RU2762126C1

RU2762126C1 - Winding wire insulation defect meter

Info

Publication number: RU2762126C1
Application number: RU2021106370A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Васильевич Смирнов
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2021-12-15

Abstract

FIELD: electrical testing equipment.SUBSTANCE: invention relates to electrical testing equipment and can be used to control the quality of insulation of wires in the process of manufacturing windings of electrical products using them. What is new is that the winding wire insulation defect meter, which contains an electrode sensor, a counter for the number of input defects, a counter for the extent of input defects, a speed sensor, a speed pulse generator and a frequency multiplier, while the speed sensor is connected to the input of the speed pulse generator, the output of which is connected to the input of the frequency multiplier, additionally introduced are a source of stabilized current, a resistor, a pulse generator for input defects, a pulse generator for technological defects, a counter for the number of technological defects, the counter of the length of technological defects, the counter of the length of the controlled wire, a computer with a neural network and a router, while the output of the stabilized current source is connected to one end of the coil of the winding wire and to the input of the computer with a neural network, the output of the frequency multiplier is connected to the input of the counter of the length of the controlled wire, to the input of the counter of the extent of input defects, to the input of the computer with a neural network and to the input of the counter of the extent of technological defects, the output of the neural network is connected to the input of the router, the output of which is connected to the inputs of pulse generators of input defects and pulses of technological defects, the output of the pulse generator of input defects is connected to the inputs of counters for the number of input defects and the extent of input defects, the output of the pulse generator of technological defects is connected to the inputs of counters for the number and extent of technological defects, the output of the electrode sensor is connected to the input of a computer with a neural network. In comparison with the prototype, the claimed device makes it possible to register not only input defects and their extent, but defects and their extent introduced into the insulation of the winding wire by elements of winding equipment, which significantly increases the information content of control.EFFECT: claimed meter provides selective control of input and technological defects, which could not be performed by a prototype device.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике электрических испытаний и может быть использовано для контроля качества изоляции проводов в процессе изготовления из них обмоток электротехнических изделий.The invention relates to electrical testing techniques and can be used to control the quality of wire insulation in the process of making windings of electrical products from them.

Известно устройство контроля дефектности изоляции проводов, описанное в [1]. Устройство предназначено для контроля точечных повреждений высоким напряжением, для проводов с жилой номинальным диаметром свыше 0,050 до 1,600 мм включительно. При этом для контроля дефектов изоляции проводов на изоляции проводов от 0,050 до 0,25 мм используемый высоковольтный электрод (датчик) выполняют в виде двух. Ролики в устройстве должны быть из нержавеющей стали и обеспечивать, каждый, контакт с проводом на длине (25 (2,5) мм.Known device for monitoring defectiveness of wire insulation, described in [1]. The device is designed to control point damage by high voltage, for wires with a conductor nominal diameter over 0.050 to 1.600 mm inclusive. In this case, to monitor defects in wire insulation on wire insulation from 0.050 to 0.25 mm, the high-voltage electrode (sensor) used is made in the form of two. The rollers in the device must be made of stainless steel and ensure, each, contact with the wire over a length of (25 (2.5) mm).

При контроле на точечные изоляции проводов с номинальным размером жилы провода 0,250 до 1,600 мм применяют один высоковольтный электрод в виде ролика. Ролик должен быть из нержавеющей стали и обеспечивать контакт с проводом на длинеWhen testing for point insulation of wires with a nominal wire core size of 0.250 to 1.600 mm, one high-voltage electrode in the form of a roller is used. The roller must be made of stainless steel and ensure contact with the wire along the length

25

30 мм.25

30 mm.

Недостатком устройства является, во-первых, малая универсальность датчика, так как для проводов, с диаметром жилы, лежащей в диапазоне от 0,050 до 0,25 мм, используют электрод - датчик, выполненный в виде двух роликов, и контролируемый провод протягивается через 4 ролика, два из которых являются направляющими, а два других - электродами датчика. Для проводов с диаметром, лежащим в диапазоне от 0,25 до 1,600 мм, этот датчик уже не применим, и взамен него используют один высоковольтный электрод большего диаметра.The disadvantage of the device is, firstly, the low versatility of the sensor, since for wires with a core diameter lying in the range from 0.050 to 0.25 mm, an electrode is used - a sensor made in the form of two rollers, and the controlled wire is pulled through 4 rollers , two of which are guides, and the other two are sensor electrodes. For wires with a diameter ranging from 0.25 to 1.600 mm, this sensor is no longer applicable, and instead, one high-voltage electrode of a larger diameter is used.

Во-вторых, как при контроле проводов с диаметром жил, лежащей в диапазоне от 0,050 до 0,25 мм, так и при контроле проводов с диаметром, лежащим в диапазоне от 0,25 до 1,600 мм, провод многократно перегибается. Это приводит к высоким механическим нагрузкам на изоляцию провода со стороны роликов, что приводит не только к ослаблению механической и электрической прочности изоляции контролируемого провода, но и вызывает появление дополнительных дефектов в изоляции провода. Поэтому при помощи устройства - прототипа осуществляют только выборочный контроль, при постоянной и относительно малой скорости протягивания провода, равной (275 (25) мм/с.Secondly, both when inspecting wires with a core diameter in the range from 0.050 to 0.25 mm, and when inspecting wires with a diameter in the range from 0.25 to 1.600 mm, the wire is repeatedly bent. This leads to high mechanical loads on the wire insulation from the side of the rollers, which leads not only to a weakening of the mechanical and electrical strength of the controlled wire insulation, but also causes additional defects in the wire insulation. Therefore, using the prototype device, only selective control is carried out, at a constant and relatively low wire pulling speed equal to (275 (25) mm / s).

Известно устройство для контроля дефектности изоляции проводов [2]. Устройство, содержит датчик-электрод, источник высокого напряжения, первый выход которого подключен к первому входу формирователя импульсов дефектов, выходом подключенного к входу счетчика количества дефектов, в него введен формирователь импульсов скорости и датчик скорости, причем второй выход источника высокого напряжения подсоединен к датчику-электроду, датчик скорости через формирователь скорости подключен к второму входу формирователя импульсов дефектов, при этом последний состоит из источника опорного напряжения, формирователя переднего и заднего фронтов и дифференциального усилителя, первый, второй входы и выход которого подключены соответственно к первому входу формирователя импульсов дефектов, к выходу источника опорного напряжения и к первому входу формирователя переднего и заднего фронтов, второй вход и выход которого являются соответственно вторым входом и выходом формирователя импульсов дефектов.A device for monitoring the defectiveness of wire insulation is known [2]. The device contains a sensor-electrode, a high-voltage source, the first output of which is connected to the first input of the defect pulse generator, the output of the counter of the number of defects connected to the input, a speed pulse former and a speed sensor are introduced into it, and the second output of the high-voltage source is connected to the sensor- electrode, the speed sensor is connected through the speed former to the second input of the defect pulse former, the latter consists of a reference voltage source, the shaper of the leading and trailing edges and a differential amplifier, the first, second inputs and the output of which are connected, respectively, to the first input of the defect pulse former, to the output of the reference voltage source and to the first input of the leading and trailing edges shaper, the second input and output of which are respectively the second input and output of the defect pulse shaper.

Недостатком устройства является высокое напряжение контроля, а также сложность конструкции, обусловленная тем, что электрод-датчик и датчик скорости выполнены в виде двух раздельных функциональных блока.The disadvantage of the device is the high control voltage, as well as the complexity of the design, due to the fact that the electrode-sensor and the speed sensor are made in the form of two separate functional blocks.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для контроля дефектности изоляции обмоточных проводов, описанное в [3].Closest to the claimed is a device for monitoring the defectiveness of the insulation of winding wires, described in [3].

