(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ АНОМАЛЬНЫХ Изобретение относитс к измерител ной технике и может примен тьс дл обнаружени токовых нагрузок в цеп х посто нного и пульсирующего токов Преимущественна область использовани - обнаружение коротких замыканий между электродами медерафинировочных электролизеров. Известно устройство дл обнаружени аномальных токов, содержащее два датчика напр женности магнитного пол , располагаемых на различных рассто них от контролируемой шины или катодной штанги (в случае контрол токовой нагрузки катодов при рафинировании металлов).Сигналы с датчиков поступают на измерительный, блок, в котором формируетс разностный сигнал Последний сравниваетс с допустимым пороговым значением, и в результате сравнени обеспечиваетс обнаружение аномального тока р}. Недостатком устройства вл етс необходимость использовани двух датТОКОВ Iчиков и их подбора с целью обеспечени идентичных метрологических характеристик , а также дифференциальной схемы обработки информации с датчиков. Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс устройство дл обнаружени аномальных токов , содержащее чувствительный элемент в виде катушки индуктивности с немагнитным сердечником, измерительный и пороговый блоки дл анализа амплитуды импульса, снимаемого с чувствительного элемента. Катушка индуктивности расположена на клещеобразном захватном приспособлении, открытом в нормальном состо нии. При установке на контролируемую шину или катодную итангу захваты закрываютс . При этом катушка пересекает магнитные силовые линии вблизи катодной штанги, в результате чего в катушке наводитс импульс ЭДС, амплитуда которого пропорциональна контролируемому току .2, Недостатком устройства вл етс его низка надежность в св зи с необходимостью использовани подвижных узлов в чувствительном элементе, что не позвол ет обеспечить длительную качественную работу устройства, напри мер, а сложных услови х медерафинировочного производства: при наличии агрессивных паров серной кислоты, повышенной температуре. Необходимым условием нормальной работы устройства вл етс обеспечение посто нной скорости перемещени захватов при их закрывании независимо от усили установки устройства на контролируемую катодную штангу„ Несмотр на|маличие известном устройстве р да специальных демпфирующих приспособлений, предназначенных дл выполнени этого требовани , длительна работа в указанных сложных услови х приводит к изменению скорости хода захватов, что вызывает расстройку устройства и приводит к большой погрешности измерени тока. Другим недостатком устройства, при вод щим к большой погрешности обнаружени аномальных токов, вл етс вли ние на результат измерени тока в данной шине магнитного пол соседних шин (или магнитного пол сосед1чих катодных штанг в случае электрорафинировани металлов). Например, при контроле токовой нагрузки катодов в ванне при рафинировании меди,существенное вли ние на результат измерени оказывает расположенные на близком рассто нии катодные штанги соседних электродов. Это объ сн етс тем, что в исходном состо нии захваты устройства открыты и приближены к соседним электродам При этом устройство реагирует не только на магнит ное поле контролируемого катода, но и на магнитное поле соседних катодов, что существенно искажает результат измерени . Кроме того, недостатком известного устройства вл етс низка помехозащищенность по отношению к импульсным помехам. Последние вл ютс наиболее характерными дл условий электрорафинировани металлов. Они вызываютс включением иЪтключением электролизеров , по вл ютс при возникновении коротких замыканий между электродами в ванных, возникают при искрени х в роликах кранов, перемещающихс по цеху. 04 Полезным сигналом известного устройства вл етс импульс ЭДС, возникающий в катушке чувствительного элемента при закрывании захватов. Поскольку помеха имеет также импульсный характер, то, поступа на вход измерительной схемы или складыва сь с полезным сигналом, она существенно вли ет на работу устройства. Цель изобретени - повышение надежности ,увеличение помехозащищенности и повышение чувствительности устройства . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем последовательно включенные элемент в виде катушки индуктивности с сердечником, измерительный и пороговый блоки, сердечник выполнен из магнитном гкого материала в виде пакета П образных, электрических изолированных друг от друга пластин, а измерительный блок выполнен в виде автогенератора на транзисторе, при этом катушка индуктивности включена между коллектором и базой транзистора, емкости подклю чены между общей шиной, базой и коллектором транзистора, коллекторна цепь которого подключена к источнику питани через посто нный резистор, базова - через переменный резистор, а эмиттер соединен с общей шиной через резистор отрицательной обратной св зи, причем вход порогового блока соединен с коллектором транзистора. