.2 napaisuus määrittää.

Huomataan, että kuvioiden 3-7 mukaiset piirit syöttävät sytytysjärjestelmään 14 sytytysvirtaa, joka vaihtelee kuormasta riippuen. Yleisesti ottaen on kuitenkin toivotta-5 vaa, sytytysvirta on tietyn määrätyn minimitason yläpuolella sytyttimien viiveaikahajonnan minimoimiseksi.

Kuvion 8 piiri on suunniteltu esiasettamaan kuvioiden 3-7 piirien ulostulojännite kuorman arvon mukaisesti määrätyn minimitason yläpuolella olevan vakioulostulovirran 10 aikaansaamiseksi.

Kuvioiden 3-7 piireissä muuntajien 44 ja 44.1 toisio-jännite saadaan lineaarisella alueella (häviöitä huomioimatta) E = t V STG............ (1> 15 missä E on toisiojännite, t muuntajan kierrosten suhde, ja VSTG on kondensaattorin 52 jännite.

Viitaten kuvioon 7, sarjapiiri 84, johon jännite E syötetään sytytysjärjestelmän 14 sytyttämiseksi, käsittää 20 kapasitanssin 36, induktanssin 76, sytytysjärjestelmän 14, induktanssin 77 ja resistanssin 78.

Koska sarjaresonanssipiiri 84 toimii sarjaresonanssi-muodossa, kuormaimpedanssi syöttöjännitteen e kannalta on resistiivinen ja täyttää yhtälön 25 e = ir ................. (1) missä e on syötetty jännite, i on resultoiva virta, ja r on kuormaimpedanssi.

Sarjapiirin 84 kokonaisresistanssi RT (syöttöjännit-30 teen e kannalta) on mainittuun sarjapiiriin (42 ja 78) sisältyvien resistanssien, mainitun sarjapiirin reaktiivisten komponenttien ohjaustaajuudella esiintyvien resistiivis-ten häviöiden (36, 76 ja 77) ja muuntajan 44.1 resistiivis-ten häviöiden summa. Siten yhtälöstä (2) saadaan resistans-35 sin RT tuottama virta jännitteen e vaikuttaessa i = 1 xe ....................(3) 11 70323

Yhtälöistä (1) ja (3) saadaan erityisesti, jos kondensaattori 52 on varautunut arvoon V___, teho-oskillaat- b I \j

torin ulostulojännite on tvSTG' resultoiva kuormavirta I

5 1 = RT X VSTG ...........(4)

Kuviossa 8 esitetty oskillaattori kehittää hakuvirran ("search current") sarjapiiriin 84 kuvioiden 3-7 teho-oskillaattorien vaatiman syöttöjännitteen määrittämiseksi tarvittavan sytytysvirran jakamiseksi. Tämä oskillaattori itsevirit-10 tyy samalla tavoin kuin kuvion 7 ohessa esitetty oskillaattori.

Jos hakuvirtageneKaattorin ulostulojännite on kiinteä osa teho-oskillaattorin ulostulojännitteestä, yhtälön(3) mukaan tuloksena oleva hakuvirta on sama kiinteä osa odotetusta sytytysvirrasta. Merkitään tätä osaa g:11a, jolloin 15 yhtälöstä (4) saadaan 1 X S = RT X t VSTG X S ......

missä tv_mr, x | on oskillaattorin ulostulojännite ja tu- blob ^ loksena saatava hakuvirta on I x - b 20 On ilmeistä, että S:n arvon täytyy olla sellainen,että virta on riittämätön sytytysjärjestelmän 14 sytyttämiseksi.

Yhtälöstä (4) ja (5) nähdään, että hakuvirran saavuttaessa arvon x g, missä 1^ on haluttu sytytysvirta sytytys järjestelmän 14 sytyttämiseksi,kapasitanssin 52 jännit-25 teen arvo on riittävä minkä tahansa kuvioiden 3-7 teho-oskillaattorille sytytysjärjestelmän sytyttämiseksi.

Kuvion 8 piirissä piiri 83 on hakuvirtageneraattori, joka mittaa myös tuotetun hakuvirran amplitudia.

Piiri 82 on energialähteen 81 ja energiaa varaavan 30 kapasitanssin 52 väliin asetettu varauksen ohjauspiiri. Piiri 82 sisältää kytkettävissä olevan elementin, kuten transistorin varausvirran lopettamiseksi vaadittavaan VSTG:hen vasteena piiristä 83 saatavalle signaalille.

Piiri 85 on sytytyksen ohjauspiiri, joka on myös 35 vasteellinen piirille 83 minkä tahansa kuvioiden 3-7 mukaisen teho-oskillaattorin liipaisusignaalin aikaansaamiseksi.

12 7032 3

Indikaattori 86 osoittaa, milloin sytytin on valmis sytyttämään ja indikaattori 87 osoittaa, jos kuorma on ulkopuolella sytytinkoneen 12 määrätyn toiminta-alueen.