Устройство - прототип, содержит датчик - электрод, источник высокого напряжения, формирователь импульсов дефектов, состоящий из источника опорного напряжения формирователя переднего и заднего фронтов и дифференциального усилителя, счетчик дефектов, датчик скорости, формирователь импульсов скорости, при этом первый вход источника высокого напряжения подключен к первому входу формирователя импульсов дефектов, выход которого подключен к входу счетчика дефектов, второй выход источника напряжения подсоединен к датчику - электроду, датчик скорости через формирователь импульсов скорости подключен к второму входу формирователя импульсов дефектов, первый и второй входы дифференциального усилителя подключены соответственно к первому входу формирователя импульсов дефектов, к выходу источника формирователя переднего и заднего фронтов, второй вход и выход которого являются соответственно вторым входом и выходом формирователя импульсов дефектов, в устройство дополнительно введены счетчик импульсов скорости, ключевое устройство, счетчик протяженности дефектов с регулируемым коэффициентом пересчета, триггер, светодиод и фотодиод, при этом датчик-электрод и датчик скорости провода выполнены в виде единого функционального блока, изготовленного в виде двух роликов из нержавеющей стали, имеющие U-образную проточку по образующей, причем ролики помещают в корпус, который выполнен в виде швеллера, между параллельными стенками которого закреплена диэлектрическая основа для размещения элементов датчика, также выполненная в виде швеллера, параллельные стенки указанной основы закреплены крепежными деталями к параллельным стенкам корпуса датчика, а основание, упомянутой основы, расположено перпендикулярно к основанию корпуса датчика, в датчик дополнительно введены два металлических коромысла, две пружины, два скользящих контакта, два вывода для подсоединения источника питания, две направляющие втулки, диск с равномерно выполненными в нем сквозными радиальными прорезями, одна плоскость которого выполнена в виде цилиндрического стакана, причем коромысла выполнены в виде металлических пластин, на одном конце каждой из которых жестко закреплены перпендикулярно плоскости пластины цилиндрические оси под подшипники, на другом конце каждой пластины коромысла выполнены перпендикулярно плоскости коромысел отверстия под оси, которые жестко закреплены на диэлектрической основе для размещения элементов датчика, вращающихся роликов, прижатых с помощью пружин друг к другу образующими поверхностями в точке соприкосновения, лежащей на вертикальной оси симметрии указанных роликов, к боковой поверхности одного из вращающихся роликов соосно прикреплен стакан упомянутого диска с радиальными прорезями, по образующим поверхностям роликов выполнены проточки, лежащие при соприкосновении роликов друг против друга и служащие для фиксации и ограничения движения провода в поперечном направлении, в центральную часть роликов впрессованы подшипники, насаженные на упомянутые выше цилиндрические оси, жестко закрепленные на подвижном конце коромысел, неподвижные концы коромысел, имеющимися на них отверстиями одеты на оси, механически закрепленные на диэлектрической основе для размещения элементов датчика, ролики прижаты друг другу своими образующими поверхностями при помощи двух пружин, один конец которых закреплен механически к одному из коромысел, а два других конца пружин механически закреплены к диэлектрической основе для размещения элементов датчика, напряжение к рабочим поверхностям роликов подводится скользящими контактами, выполненных в виде упругих пластинчатых пружин, один конец которых прижат к осям роликов, другой конец электрически и механически соединен к концу с выводами для подсоединения источника питания, в стенках корпуса датчика закреплены направляющие втулки, продольные оси симметрии которых совпадают с осью провода, ультрафиолетовый светодиод расположен в зазоре между диском с равномерно выполненными в нем сквозными радиальными прорезями, со стороны плоскости, выполненной в виде цилиндрического стакана и поверхностью ролика, к которому механически прикреплен стакан, ультрафиолетовый фотодиод расположен с противоположной стороны упомянутого диска с радиальными прорезями, при этом выход фотодиода подключен к входу формирователя импульсов скорости, один из выходов которого подключен к ключевому устройству, выход ключевого устройства подключен к входу счетчика протяженности дефектов с регулируемым коэффициентом пересчета.The device is a prototype, contains a sensor electrode, a high voltage source, a defect pulse generator, consisting of a reference voltage source for a shaper of the leading and trailing edges and a differential amplifier, a defect counter, a speed sensor, a speed pulse shaper, while the first input of the high voltage source is connected to the first input of the defect pulse former, the output of which is connected to the defect counter input, the second output of the voltage source is connected to the sensor - electrode, the speed sensor through the speed pulse former is connected to the second input of the defect pulse former, the first and second inputs of the differential amplifier are connected respectively to the first input of the former impulses of defects, to the output of the source of the shaper of the leading and trailing edges, the second input and output of which are respectively the second input and output of the shaper of the impulses of defects, the device is additionally introduced speed impulse counter, key device, defect duration counter with adjustable conversion factor, trigger, LED and photodiode,in this case, the sensor-electrode and the wire speed sensor are made in the form of a single functional block made in the form of two stainless steel rollers having a U-shaped groove along the generatrix, and the rollers are placed in a housing that is made in the form of a channel, between the parallel walls of which is fixed a dielectric base for placing the sensor elements, also made in the form of a channel, the parallel walls of the said base are fixed with fasteners to the parallel walls of the sensor body, and the base of the said base is perpendicular to the base of the sensor body, two metal rocker arms, two springs are additionally introduced into the sensor, two sliding contacts, two leads for connecting a power source, two guide bushings, a disk with through radial slots uniformly made in it, one plane of which is made in the form of a cylindrical glass, and the rocker arms are made in the form of metal plates, at one end of each of which cylindrical axes for bearings are rigidly fixed perpendicular to the plane of the plate, at the other end of each plate the rocker arms are made perpendicular to the plane of the rocker arms, holes for the axles, which are rigidly fixed on a dielectric base to accommodate the sensor elements, rotating rollers pressed by the springs to each other by the forming surfaces at the point of contact lying on the vertical axis of symmetry of the said rollers, a glass of the said disk with radial slots is coaxially attached to the side surface of one of the rotating rollers, grooves are made along the forming surfaces of the rollers, lying when the rollers touch each other and serving to fix and limit the movement of the wire in the transverse direction , bearings are pressed into the central part of the rollers, mounted on the above-mentioned cylindrical axles, rigidly fixed on the movable end of the rocker arms, the fixed ends of the rocker arms, the holes on them are put on the axles, mechanically closed mounted on a dielectric base to accommodate the sensor elements, the rollers are pressed against each other by their generating surfaces using two springs, one end of which is mechanically fixed to one of the rocker arms, and the other two ends of the springs are mechanically fixed to the dielectric base to accommodate the sensor elements, voltage to the working surfaces rollers are supplied by sliding contacts made in the form of elastic leaf springs, one end of which is pressed against the axes of the rollers, the other end is electrically and mechanically connected to the end with terminals for connecting a power source, guide bushings are fixed in the walls of the sensor housing, the longitudinal axes of symmetry of which coincide with the axis wires, the ultraviolet light-emitting diode is located in the gap between the disk with through radial slots uniformly made in it, from the side of the plane made in the form of a cylindrical glass and the surface of the roller, to which the glass is mechanically attached, the ultraviolet photodiode is located located on the opposite side of the said disk with radial slots, while the output of the photodiode is connected to the input of the speed pulse shaper, one of the outputs of which is connected to the key device, the output of the key device is connected to the input of the counter of the length of defects with an adjustable conversion factor.

Недостатком устройства является невозможность использования указанного устройства для селективного контроля входных дефектов и дефектов, вносимых намоточным оборудованием (элементами намоточного станка) в изоляцию провода изготавливаемых обмоток электротехнических изделий.The disadvantage of the device is the impossibility of using the specified device for selective control of input defects and defects introduced by the winding equipment (elements of the winding machine) into the wire insulation of the produced windings of electrical products.

Техническая задача, поставленная в рамках данного изобретения, заключается в создании возможности селективного контроля входных дефектов и дефектов, вносимых намоточным оборудованием (элементами намоточного станка).The technical problem posed within the framework of this invention is to create the possibility of selective control of input defects and defects introduced by the winding equipment (elements of the winding machine).

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в измеритель дефектности изоляции обмоточных проводов, содержащем датчик - электрод, счетчик количества входных дефектов, счетчик протяженности входных дефектов, датчик скорости, формирователь импульсов скорости, и умножитель частоты, при этом датчик скорости подключен к входу формирователя импульсов скорости, выход которого подключен к входу умножителя частоты в него дополнительно введены источник стабилизированного тока, резистор, формирователь импульсов входных дефектов, формирователь импульсов технологических дефектов, счетчик количества технологических дефектов, счетчик протяженности технологических дефектов, счетчик длины проконтролированного провода, компьютер с нейронной сетью и маршрутизатор, при этом выход источника стабилизированного тока подключен к одному концу катушки обмоточного провода, и к входу в компьютер с нейронной сетью, умножителя частоты подключен к входу в счетчика длинны проконтролированного провода, к входу счетчика протяженности входных дефектов, к входу в компьютер с нейронной сетью и ко входу счетчика протяженности технологических дефектов, выход нейронной сети подключен к входу маршрутизатора, выход которого соединен с входами формирователей импульсов входных дефектов и импульсов технологических дефектов, выход формирователя импульсов входных дефектов подключен к входам счетчиков количества входных дефектов и протяженности входных дефектов, выход формирователя импульсов технологических дефектов подключен к входам счетчиков количества и протяженности технологических дефектов, выход электрода -датчика, подсоединен ко входу компьютера с нейронной сетью.The solution to the technical problem posed is achieved by the fact that in the meter of defectiveness of the insulation of winding wires, containing a sensor - an electrode, a counter of the number of input defects, a counter of the length of input defects, a speed sensor, a speed pulse shaper, and a frequency multiplier, while the speed sensor is connected to the input of the pulse shaper speed, the output of which is connected to the input of the frequency multiplier, a stabilized current source, a resistor, a pulse shaper of input defects, a pulse shaper of technological defects, a counter of the number of technological defects, a counter of the length of technological defects, a counter of the length of the monitored wire, a computer with a neural network and a router are added to it , while the output of the stabilized current source is connected to one end of the coil of the winding wire, and to the input to the computer with a neural network, the frequency multiplier is connected to the input of the counter of the length of the monitored wire, to the input of the counter of the length of input defects, to the input to the computer with a neural network and to the input of the counter of the length of technological defects, the output of the neural network is connected to the input of the router, the output of which is connected to the inputs of the pulse shapers of input defects and pulses of technological defects, the output of the pulse former of input defects is connected to the inputs of the counters of the number of input defects and the length of the input defects, the output of the pulse shaper of technological defects is connected to the inputs of the counters of the number and length of technological defects, the output of the sensor electrode is connected to the input of a computer with a neural network.