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит чувствительный элемент в виде катушки 1 индуктивности с сердечником 2, представл ющим собой пакет П-образных пластин 3 из магнитном гкого материала, например пермалло . Пластины электрически изолированы одна от другой диэлектриком , например слоем эпоксидной смолы. Катушка 1 индуктивности включена через раздельный конденсатор 5 в контур автогенератора на транзисторе 6 между его коллектором и базой. Первый конденсатор 7 колебательного контура включен между базой транзистора б и общей шиной 8, второй конденсатор 9 включен между коллектором и общей шиной 8. Коллекторна Цепь транзистора 6 подключена к источнику питани через I посто нный резистор ТО, а базова - через переменный резистор 11. Эмиттер транзистора 6 соединен с общей шиной 8 через резистор 12 отрицательной обратной св зи. Порогова схема выполнена в виде ждущего мультивибратора 13. Контролируема шина 14 расположена между вертикальными сторонами П-обра ного сердечника 2„ Один из возможных вариантов ждущего мультивибратора 13 содержит два неготовых логических элемента 15 и 16, врем задающую цепь состо щую из резистора 1 и конденсатора 18, и индикатор 19 состо ни мультивибратора 13. Устройство работает следующим образоМо Чувствительный элемент в виде каТушки 1 индуктивности, расположенной на сердечнике 2, устанавливаетс на контролируемую шину (или катодную штангу в случае рафинировани металлов ) , При этом сердечник 2 оказываетс в магнитном поле контролируемой шины 1. Магнитна проницаемость сердечника 2 вл етс однозначной функци ей индукции магнитного пол , в которо помещен сердечник 2, Увеличение магнитной индукции приводит к снижению магнитной проницаемости сердечника 2 а ее уменьшение вызывает увеличение магнитной проницаемости сердечника;2 . Индуктивность катушки 1 пропорци«ональна магнитной проницаемости сердечника 2. Поскольку увеличение тока протекающего через шину 1U, приводит к увеличению индукции магнитного пол то это вызывает уменьшение индуктивности катушки 1. При уменьшении тока через шину 1 индуктивность катушки увеличиваетс .; Изменение индуктивности катушки 1 приводит к изменению эквивалентного сопротивлени К колебательного контура автогенератора: L где L - индуктивность катушки; Cw- результирующа контурна емкость; г - сопротивление потерь контура при его последовательном обходе о Изменение RQ. приводит к изменению амплитуды установившихс колебаний автогенератора: увеличение R conpoвождаетс ростом амплитуды колебаний а его уменьшение приводит к уменьшению колебаний. Таким образом, при увеличении тока через контролируемую шину 14 амплитуда генерируемых колебаний уменьшаетс . Уменьшение же тока через шину 14 приводит к увеличению амплитуды колебаний. Введение отрицательной обратной св зи с помощью сопротивлени R делает величину, обратную коэффици нту обратной св зи кГ7 завис щей от индуктивности катушки 1 ( сопротивление резистора 12; г - сопротивление потерь контура J L-индуктивность катушки 1). При . этом с уменьшением индуктивности j -rрастет . Следовательно, чувствительность предлагаемого устройства повышаетс за счет введени резистора 12 отрицательной обратной св зи. Дл того,чтобы при наличии отрицательной обратной св зи услови самовозбуждени все же выполн лись, необходимо. р п и чтобы --JS- -,111. или -- X,-C|t Roe легко достигаетс правильным выбором резистора 12„ Коллекторна цепь транзистора 6 питаетс через резистор 10. Поэтому коллекторное напр жение описываетс следующей формулой к() й- , (2) где R посто нна составл юща коллекторного напр жени ; посто нна составл юща коллекто эного тока; сопротивление резистора 10 о Минимальное значение коллекторного, напр жени получаетс из выражени (2), если в нем положить М K-WOKCr где (- амплитуда коллекторного напр жени . Поскольку амплитуда коллекторного напр жени ,зависит от индуктивности катушки 1, также вл етс функцией индуктивности катушки 1, а, следовательно, тока через контролируемую шину. Следовательно, по минимальным значени м коллекторного напр жени устройство можно проградуировать в значени х тока через контролируемую шину. Из соотношени (З) следует также, что дл градуировки устройства можно использовать UK,O- Действительно, зафик сируем U| IV1HH некотором определенно посто нно уровне. Это означает, что дл каждого значени измен ющейс амплитуды коллекторного напр жени и подбираетс такое значение , чтобы разность в правой части выраже ни (З) была посто нной .н KOVdr к.мскс vdiрегулируемое значение посто нной составл ющей коллекторного напр жени ; измен ющеес значение Motcvar амплитуды коллекторног напр жени . Дл регулировки посто нной состав л ющей коллекторного напр жени базо ва цепь транзистора питаетс через переменный резистор 11. Изменение с помощью переменного резистора 11 базового тока l|,fip приводит к изменению посто нной составл ющей коллекторног тока 1 S|J/IQ {в - коэффициент ус лени тока в схеме с общим эмиттером ) , а. следовательно, и посто нной составл ющей коллекторного напр жени Таким образом, положени движка переменного ,резистора 11 могут быть ; проградуиров,а}ч.ы в значени х тока, . I протекающего через контролируемую ;шину, если имеетс пороговый блок, который позвол ет зафиксировать достижение коллекторным напр жением некоторого определенного минимального значени при изменении положени движка переменного резистора 11 В качестве такого порогового блока в предлагаемом устройстве используетс ждущий мультивибратор 13. Он запускаетс в том случае, когда напр жение на его входе достигаетс минимального значени . После запуска мультивибратор генерирует импульс, длительность которого опре дел етс посто нной времени цепи из конденсатора 18 и резистора 17. В течение времени генерировани импул са напр жение на индикаторе 19 состо ни Гмультивибратора мало, индикатор выключаетс (например, лампочка гас нет). Вход мультивибратора t3 блокир етс на врем , равное длительности генерируемого импульса, поэтому он оказываетс нечувствительным к возрастанию коллекторного напр жени сверх уровн и . После окончани импульса напр жение на