Kuvion 8 piirin toiminta alkaa sarjapiirin 84 kyt-5 kennällä hakuvirtageneraattorin 83 ulostuloon.

Resistanssi 80 on sisällytetty sarjaan mainitun ulostulon kanssa kuvion 7 muuntajan 44.1 resistiivisten häviöiden simuloimiseksi ja myös odotetun sytytysvirran If ja sarjapiirin R^, kokonaisresistanssin välisen suhteen 10 modifioimiseksi. Modifiointi on järjestetty sen tosiasian huomioonottamiseksi, että kun suunnilleen vakio virta ohjataan kapasitanssista 52 sytytettäessä, johtaen suunnilleen vakionopeuksiseen jännitteen vaimenemiseen, jännitteen vaimenemisen prosentuaalinen vauhti on suurempi silloin, kun 15 alkuperäinen jännite on pienempi. Sytytysvirran vaimenemisen prosentuaalinen vauhti on siten suurempi kuormaresis-tanssin ollessa pieni. Pieniresistiiviset kuormat johtavat siten suurempaan alkuperäiseen sytytysvirtaan kuin suurire-sistiiviset kuormat pulssienergian ollessa vakio.

20 Sytytyskoneen energialähte 81 kytketään sen jälkeen varauksen ohjauspiirin 82 kautta energiaa varaavaan kapasitanssiin 52.

Kapasitanssin 52 yli vaikuttavan jännitteen kasvaessa kasvaa myös hakuvirtageneraattorin 83 ulostulojännite 25 kuten edellä olevassa yhtälössä (5) on osoitettu.

Hakuvirran amplitudin saavuttaessa arvon 1^ x | kapasitanssin 52 edelleen varautuminen estetään piiristä 83 piiriin 82 saatavalla kytkentäsignaalilla. Piiri 83 viestittää samanaikaisesti piiriin 85, että sytytyskone on val-30 miina sytyttämään,ja indikaattori 86 energisoidaan.

Kuvion 9 piirissä kytkin 88 on suojakytkin (esitetty normaalissa- tai suoja-asennossa), minkä avulla kapasitanssi 52 puretaan resistanssin 91 kautta. Sytytyskytkimet 89 ja 90 toimivat yhdessä ja ovat esitetyt normaali- tai 35 testiasennossa.

70323

Sytytysjärjestelmän 14 sytyttämisen toimintajärjestyksessä kytkintä 88 käytetään seuraavaksi ja osa sytytyskoneen piiriä, kuten kuviossa 8 on esitetty, on suljettu.

Kondensaattori 52 aloittaa varautumisen energia-5 lähteestä 81 (joka voi olla käsikammella toimiva generaattori) varauksen ohjauspiirin 82 kautta. Samanaikaisesti hakuvirtageneraattori 83 syöttää vaihtelevan jännitteen, it-sevirittyen sarjapiirin 84 resonanssitaajuudelle ja omaten kondensaattorin 52 hetkelliseen jännitteeseen verrannolli-10 sen amplitudin. Lopputuloksena saatavan hakuvirran amplitudin ollessa vaadittu , piiri 83 viestittää samanaikaisesti piirille 82 edelleen varautumisen estämiseksi, piirille 85 sytytyskoneen valmiudesta sytyttämään ja energisoi indikaattorin 86.

15 Kytkimen 88 tulee jäädä käyttöasentoon ja kytkimien 89 ja 90 lepoasentoon. Kuvion 7 sytytyskoneen osan piiri on nyt suljettu.

Piiri 85 liipaisee piirin 79 alkamaan sytytystoiminnan kuten kuvion 7 selityksen yhteydessä on esitetty, ja 20 voi tarvittaessa lopettaa toiminnan ennalta määrätyn ajan kuluttua.

Jokaisella sytytyskoneella on määrätyt rajat kuor-maimpedanssille, joiden puitteissa se Kykenee vaadittavan sytytysvirran sytyttämiseen. Esillä olevan keksinnön mukai-25 sessa sytytyskoneessa piirin komponenttien arvot määräävät kapasitanssin 52 suurimman sallitun jännitteen ja siten suurimman sallitun kuormaresistanssin.

Samaten oskilloivan virran taajuuden maksimi- ja minimiarvot, joihin sytytysjärjestelmä 14 reagoi tehokkaasti 30 ja/tai joihin sytytyskoneen piiristö voi reagoida, määrää sallittavissa olevat kuormainduktanssin 40 minimi- ja maksimiarvot, antaen kapasitanssin 36 ja induktanssien 76 ja 77 arvot. Sarjapiirin 84 resonanssitaajuus saadaan likimäärin yhtälöstä 35 f = -——r=r-

2flyL x C

14 70323 missä L on mainitun sarjapiirin kokonaisinduktanssi, induktanssien 40, 76 ja 77 summa ja C on kapasitanssi 36.