На фиг.1 приведена структурная схема заявляемого устройства. На фиг.2 приведены эпюры сигналов, служащие для пояснения сущности изобретения. На фиг.3 изображен совместный блок контактного электрода датчика и датчика скорости.Figure 1 shows a block diagram of the inventive device. Figure 2 shows the signal diagrams serving to explain the essence of the invention. Figure 3 shows the joint block of the contact electrode of the sensor and the speed sensor.

На фиг.1 введены следующие обозначения: 1 -датчик дефектов; 2- источник стабилизированного тока; 3-датчик скорости;4- формирователь импульсов скорости; 5- умножитель частоты; 6-резистор;7-формирователь импульсов входных дефектов; 8-счетчик количества входных дефектов; 9- счетчик протяженности входных дефектов; 10- элементы оборудования; 11-формирователь импульсов технологических дефектов;12- счетчик количества технологических дефектов;13- счетчик протяженности технологических дефектов; 14-обученная нейронная сеть; 15-катушка провода; 16- счетчик длины проконтролированного провода; 17-маршрутизатор.Figure 1 introduced the following designations: 1 -defect sensor; 2- source of stabilized current; 3-speed sensor; 4- speed pulse shaper; 5- frequency multiplier; 6-resistor; 7-input defect pulse shaper; 8-counter of the number of input defects; 9- counter of the length of input defects; 10- items of equipment; 11-shaper of pulses of technological defects; 12- counter of the number of technological defects; 13- counter of the length of technological defects; 14-trained neural network; 15-coil of wire; 16- counter of the length of the checked wire; 17 router.

На фиг.3 введены следующие обозначения: 18- дискообразный блок (их два); 19- шарикоподшипник; 20-ось блока; 21-жила контролируемого провода; 22 - эмалевая изоляция провода; 23-контакт их проводящей резины; 24-диск датчика скорости; 25- отверстия; 26-светодиод; 27-фотодиод.In Fig.3 introduced the following designations: 18 - disc-shaped block (there are two); 19- ball bearing; 20-axis block; 21-cores of the controlled wire; 22 - enamel wire insulation; 23-pin of their conductive rubber; 24-disc speed sensor; 25 - holes; 26-LED; 27-photodiode.

Устройство работает следующим образом. При намотке обмоток в изоляции провода могут иметь место два вида дефектов: входные и технологические дефекты. Под входными дефектами понимают те дефекты, которые уже имеются в изоляции провода при его поставке. Под технологическими дефектами понимается повреждение изоляции провода элементами 10 намоточного оборудования до жилы провода. При движении провода в процессе намотки обмоток датчик 3 скорости (фиг.1) вырабатывает импульсы скорости, частота которых пропорциональна скорости V движения провода. Эти импульсы поступают на вход формирователя 4 импульсов скорости, где происходит формирование их по напряжению и крутизне фронтов. Сформированные импульсы скорости поступают на вход умножителя частоты 5. Импульсы с выхода умножителя 5 частоты поступают на вход обученной нейронной сети 14 и на вход счетчика 16 длины проконтролированного провода. На счетный вход счетчика 16 длины проконтролированного провода непрерывно поступают импульсы скорости с умножителя частоты 5 с периодом следования, равным прохождению под датчиком скорости, фиксированной определенной длины lэ провода, например lэ=0,025 мм (фиг.3 эпюра а).The device works as follows. When winding windings in wire insulation, two types of defects can occur: input and technological defects. Input defects are understood as those defects that are already present in the insulation of the wire when it is delivered. Technological defects are understood as damage to the wire insulation by the elements 10 of the winding equipment to the wire core. When the wire moves in the process of winding the windings, the speed sensor 3 (Fig. 1) generates speed pulses, the frequency of which is proportional to the speed V of the wire. These pulses are fed to the input of the 4 speed pulse shaper, where they are formed according to the voltage and steepness of the edges. The generated speed pulses are fed to the input of the frequency multiplier 5. The pulses from the output of the frequency multiplier 5 are fed to the input of the trained neural network 14 and to the input of the counter 16 of the length of the monitored wire. The counting input of the counter 16 of the length of the monitored wire continuously receives speed pulses from the frequency multiplier 5 with a repetition period equal to the passage under the speed sensor of a fixed certain wire length le, for example, le = 0.025 mm (Fig. 3 diagram a).

Так как длительность одного импульса скорости соответствует прохождению через датчик дефектов строго фиксированной элементарной длины провода l_э, величина которой остается неизменной при изменении скорости, то проконтролированная длина провода, определяется величиной l_пр=l_э×m_пр, где m_пр - количество импульсов скорости, прошедших в счетчик 16 за время контроля (фиг.3 эпюра а).Since the duration of one speed pulse corresponds to the passage through the sensor of defects of a strictly fixed elementary wire length l _e , the value of which remains unchanged when the speed changes, then the monitored wire length is determined by the value l _pr = l _e × m _pr , where m _pr is the number of speed pulses passed into the counter 16 during the control time (Fig. 3 plot a).

При протягивании контролируемого провода через датчик 3 скорости, последний выдает сигнал, частота которого пропорциональна скорости протягивания провода под датчиком. Этот сигнал поступает в формирователь 4 (фиг.1) импульсов, с выхода которого сформированные импульсы скорости поступают на вход умножителя частоты 5. Обозначим период следования импульсов с умножителя частоты через Т₁. При скорости движения провода V₁на выходе умножителя частоты 5 появляются импульсы, частотой f₁=

. При этом за время одного периода сигнальных импульсов провод пройдет расстояние l_э, принятое за единицу измерения протяженности дефекта, равное по величине протяженности эквивалентного точечного поврежденияWhen pulling the monitored wire through the speed sensor 3, the latter gives out a signal, the frequency of which is proportional to the speed of pulling the wire under the sensor. This signal enters the shaper 4 (Fig. 1) of pulses, from the output of which the generated velocity pulses are fed to the input of the frequency multiplier 5. Let us denote the repetition period of the pulses from the frequency multiplier through T ₁ . At the speed of the wire V ₁ , pulses appear at the output of the frequency multiplier 5, with the frequency f ₁ =

... In this case, during one period of signal impulses, the wire will travel the distance l _e , taken as a unit of measurement of the length of the defect, equal in magnitude to the length of the equivalent point damage

l_э=V₁×T₁(1)l _e = V ₁ × T ₁ (1)

При измерении скоростей протягивания провода в g раз пропорционально ей в g раз изменяется и частота импульсов эквивалентных точечных повреждений, что приводит к неизменности величины, определяемой по выражению (1).When measuring the wire pulling speeds by a factor of g, the frequency of pulses of equivalent point damages changes in proportion to it by a factor of g, which leads to the invariability of the value determined by expression (1).

Действительно, частота импульсов скорости изменяется пропорционально скорости провода V_пр Indeed, the frequency of the speed pulses changes in proportion to the speed of the wire V _pr

f=К₁

V_пр(2),f = K ₁

V _pr (2),

где К₁ - коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции датчика скорости.where K ₁ is the proportionality coefficient depending on the design of the speed sensor.

За время одного периода индуцированного в датчике скорости напряжения, через датчик-электрод проходит участок провода длиной l_э, равныйDuring one period of the voltage induced in the speed sensor, a wire section of length l _e equal to

l_э=V_пр×Т_э

, (3)l _e = V _pr × T _e

, (3)

где T_э=l/f - период импульсов в датчике скорости.where T _e = l / f is the period of the pulses in the speed sensor.

Как следует из выражения (3), величина l_э, не зависит от скорости движения провода. Приняв l_э за единицу измерения, можно определить какая длина провода l_iпрошла через датчик повреждений, если посчитать количество импульсов скорости n, в счетчике (рис.1) за время контроля Т_кон указанного отрезка провода.As follows from expression (3), the value of l _e does not depend on the speed of the wire. Taking l _e as a unit of measurement, it is possible to determine what length of the wire l _i passed through the damage sensor, if we count the number of speed pulses n, in the counter (Fig. 1) during the control time T _{end of the} specified wire segment.

l_i=n(l_э, (4)l _i = n (l _e , (4)

где l_i - длина отрезка провода, прошедшего через датчик; n - количество импульсов скорости за время Т_кон прохождения провода через датчик скорости 3.where l _i is the length of a piece of wire that has passed through the sensor; n - the number of speed pulses during the time T _{end of the} passage of the wire through the speed sensor 3.

Перед контролем предварительно обучают нейронную сеть 16, и калибруют счетчики устройства (фиг.1), реализующего заявляемый способ. Для этой цели наносят в изоляции провода искусственный дефект (ИД), протяженность которого l_идизмеряют, и протягивают провод, с нанесенным в его изоляции искусственным дефект через датчик-дефектов 1 (фиг.1) и через элементы намоточного оборудования 10.Before the control, the neural network 16 is pre-trained, and the counters of the device (Fig. 1) that implement the inventive method are calibrated. For this purpose, an artificial defect (ID) is applied in the wire insulation, the length of which l _{id is} measured, and the wire is pulled with an artificial defect applied in its insulation through the defect sensor 1 (Fig. 1) and through the elements of the winding equipment 10.

При прохождении участков обмоточного провода с бездефектной изоляцией через датчик - дефектов 1, если элементы намоточного станка 10 не повреждают изоляцию, никаких изменений, в сигналах устройства не происходит.При этом источник 2 стабилизированного постоянного тока находится в режиме стабилизации напряжения и на его выходе присутствует постоянный потенциал U₁ (фиг.3 эпюра в)_. Пусть в некоторый момент времени t_1ид (фиг.3 эпюра б) через контактный датчик 1 дефектов начинает проходить искусственно нанесенный дефектный участок эмалевой изоляции. В момент прохождения дефектного участка через электрод-датчик 1 происходит замыкание жилы провода через датчик 1 дефектов и резистор 6 на корпус станка и через указанные элементы начинает протекать стабилизированный ток I₀. На резисторе 6 возникает импульс напряженияWhen the sections of the winding wire with defect-free insulation pass through the sensor - defects 1, if the elements of the winding machine 10 do not damage the insulation, no changes occur in the device signals. In this case, the stabilized direct current source 2 is in the voltage stabilization mode and a constant current is present at its output potential U ₁ (Fig. 3 diagram c) _. Let at some point in time t _1id (Fig. 3 diagram b), an artificially applied defective area of enamel insulation begins to pass through the contact sensor 1 of defects. At the moment the defective area passes through the electrode-sensor 1, the wire core closes through the defect sensor 1 and the resistor 6 to the machine body and a stabilized current I ₀ begins to flow through these elements. A voltage pulse appears on resistor 6

U=I₀R_p, где R_p- сопротивление резистора, длительностью t_ид=t_ид1-t_ид2 (фиг.3 эпюра б).U = I ₀ R _p , where R _p is the resistance of the resistor, duration t _id = t _id1 -t _id2 (Fig. 3 diagram b).

Это напряжение будет находиться на резисторе R_p в течение времени t_ид прохождения дефектным участком через контактный датчик 1 дефектов. Моменты времени t_ид2и t_ид2регистрируются и вносятся в нейронную сеть 14. Счетчиком 16 подсчитывается и вносится в нейронную сеть количество m_1ид импульсов скорости за время t_ид (фиг.3 эпюра а и эпюра б). Одновременно с падением напряжения на сопротивлении 6, в момент времени t_1идс происходит падение напряжения на выходе источника 2 стабилизированного тока с величины U₁ до величины U₂=I₀(R₁+R_p), где R₁ сопротивление части провода катушки 10, откороченного на корпус станка через сопротивление 6 (см. фиг.3 эпюра в). Момент времени t_1идстакже регистрируется и вносится в память нейронной сети 14. С момента t_ид1падения напряжения на датчике 1 дефектов в счетчике 16 начинается подсчет импульсов скорости. Этот подсчет производится до момента t_ид3 следующего падения напряжения на выходе источника 2 стабилизированного тока при прохождении искусственного дефекта через элементы намоточного станка 10, при закоротке жилы провода в месте искусственного дефекта на корпус намоточного станка (фиг.3 эпюра а). Момент времени t_ид3 и количество подсчитанных импульсов N за время t_ид3- t_ид1 также вносятся в память нейронной сети 14 (фиг.3 эпюра а). Одновременно с этим производится подсчет импульсов скорости m_2ид в счетчике 16 за время t_идс=t_ид4 -t_ид3 и величина m_2ид также вносится в память нейронной сети 14 (фиг.3 эпюра а).This voltage will be across the resistor R _p for the time t _id passing through the defective portion of the contact sensor 1 defects. The times t _id2 and t _id2 are recorded and entered into the neural network 14. The counter 16 calculates and adds to the neural network the number m _{1id of} speed pulses during the time t _id (Fig. 3 plot a and plot b). Simultaneously with the voltage drop across the resistance 6, at time t _1idc , a voltage drop occurs at the output of the stabilized current source 2 from the value U ₁ to the value U ₂ = I ₀ (R ₁ + R _p ), where R _{1 is the} resistance of a part of the wire of the coil 10, trimmed to the body of the machine through the resistance 6 (see Fig. 3 diagram c). The moment of time t _{1idc is} also recorded and entered into the memory of the neural network 14. From the moment t _id1 of the voltage drop across the sensor 1 of defects in the counter 16, the counting of speed pulses begins. This calculation is performed until the moment t _{id3 of the} next voltage drop at the output of the stabilized current source 2 when an artificial defect passes through the elements of the winding machine 10, when the wire core is short-circuited at the place of the artificial defect to the body of the winding machine (Fig. 3 diagram a). The moment of time t _id3 and the number of counted pulses N during the time t _id3 - t _{id1 are} also entered into the memory of the neural network 14 (Fig. 3 diagram a). Simultaneously with this, the speed pulses m _{2id are counted} in the counter 16 for the time t _ids = t _id4 -t _id3 and the value m _{2id is} also entered into the memory of the neural network 14 (Fig. 3 diagram a).

Величины m_1ид и m_2ид нужны для того, чтобы исключить ошибки при подсчете протяженности входных и технологических дефектов. Эти ошибки устраняются следующим образом. В идеальном случае, если бы размеры контакта датчика 1 дефектов и размеры контакта элементов 10 оборудования имели бесконечно малую величину, то количество импульсов скорости при прохождении искусственного дефекта протяженностью l_д за времена t_идиt_идс были бы одинаковы и равнялись бы величине m_ид=l_д/ l_э. В реальности же время контактирования жилы провода в месте дефекта с датчиком 1 дефектов и элементами намоточного оборудования 10 зависит не только от протяженности дефекта, но и от конструктивных особенностей датчика 1 дефектов и элементов 10 намоточного оборудования. Поэтому в счетчик 9 протяженности входных и в счетчик 13 протяженности технологических дефектов нужно внести корректировку на величины Δm_вх=m_1ид- l_д/ l_э The quantities m_1id and m_2id are needed in order to eliminate errors in calculating the length of input and technological defects. These errors are eliminated as follows. In the ideal case, if the dimensions of the contact of the sensor 1 of defects and the dimensions of the contact of the elements of equipment 10 were infinitely small, then the number of speed pulses during the passage of an artificial defect with a length of l_d in times t_idandt_ids would be the same and would be equal to m_id= l_d/ l_eh... In reality, the time of contact of the wire core in the place of the defect with the sensor 1 of defects and elements of the winding equipment 10 depends not only on the length of the defect, but also on the design features of the sensor 1 of defects and elements 10 of the winding equipment. Therefore, in the counter 9 of the length of the input and in the counter 13 of the length of technological defects, it is necessary to make an adjustment for the values of Δm_in= m_1id- l_d/ l_eh

и Δm_тех=m_2ид- l_д/ l_э. Эти корректировки вносятся в счетчики 9 и 13 нейронной сетью, которая выдает управляющие сигналы через маршрутизатор 17 на формирователи 7 и 11 импульсов входных и технологических дефектов, не сразу по моменту падения напряжения на резисторе 6 или элементах 10 намоточного оборудования, а только после того, как в нейронную сеть пройдут Δm_вх или Δm_тех количества импульсов скорости соответственно. Управляющий сигнал на выходе нейронной сети 14, через маршрутизатор 17 поступает на входы формирователей 7 и 11, и на их выходе формируется импульс дефекта соответствующей длительности, который проходит на разрешающие входы указанных счетчиков 9 и 13.and Δm _tech = m _2id - l _d / l _e . These adjustments are made to the counters 9 and 13 by the neural network, which issues control signals through the router 17 to the pulse shapers 7 and 11 of the input and technological defects, not immediately at the moment of the voltage drop across the resistor 6 or elements 10 of the winding equipment, but only after _{∆m in} or ∆m of _those number of speed impulses, respectively, will pass into the neural network. The control signal at the output of the neural network 14, through the router 17, is fed to the inputs of the shapers 7 and 11, and a defect pulse of the corresponding duration is formed at their output, which passes to the enabling inputs of these counters 9 and 13.