Keksinnön mukaisessa sytytyskoneessa, kuvion 9 piiri sisällyttäen hakuvirran alustavia mittauksia käytetään var-5 mistamaan, että kuormaresistanssien ja -induktanssin erillisiä rajoja ei ylitetä. Jos mikä tahansa raja ylitetään, viestittää piiri 83 kuorman olevan määritellyn alueen ulkopuolella, ja että sytytyskone ei ole valmis sytyttämään ja indikaattori 87 energisoituu. Sytytyskone on siten es-10 tynyt sytyttämästä vaikka kytkimiä 89 ja 90 käytettäisiin sytyksen yrityksessä.

Kuvion 9 piirin mukainen sytytyskone aikaansaa siten vakion sytytysvirran ulostulon määrittämättömän impedanssin omaavaan sytytysjärjestelmään. Sytytyspiirin komponentit 15 ovat siten suojatut ylikuormitukselta ja sytytsykone on tehokas energialähteestään saatavan energian käytössä.

Kuvion 9 sytytyskoneen piiri tarjoaa myös aikaviivei-sen itsepurkautuvan mekanismin osittain tai kokonaan varautuneen sytytyskoneen tähän tilaan jäämisen estämiseksi yh-20 tään kauempaa kuin on tarpeellista.

Claims (10)

7032 3

1. Laite räjäytysten sytyttämiseksi, joka käsittää teho-oskilaattorilaitteen (48.1, 48.2, 79) riittävätehoisen 5 oskilloivan sähkösytytyssignaalin kehittämiseksi vaihdeltavalla taajuudella, tunnettu taajuuden asetuslaittees-ta (46, 38, 77, 78, 79), johon oskilaattorilaite on vas-teellinen, jonka avulla käyttötilanteessa teho-oskillaatto-rilaitteen ollessa kytketty kuormaan se automaattisesti ke- 10 hittää kuorman resonanssitaajuudella olevan signaalin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen räjäytyksen syty-tyslaite, tunnettu siitä, että tajuuden asetuslai-te (38,46,77,78,79) sisältää ulostulon kytkentälaitteen (56) kanssa sarjaan kytketyn resonanssikondensaattorin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen räjäytyksen syty- tyslaite, tunnettu siitä, että teho-oskillaattori-laite sisältää vahvistinlaitteen (79) ja että taajuuden asetuslaite (77,78,79) on kytketty positiivista takaisiin-kytkentää käyttäen vahvistinlaitteeseen (79).

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen räjäytyksen syty- tyslaite, tunne ttu siitä, että teho-oskillaattori-laite sisältää kytkettävissä olevan elementin (48.1, 48.2) .'ja että taajuuden asetuslaite 77, 78, 79) on ohjattavasti kytketty kytkettävissä olevaan elementtiin sen kytkemisek- 25 si käytössä sytytyssignaalin kanssa samaan vaiheeseen.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen räjäytyksen sytytyslaite, tunnettu siitä, että taajuuden asetuslaite sisältää muuntajan (46), jossa on ensiökäämi(46.1) ja toisiokäämi (46.2) ensiökäämin ollessa kytketty sarjaan 30 ulostulon kytkentälaitteen kanssa, ja toisiokäämin ollessa kytketty vahvistinlaitteeseen (79) tai kytkettävissä olevaan elementtiin (38).

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen räjäytyksen sytytyslaite, tunnettu siitä, että teho-oskilaattori- 35 laite sisältää ulostulomuuntajän (44). 16 70323

7. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen räjäytyksen sytytyslaite, tunnettu siitä, että se sisältää jännitteen asetuslaitteen (82) ennalta-määrätyn sytytysvirran aikaansaamiseksi käytössä siihen kyt- 5 kettyyn sytytysjärjestelmään (32, 34), sytytysjärjestelmän omatessa minkä tahansa resistiivisen impedanssin ennalta määrätyn toiminta-alueen puitteissa.

8. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen räjäytyksen sytytyslaite, tunnettu siitä, 10 että se sisältää ajastinlaitteen (68, 85) sen aikaansaamiseksi, että sytytyssignaali syötetään ennalta määrättynä ajanjaksona.

9. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen räjäytyksen sytytyslaite, tunnettu siitä, että taajuuden 15 asetuslaite sisältää takaisinkytkentäjännitteen kehittävän impedanssin (77,78) sarjassa ulostulon kytkentälaitteen (56) kanssa ja nollakohdan ohitusksen ilmaisin- ja vahvistinyksikön (79), että mainitun impedanssin yli vaikuttava jännite syötetään ilmaisin- ja vahvistinyksikköön, 20 ilmaisin- ja vahvistinyksikön ollessa kytketty vahvistin- laitteeseen (79) tai kytkettävissä olevaan eLemenettiin (38).

10. Menetelmä räjäytysten sytyttämiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää sytytysjärjestelmän, joka toimii oskilloivalla sähkösignaalilla ja jolla on mää- 25 rittämätön impedanssi, ja joka automaattisesti kehittää oskilloivan sytytyssignaalin järjestelmän resonanssitaajuu-della. Patentkrav V O 3 2 3 17