Рассмотрим, каким образом исключается ложное срабатывание счетчиков 12 и 13 количества и протяженности технологических дефектов при прохождении входного дефекта через элементы 10 намоточного оборудования. Замыкание жилы в дефектном участке на корпус станка через контактный датчик 1 дефектов не вызовет ложного срабатывания счетчиков 12 и 13 количества и протяженности технологических дефектов. Запоминание времени реакции датчика дефектов 1 на входной дефект происходит следующим образом. В момент времени t_i1вх жила провода в дефектном участке замыкает через контактный электрод-датчик 1 и резистор 6 на корпус станка. В результате часть провода откорочена через резистор 6 на корпус станка (общий провод) и сопротивление провода, заключенного между точкой подключения выхода источника 2 стабилизированного постоянного тока и дефектным участком изоляции, в месте которого происходит замыкание провода на корпус станка через резистор 6, принимает величину R₁. Протекающий через сопротивления R₁ и R_р стабильный постоянный ток I₀, вызовет падение напряжения в момент времени t_{1 с}на выходе стабилизированного источника 2 постоянного тока до величины U₂=I₀(R₁+R_p). Момент времени t_i1вхначала падения напряжения на резисторе 6 и момент времени t_i1вхс на выходе стабилизатора тока 2 поступает в нейронную сеть и сравниваются между собой. Если t_i1вх=t_i1вхс, т.е. моменты начала падения напряжения на резисторе 6, и на выходе стабилизатора 2 тока происходят одновременно, и длительностьLet us consider how the false operation of counters 12 and 13 of the number and length of technological defects is excluded when the input defect passes through the elements 10 of the winding equipment. Shorting a core in a defective area to the machine body through a contact sensor 1 of defects will not cause false triggering of counters 12 and 13 of the number and length of technological defects. Memorizing the reaction time of the defect sensor 1 to the input defect occurs as follows. At time t _{i1in, the} wire core in the defective area closes through the contact electrode-sensor 1 and the resistor 6 to the machine body. As a result, a part of the wire is cut off through a resistor 6 to the machine body (common wire) and the resistance of the wire between the connection point of the output of the stabilized direct current source 2 and the defective section of insulation, in the place of which the wire is closed to the machine body through the resistor 6, takes the value R ₁ . A stable direct current I ₀ flowing through the resistances R ₁ and R _p will cause a voltage drop at the time t _{1 s} at the output of the stabilized direct current source 2 to the value U ₂ = I ₀ (R ₁ + R _p ). The time t _{i1in of the} beginning of the voltage drop across the resistor 6 and the time t _i1inx at the output of the current stabilizer 2 enter the neural network and are compared with each other. If t _i1in = t _i1in , i.e. the moments of the beginning of the voltage drop across the resistor 6, and at the output of the stabilizer 2, the currents occur simultaneously, and the duration

t_iвх=t_i2вх - t_i1вх падения напряжения на указанных обоих элементах схемы одинаковы, то маршрутизатор нейронной сети 14 никакого сигнала на формирователь импульсов технологических дефектов 11 не подает, а выдает сигнал только на формирователь 7 импульсов входных дефектов. Формирователь 7 импульсов входных дефектов формирует импульс дефекта, длительность которого равна T_iвх=Т₁[(n_i-Δm_вх)], где n_i - количество импульсов скорости, пришедших в счетчик 16 длины провода за время t_iвх. Этот импульс поступает на разрешающий вход счетчика 8 и подсчитывается как один дефект.Одновременно этот же импульс поступает на разрешающий вход счетчика 9 протяженности входных дефектов. Счетчик и открывается и подсчитывает протяженность входного дефекта по формуле l_i=l_э [n_i - (m_1ид - l_ид/l_эк)]. Счетчики 12 и 13 в режим счета не входят и их ложного срабатывания в момент прохождения входного дефектного участка через датчик 1 дефектов не происходит.t _iin = t _i2in - t _i1in the voltage drops across both of the circuit elements are the same, then the router of the neural network 14 does not send any signal to the pulse shaper of technological defects 11, but gives a signal only to the shaper 7 of the pulses of input defects. _{The generator} 7 pulses of input defects forms a defect pulse, the duration of which is equal to T iin = T ₁ [(n _i -Δm _in )], where n _i is the number of speed pulses that came to the counter 16 of the wire length during t _iin . This pulse arrives at the enable input of the counter 8 and is counted as one defect. At the same time, the same pulse is fed to the enable input of the counter 9 of the length of the input defects. The counter opens and calculates the length of the input defect according to the formula l _i = l _e [n _i - (m _1id - l _id / l _eq )]. Counters 12 and 13 do not enter the counting mode and their false triggering at the time of the passage of the input defective area through the sensor 1 of the defects does not occur.

По мере продвижения входного дефекта от датчика 1 дефектов через элементы 10 намоточного оборудования жила провода в месте этого входного дефекта изоляции может вызвать очередное замыкание через указанные элементы 10 на корпус намоточного станка, что также может привести к ложному срабатыванию счетчиков 12 и 13.As the input defect moves from the sensor 1 of defects through the elements 10 of the winding equipment, the wire core in the place of this input insulation defect can cause another short circuit through the indicated elements 10 to the body of the winding machine, which can also lead to false operation of the counters 12 and 13.

Чтобы этого не происходило с момента времени t_i1вхначала падения напряжения на резисторе 6 (фиг.3 эпюра г) в счетчике 16 длины проконтролированного провода начинается отсчет импульсов скорости. Этот подсчет происходит до тех пор, пока жила входного дефект не вызовет следующее падения напряжения на выходе стабилизатора тока 2 в момент времени t_3iвх (фиг.3 эпюра д). Допустим за указанный интервал времени t_3iвх- t_i1вх было подсчитано N₁ импульсов скорости (фиг.3 эпюра а). Покажем, как используется полученная информация при контроле изоляции провода в реальном процессе. Количество подсчитанных импульсов скорости N₁поступает в нейронную сеть 14и сравнивается с количеством импульсов N внесенных в память нейронной сети при ее обучении и калибровке устройства. Если N₁=N, то маршрутизатор нейронной сети в течение времени t_iвх4- t_iвх3 никаких сигналов на формирователь импульсов 11 не выдает, и на разрешающие входы счетчиков 12 и 13 никаких импульсов не поступает.Количество и параметры входных дефектов счетчиками 12 и 13 не регистрируются. Если же N₁

N, то это свидетельствует, что замыкание жилы на корпус станка вызвано элементом этого станка, но не в дефектном месте входного дефекта, а в месте образованного этими элементами 10 дефекта. Поэтому если N₁

N, то маршрутизатор нейронной сети 14 выдает управляющий сигнал на формирователь импульсов технологических дефектов 11 и с его выхода поступает импульсный сигнал, длительностью сигнал T_jтех=Т₁[(n_j-∆m_тех)], на входы счетчиков 12 и 13, в которых осуществляется подсчет количества технологических импульсов и их протяженность по формуле l_j=l_э [n_j - (m_1ид - l_ид/l_эк)].To prevent this from happening from time t_i1inthe beginning of the voltage drop across the resistor 6 (Fig. 3 diagram d) in the counter 16 of the length of the monitored wire, the counting of the speed pulses begins. This counting occurs until the vein of the input defect causes the next voltage drop at the output of the current stabilizer 2 at time t_3in (Fig. 3 diagram e). Suppose for the specified time interval t_3in- t_i1in N_one velocity impulses (Fig. 3 diagram a). Let us show how the obtained information is used when monitoring wire insulation in a real process. Number of counted speed pulses N_oneenters the neural network 14and is compared with the number of pulses N entered into the memory of the neural network during its training and device calibration. If N_one= N, then the neural network router within time t_iinх4- t_iinx3 no signals are sent to the pulse shaper 11, and no pulses are sent to the enable inputs of the

counters

12 and 13. The number and parameters of the input defects are not recorded by the

counters

12 and 13. If N_one

N, this indicates that the short circuit of the core to the machine body is caused by an element of this machine, but not in the defective place of the input defect, but in the place of the defect formed by these elements 10. Therefore, if N_one

N, then the router of the neural network 14 issues a control signal to the pulse former of technological defects 11 and a pulse signal arrives from its output, the signal duration T_jtech= T_one[(n_j-∆m_those)], to the inputs of

counters

12 and 13, in which the number of technological pulses and their length are counted according to the formula l_j= l_eh [n_j - (m_1id - l_id/ l_eq)].

Пример конкретного выполнения. Был проведен контроль при помощи заявляемого измерителя дефектности обмоточных проводов, блок-схема которого приведена на фиг.1. Электрод - датчик дефектов и датчик скорости были объединены в единый блок (фиг.3) An example of a specific implementation. A control was carried out using the inventive meter for the defectiveness of the winding wires, the block diagram of which is shown in Fig. 1. Electrode - defect sensor and speed sensor were combined into a single unit (Fig. 3)

Контактный датчик - электрод дефектов представлял собой два соприкасающихся по образующей цилиндрических ролика-электрода 18 (фиг.3). Электроды через подшипники 19 размещались на осях 20, которые закреплены на подвижных, поджатых друг к другу пластинчатыми пружинами рычагах (коромыслах) (на фиг.3 не показаны), позволяющих электродам-роликам совершать вертикальные перемещения синхронно с колебаниями провода. На фиг.3 стрелками показано, что электроды 18 поджимаются друг к другу при помощи пружин, размещенных на коромыслах. Напряжение от стабилизированного источника тока к электродам 18 подводилось через скользящие контакты, поджатые к осям 20. По образующей роликов - электродов была выполнена полукруглая проточка в которую размещался эластичный контакт 23, выполненный из проводящей резины. При контроле эмаль 22 контролируемого провода 21 (на фиг.3 закрашена темным цветом) плотно обжималась эластичными проводящими контактами 23. Под действием трения поверхности провода с поверхностями эластичных контактов 23 размещенных проточках в электродов 18, последние начинают вращаться на подшипниках 19 вокруг осей 20. При вращении ролика 18 приходит во вращение прикрепленный к нему соосно диск 24 (см. фиг.3) с равномерно выполненными в нем сквозными радиальными прорезями 25. Светодиод 26 излучает свет, который через прорези 25 поступает к фотодиоду 27. Поскольку радиальные сквозные прорези 25 размещены равномерно по поверхности диска, то свет, проходя через упомянутые прорези, инициирует в фотодиоде, играющем роль приемника, импульсный ток. Количество импульсов тока в фотодиоде за один оборот ролика 18 будет равно количеству n - прорезей, а длина провода l, прошедшего через датчик за один оборот будет равнаContact sensor - electrode of defects was represented by two contacting along the generatrix of cylindrical roller-electrode 18 (figure 3). The electrodes through the bearings 19 were placed on the axes 20, which are fixed on movable levers (rocker arms) pressed against each other by leaf springs (not shown in Fig. 3), allowing the roller electrodes to make vertical movements synchronously with the vibrations of the wire. In Fig. 3, the arrows show that the electrodes 18 are pressed against each other by means of the springs located on the rocker arms. The voltage from the stabilized current source to the electrodes 18 was supplied through sliding contacts pressed against the axes 20. A semicircular groove was made along the generatrix of the electrode rollers, into which an elastic contact 23 made of conductive rubber was placed. When testing, the enamel 22 of the controlled wire 21 (in Fig. 3 is painted over with a dark color) was tightly crimped with elastic conductive contacts 23. Under the action of friction of the surface of the wire with the surfaces of elastic contacts 23 placed grooves in the electrodes 18, the latter begin to rotate on bearings 19 around the axes 20. When the rotation of the roller 18 comes into rotation a disk 24 attached to it coaxially (see Fig. 3) with uniformly made through radial slots 25 in it. The LED 26 emits light, which is supplied through the slots 25 to the photodiode 27. Since the radial through slots 25 are arranged uniformly on the surface of the disk, then the light, passing through the aforementioned slots, initiates a pulsed current in the photodiode, which plays the role of a receiver. The number of current pulses in the photodiode in one revolution of the roller 18 will be equal to the number of n - slots, and the length of the wire l, which has passed through the sensor in one revolution, will be equal to

l=2π

(D-d) (5)l = 2π

(Dd) (5)

где D -диаметр ролика 18, в мм; d - диаметр проточки под провод по образующей ролика 18, в мм.where D is the diameter of the roller 18, in mm; d is the diameter of the groove for the wire along the generatrix of the roller 18, in mm.

За время, равное длительности одного импульса фототока на выходе фотодиода 27 через датчик пройдет элементарный отрезок провода, равныйIn a time equal to the duration of one pulse of the photocurrent at the output of the photodiode 27, an elementary piece of wire will pass through the sensor, equal to

l_э=

(6).l _e =

(6).

При этом независимо от того, с какой скоростью будет протягиваться провод через датчик, величина элементарного отрезка провода l_э, определяемая формулой 6 всегда будет оставаться неизменной, так как все величины входящие в формулу 6 постоянны.In this case, regardless of the speed at which the wire will be pulled through the sensor, the value of the elementary wire segment l _e , determined by formula 6, will always remain unchanged, since all the values included in formula 6 are constant.

При этом, чем больше количество прорезей n тем меньше величина l_э, принятая за единицу измерения протяженности, и тем выше точность определения указанной протяженности. По количеству К импульсов фототока с выхода фотодиода 27, прошедших в электронную схему измерителя дефектности можно определить длину L проконтролированного провода по формулеIn this case, the greater the number of slots n, the smaller the value of l _e , taken as a unit of measurement of the length, and the higher the accuracy of determining the specified length. By the number K of photocurrent pulses from the output of the photodiode 27, which passed into the electronic circuit of the defectiveness meter, the length L of the monitored wire can be determined by the formula

L=l_э

К (7)L = l _e

K (7)

Кроме длины проконтролированного провода L, (счетчик 16 фиг.1) можно определить также и протяженность каждого дефектного участка провода счетчиками 9 и 13 (фиг.1).In addition to the length of the monitored wire L, (counter 16 in Fig. 1), you can also determine the length of each defective section of the wire by counters 9 and 13 (Fig. 1).

Заявляемым способом осуществлялся контроль дефектности изоляции обмоточного провода марки ПЭТВ диаметром 0,8 мм. В качестве датчика скорости 3 (фиг.1) и контактного электрода - датчика дефектов 1 (фиг.1), был использован функциональный блок, схематически приведенный на фиг.3, включающий в себя эти элементы. Упомянутый блок, приведенный фиг.3, включал в себя фотоэлектрический преобразователь перемещений.The claimed method monitored the defectiveness of the insulation of the PETV winding wire with a diameter of 0.8 mm. As a speed sensor 3 (Fig. 1) and a contact electrode - a defect sensor 1 (Fig. 1), a functional block was used, schematically shown in Fig. 3, including these elements. The above-mentioned unit, shown in Fig. 3, included a photoelectric displacement transducer.

Рабочим элементом блока служили ролики 18 с эластическим контактом 23. Диаметры роликов были равны 12 мм. По образующей поверхности роликов были проточены канавки радиусом равным 2 мм. В проточки укладывалась манжета из проводящей резины 23 Образующие поверхности роликов 18 прижимали друг к другу пружины, выполненные из стальной упругой пластины толщиной 1 мм. К боковой поверхности одного из роликов 18 были механически (сваркой) прикреплен стакан с диском 24 (фиг.3) с равномерно выполненными в нем сквозными радиальными прорезями 25. При диаметре 19,1 мм диска 25 нам удалось выполнить фотолитографией растр с 240 прорезями.Rollers 18 with elastic contact 23 served as a working element of the block. The diameters of the rollers were 12 mm. On the generatrix of the surface of the rollers, grooves with a radius of 2 mm were machined. A cuff made of conductive rubber 23 was placed in the grooves. The forming surfaces of the rollers 18 were pressed against each other by springs made of a steel elastic plate 1 mm thick. To the side surface of one of the rollers 18 a glass with a disk 24 (Fig. 3) was mechanically attached (by welding) with through radial slots 25 uniformly made in it. With a diameter of 19.1 mm of the disk 25, we were able to make a raster with 240 slots by photolithography.

В качестве светодиода 26 использовалась лампа vfhrb UV-Inspector 2000 [3]. Срок работы от одной зарядки - около 4-х часов. Интенсивность УФ-излучения при 400 мм: 2000 μW/см². Длина волны: 365 нм.A vfhrb UV-Inspector 2000 lamp [3] was used as LED 26. The battery life on a single charge is about 4 hours. UV intensity at 400 mm: 2000 μW / cm ² . Wavelength: 365 nm.

В качестве фотодиода 27 был взят ультрафиолетовый фотодиод компании SGLUX выполненный на основе карбида кремния (SiC).As the photodiode 27, an ultraviolet photodiode of the SGLUX company made on the basis of silicon carbide (SiC) was taken.

В качестве формирователя импульсов скорости 5 (фиг.1) был использован умножитель частоты с коэффициентом умножения равном 10. С использованием функционального блока, приведенного на фиг.3 и введения в устройство умножителя частоты удалось обеспечить величину

A frequency multiplier with a multiplication factor equal to 10 was used as a speed pulse shaper 5 (Fig. 1). Using the functional block shown in Fig. 3 and introducing a frequency multiplier into the device, it was possible to provide the value

Перед контролем предварительно обучали нейронную сеть 16, и калибровали счетчики устройства (фиг.1), реализующего заявляемый способ. Для этой цели наносили в изоляции провода искусственный дефект (ИД), протяженность которого l_идизмерялась штангенциркулем и была равной l_ид=5 мм. После нанесения в изоляции провода искусственного дефекта протягивали провод, через датчик-дефектов 1 (фиг.1) и через элементы намоточного оборудования 10.Before the control, the neural network 16 was pre-trained, and the counters of the device (Fig. 1), which implements the inventive method, were calibrated. For this purpose, an artificial defect (ID) was applied in the wire insulation, the length of which l _id was measured with a caliper and was equal to l _{id =} 5 mm. After applying an artificial defect in the wire insulation, the wire was pulled through the defect sensor 1 (Fig. 1) and through the elements of the winding equipment 10.

При прохождении участков обмоточного провода с бездефектной изоляцией через датчик - дефектов 1, если элементы намоточного станка 10 не повреждают изоляцию, никаких изменений, в сигналах устройства не происходит.При этом источник 2 стабилизированного постоянного тока находится в режиме стабилизации напряжения и на его выходе присутствует постоянный потенциал U₁ (фиг.3 эпюра в)_. В момент времени t_1ид=1 с после начала протягивания провода (фиг.3 эпюра б) через контактный датчик 1 дефектов начал проходить искусственно нанесенный дефектный участок эмалевой изоляции. В момент прохождения дефектного участка через электрод-датчик 1 происходило замыкание жилы провода через датчик 1 дефектов и резистор 6 на корпус станка и через указанные элементы начинает протекать стабилизированный ток I₀. На резисторе 6 возник импульс напряжения U=I₀R_p, где R_p- сопротивление резистора, длительностью t_ид=t_ид1-t_ид2=0,032 сек (фиг.3 эпюра б).When the sections of the winding wire with defect-free insulation pass through the sensor - defects 1, if the elements of the winding machine 10 do not damage the insulation, no changes occur in the device signals. In this case, the stabilized direct current source 2 is in the voltage stabilization mode and a constant current is present at its output potential U ₁ (Fig. 3 diagram c) _. At the time t _1id = 1 s after the start of pulling the wire (Fig. 3 diagram b), an artificially applied defective section of enamel insulation began to pass through the contact sensor 1 of defects. At the time of the passage of the defective area through the electrode-sensor 1, the conductor of the wire was closed through the sensor 1 of defects and the resistor 6 to the machine body, and a stabilized current I ₀ begins to flow through these elements. A voltage pulse appeared on resistor 6, U = I ₀ R _p , where R _p is the resistance of the resistor, with duration t _id = t _id1 -t _id2 = 0.032 sec (Fig. 3 diagram b).

Это напряжение находилось на резисторе R_p в течение времени t_ид прохождения дефектным участком через контактный датчик 1 дефектов. Моменты времени t_ид1=1 си t_ид2=1,032 с регистрировались при помощи двухлучевого осциллографа, подключенного к сопротивлению 6 и к выходу источника 2 стабилизатора тока. Измеренные значения вносились в нейронную сеть 14. Счетчиком 16 подсчитывался и вносится в нейронную сеть количество m_1ид=400 импульсов скорости за время t_ид (фиг.3 эпюра а и эпюра б). Одновременно с падением напряжения на сопротивлении 6, в момент времени t_1идс=1 с происходило падение напряжения на выходе источника 2 стабилизированного тока с величины U₁ до величины U₂=I₀(R₁+R_p), где R₁ сопротивление части провода катушки 10, откороченного на корпус станка через сопротивление 6 (см. фиг.3 эпюра в). Момент времени t_1идс=1 с также регистрировался и вносится в память нейронной сети 14. С момента t_ид1=1 с падения напряжения на датчике 1 дефектов в счетчике 16 начинался подсчет импульсов скорости. Этот подсчет производится до момента t_ид3=5 с следующего падения напряжения на выходе источника 2 стабилизированного тока при прохождении искусственного дефекта через элементы намоточного станка 10, при закоротке жилы провода в месте искусственного дефекта на корпус намоточного станка (фиг.3 эпюра а). Момент времени t_ид3=6 сек и количество подсчитанных импульсов N=60000 за время t_ид3- t_ид1=5 сек также вносились в память нейронной сети 14 (фиг.3 эпюра а). Падение напряжения на выходе стабилизатора тока закончилось в момент времени t_ид4=6, 064 сек. Одновременно с этим производился подсчет импульсов скорости m_2ид в счетчике 16 за время t_идс=t_ид4 -t_ид3=0,064 сек и величина m_2ид=800 импульсов скорости также вносится в память нейронной сети 14 (фиг.3 эпюра а).This voltage was across the resistor R_p during time t_id the passage of the defective area through the contact sensor 1 defects. Moments of time t_{id1 =}1 sand t_{id2 =}1.032 s were recorded using a two-beam oscilloscope connected to resistance 6 and to the output of source 2 of the current stabilizer. The measured values were entered into the neural network 14. The counter 16 counted and entered into the neural network the number of m_1id= 400 speed impulses in time t_id (Fig. 3 plot a and plot b). Simultaneously with the voltage drop across resistance 6, at time t_1ids= 1 s, there was a voltage drop at the output of the stabilized current source 2 from the value U_one up to U₂= I₀(R_one+ R_p), where R_one the resistance of a part of the wire of the coil 10, trimmed to the machine body through the resistance 6 (see Fig. 3 diagram c). Time t_{1ids =}1 s was also recorded and entered into the memory of the neural network 14. From the moment t_{id1 =}1, with a voltage drop across the sensor 1 of defects in the counter 16, the counting of speed pulses began. This calculation is carried out until the moment t_id3= 5 with the next voltage drop at the output of the stabilized current source 2 when the artificial defect passes through the elements of the winding machine 10, when the wire core is short-circuited at the place of the artificial defect to the winding machine body (Fig. 3, diagram a). Time t_id3= 6 sec and the number of counted impulses N = 60,000 in time t_id3- t_id1= 5 sec were also entered into the memory of the neural network 14 (Fig. 3 plot a). The voltage drop at the output of the current stabilizer ended at time t_{id4 =}6,064 sec. Simultaneously with this, the speed pulses were counted m_2id in counter 16 in time t_ids= t_id4 -t_id3= 0.064 sec and the value m_2id= 800 speed pulses are also entered into the memory of the neural network 14 (Fig. 3 diagram a).

Величины m_1ид и m_2ид нужны для того, чтобы исключить ошибки при подсчете протяженности входных и технологических дефектов. Эти ошибки устраняются следующим образом. В идеальном случае, если бы размеры контакта датчика 1 дефектов и размеры контакта элементов 10 оборудования имели бесконечно малую величину, то количество импульсов скорости при прохождении искусственного дефекта протяженностью l_д за времена t_идиt_идс были бы одинаковы и равнялись бы величине m_ид=l_д/ l_э=200. В реальности же время контактирования жилы провода в месте дефекта с датчиком 1 дефектов и элементами намоточного оборудования 10 зависит не только от протяженности дефекта, но и от конструктивных особенностей датчика 1 дефектов и элементов 10 намоточного оборудования. Поэтому в счетчик 9 протяженности входных и в счетчик 13 протяженности технологических дефектов нужно внести корректировку на величины Δm_вх=m_1ид- l_д/ l_э=400-200=200 и Δm_тех=m_2ид- l_д/ l_э=800-200=600. Эти корректировки вносятся в счетчики 9 и 13 нейронной сетью, которая выдает управляющие сигналы через маршрутизатор 17 на формирователи 7 и 11 импульсов входных и технологических дефектов, не сразу по моменту падения напряжения на резисторе 6 или элементах 10 намоточного оборудования, а только после того, как в нейронную сеть пройдут Δm_вх или Δm_тех количества импульсов скорости соответственно. Управляющий сигнал на выходе нейронной сети 14, через маршрутизатор 17 поступает на входы формирователей 7 и 11, и на их выходе формируется импульс дефекта соответствующей длительности, который проходит на разрешающие входы указанных счетчиков 9 и 13.The quantities m_1id and m_2id are needed in order to eliminate errors in calculating the length of input and technological defects. These errors are eliminated as follows. In the ideal case, if the dimensions of the contact of the sensor 1 of defects and the dimensions of the contact of the elements of equipment 10 were infinitely small, then the number of speed pulses during the passage of an artificial defect with a length of l_d in times t_idandt_ids would be the same and would be equal to m_id= l_d/ l_eh= 200. In reality, the time of contact of the wire core in the place of the defect with the sensor 1 of defects and elements of the winding equipment 10 depends not only on the length of the defect, but also on the design features of the sensor 1 of defects and elements 10 of the winding equipment. Therefore, in the counter 9 of the length of the input and in the counter 13 of the length of technological defects, it is necessary to make an adjustment for the values of Δm_in= m_1id- l_d/ l_eh= 400-200 = 200 and Δm_those= m_2id- l_d/ l_eh= 800-200 = 600. These adjustments are made to the counters 9 and 13 by the neural network, which issues control signals through the router 17 to the pulse shapers 7 and 11 of the input and technological defects, not immediately after the voltage drop across the resistor 6 or elements 10 of the winding equipment, but only after the neural network will pass Δm_in or Δm_those the number of speed pulses, respectively. The control signal at the output of the neural network 14, through the router 17, is fed to the inputs of the shapers 7 and 11, and a defect pulse of the corresponding duration is formed at their output, which passes to the enabling inputs of the said counters 9 and 13.

N, то маршрутизатор нейронной сети 14 выдает управляющий сигнал на формирователь импульсов технологических дефектов 11 и с его выхода поступает импульсный сигнал, длительностью сигнал T_jтех=Т₁[(n_j-∆m_тех)], на входы счетчиков 12 и 13, в которых осуществляется подсчет количества технологических импульсов и их протяженность по формуле l_j=l_э [n_j - (m_1ид - l_ид/l_эк)].To prevent this from happening from time t_i1inthe beginning of the voltage drop across the resistor 6 (Fig. 3 diagram d) in the counter 16 of the length of the monitored wire, the counting of the speed pulses begins. This counting occurs until the vein of the input defect causes the next voltage drop at the output of the current stabilizer 2 at time t_3in (Fig. 3 diagram e). Suppose for the specified time interval t_3in- t_i1in N_one velocity impulses (Fig. 3 diagram a). Let us show how the obtained information is used when monitoring wire insulation in a real process. Number of counted speed pulses N_oneenters the neural network 14and is compared with the number of pulses N entered into the memory of the neural network during its training and device calibration. If N_one= N, then the neural network router for time t_iinх4- t_iinx3 no signals are sent to the pulse shaper 11, and no pulses are sent to the enable inputs of the

counters

12 and 13. The number and parameters of input defects are not recorded by the

counters

12 and 13. If N_one

counters

После обучения нейронной сети и калибровки счетчиков устройства реализующего заявляемый способ проверяли работоспособность заявляемого способа.After training the neural network and calibrating the counters of the device implementing the inventive method, the operability of the inventive method was checked.

Для проверки работоспособности и точности контроля дефектности изоляции провода станок останавливали и на бездефектном участке изоляции отрезка провода наносили 2 дефекта, протяженностью 2 мм и 4 мм перед датчиком 1 дефектов (фиг.1) и 2 таких же дефекта по протяженности дефекта после него. После этого запускали станок и проверяли показатели прибора. Счетчик 8 количества входных дефектов, зарегистрировал n=2 дефекта. Счетчик 9 зарегистрировал 400 импульсов скорости. Так как за длительность одного импульса проходит отрезок провода l_э=0,025 мм, то суммарная протяженность входных дефектов, зарегистрированная в счетчике 9 была равна l_вх=0,025(240=6 мм. Средняя протяженность каждого входного дефекта будет равна l_ср=l_вх/n=6/2=3 мм. Счетчик 12, показал, что технологическое оборудование (элементы намоточного станка 10), создали в изоляции провода k=2 дефекта. Счетчик 13 протяженности технологических дефектов количества дефектов зарегистрировал величину 240 импульсов скорости и определенная этим счетчиком суммарная протяженность всех дефектов оказалась равной L=0,025×240=6 мм.To check the operability and accuracy of monitoring the defectiveness of the wire insulation, the machine was stopped and on the defect-free section of the insulation of a piece of wire, 2 defects were applied with a length of 2 mm and 4 mm in front of the sensor 1 of defects (Fig. 1) and 2 of the same defects along the length of the defect after it. After that, the machine was started and the performance of the device was checked. Counter 8 of the number of input defects, registered n = 2 defects. Counter 9 registered 400 speed pulses. _{Since a piece of wire l e} = 0.025 mm passes during the duration of one pulse, the total length of input defects recorded in counter 9 was equal to l _in = 0.025 (240 = 6 mm. The average length of each input defect will be equal to l _cf = l _in / n = 6/2 = 3 mm. Counter 12 showed that the technological equipment (elements of the winding machine 10) created defects in the wire insulation k = 2. Counter 13 of the length of technological defects of the number of defects registered the value of 240 speed pulses and the total the length of all defects was found to be L = 0.025 × 240 = 6 mm.

Устройство -прототип смог бы зарегистрировать только 2 входных дефекта с протяженностью 6 мм, а дефекты вносимые элементами оборудования указанным способом зарегистрировать невозможно.A prototype device would be able to register only 2 input defects with a length of 6 mm, and defects introduced by equipment elements cannot be registered in this way.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемый измеритель позволяет регистрировать не только входные дефекты и их протяженность, но и дефекты, и их протяженность, вносимые в изоляцию обмоточного провода элементами намоточного оборудования. Иными словами заявляемое устройство позволяет осуществлять селективный контроль входных и технологических дефектов, чего невозможно было выполнить устройством-прототипом.Thus, in comparison with the prototype, the claimed meter makes it possible to register not only the input defects and their length, but also the defects and their length introduced into the insulation of the winding wire by the elements of the winding equipment. In other words, the claimed device allows for selective control of input and technological defects, which could not have been performed by the prototype device.

Используемые источникиSources used

1. ГОСТ Р МЭК 60851-5-2008. Провода обмоточные. Методы испытаний. Часть 5. Электрические свойства.1.GOST R IEC 60851-5-2008. Winding wires. Test methods. Part 5. Electrical properties.

2. Авторское свидетельство СССР №1786414, кл. G01N27/00, Опубл. 07.01.93. Бюл.№1.2. USSR author's certificate No. 1786414, class. G01N27 / 00, Publ. 07.01.93. Bulletin No. 1.

3. Патент РФ№2726729 (по заявке №2020107824 от 21.02.20). Устройство для контроля дефектности изоляции провода// Смирнов Г.В. Опубл.15.07.2020. Бюл. №20 (Прототип). 3. RF patent No. 2726729 ( by application No. 2020107824 dated 02.21.20 ). Device for monitoring defectiveness of wire insulation // Smirnov G.V. Published on July 15, 2020. Bul. # 20 (Prototype).

Claims

Meter defectiveness of the insulation of the winding wires, containing a sensor-electrode, a counter of the number of input defects, a counter of the length of input defects, a speed sensor, a speed pulse shaper and a frequency multiplier, while the speed sensor is connected to the input of the speed pulse former, the output of which is connected to the input of the frequency multiplier, which is different by the fact that a stabilized current source, a resistor, a pulse shaper of input defects, a pulse shaper of technological defects, a counter of the number of technological defects, a counter of the length of technological defects, a counter of the length of the monitored wire, a computer with a neural network and a router are additionally introduced into it, while the output of the source of stabilized current is connected to one end of the coil of the winding wire and to the input to the computer with a neural network, the output of the frequency multiplier is connected to the input of the counter of the length of the monitored wire, to the input of the counter of the length of the input defects, to the input to the computer with a neural network and to the input of the counter of the length of technological defects, the output of the neural network is connected to the input of the router, the output of which is connected to the inputs of the pulse shapers of input defects and pulses of technological defects, the output of the pulse former of input defects is connected to the inputs of the counters of the number of input defects and length of input defects, the output of the pulse shaper of technological defects is connected to the inputs of counters for the number and length of technological defects, the output of the sensor electrode is connected to the input of a computer with a neural network.