выходе мультивибратора кратковременно повышаетс , однако при очередном достижении коллекторным напр жением значени Upop мультивибратор 13 снова запуститс . Если длительность импульса мультивибратора 13 превышает период колебаний автогенератора, то врем , течение которого на выходе мультивибратора низкое напр жение, значительно превышает врем , когда это напр жение велико. Если дл анализа состо ни мультивибратора 13 используетс достаточно инерционный, например визуальный индикатор 19, то наблю датель фиксирует погасание индикатора , когда амплитуда колебаний автогенератора велика и минимальное значение напр жени на коллекторе транзистора 6 меньше уровн срабатывани мультивибратора 13. Это означает, что аварийна сигнализаци отсутствует. когда ток через контролируемую шину меньше выбранного порогового значени , установленного по шкале, св занной с движком переменного резистора 11. Когда ток через контролируемую шину 1 превышает выбранное пороговое значение, амплитуда колебаний автогенератора уменьшаетс настолько, что минимальное значение напр жени на коллекторе транзистора 6 превышает уровень Up. При этом мультивибратор 13 не запускаетс , напр жение на его выходе велико и аварийна сигнализаци срабатывает (например, индикатор 19 загораетс и горит посто нно ), Таким образом, в предлагаемом устройстве совмещены функции пороговой аварийной сигнализации о повышении током через контролируемую шину 1 некоторого порогового значени с возможностью измерени тока через шину 1. В последнем случае переменный резистор 11 плавно вращаетс до тех пор, пока не срабатывает индикатор 19 состо ни мультивибратора 13. 11Трекратив после этого вращение резистора 11,по шкале, св занной с его движком, производитс за отсчет контролируемого тока. Основной эффект от использовани предлагаемого устройства может быть получен на медерафинировочных предпри ти х за счет повышени точности(5) DEVICE FOR DETECTION OF ANOMALIALS The invention relates to a measuring technique and can be used for detecting current loads in constant and pulsating current circuits. The preferred area of use is the detection of short circuits between copper refining electrolyzers. A device for detecting anomalous currents is known, which contains two magnetic field strength sensors located at different distances from the test bus or cathode rod (in the case of monitoring the cathodes current load during metal refining). The signals from the sensors go to the measuring unit in which the the difference signal is compared with a valid threshold value, and as a result of the comparison an abnormal current p} is detected. The drawback of the device is the need to use two sensors and their selection in order to provide identical metrological characteristics, as well as a differential circuit for processing information from sensors. The closest technical solution to the invention is a device for detecting abnormal currents, containing a sensitive element in the form of an inductance coil with a nonmagnetic core, measuring and threshold units for analyzing the amplitude of a pulse removed from the sensitive element. The inductor is located on a pincer-shaped gripper that is open in its normal state. When mounted on a controlled bus or cathode ice wire, the grippers are closed. In this case, the coil intersects the magnetic lines of force near the cathode rod, resulting in an impulse emf induced in the coil, the amplitude of which is proportional to the controlled current. 2, The drawback of the device is its low reliability due to the need to use mobile nodes in the sensitive element, which prevents It ensures long-term high-quality operation of the device, for example, and the difficult conditions of the refining production: in the presence of aggressive sulfuric acid vapors, elevated temperature. A prerequisite for the normal operation of the device is to ensure a constant speed of movement of the claws when they are closed, regardless of the installation effort on the controlled cathode rod. Despite the known device, a number of special damping devices designed to fulfill this requirement, long-term work in these difficult conditions x leads to a change in the stroke speed of the grips, which causes a detuning of the device and leads to a large error in current measurement. Another disadvantage of the device, leading to a large error in the detection of anomalous currents, is the effect on the measurement result of the current in the tire of the magnetic field of the adjacent tires (or the magnetic field of the neighboring cathode rods in the case of electro-refining of metals). For example, when controlling the current load of cathodes in a bath when refining copper, the cathode rods of adjacent electrodes located at close distances have a significant effect on the measurement result. This is due to the fact that in the initial state, the device grips are open and close to neighboring electrodes. In this case, the device reacts not only to the magnetic field of the monitored cathode, but also to the magnetic field of the neighboring cathodes, which significantly distorts the measurement result. In addition, a disadvantage of the known device is the low noise immunity with respect to impulse noise. The latter are most characteristic of the electro-refining conditions of metals. They are caused by switching on the electrolysis cells, they appear when there are short circuits between the electrodes in the bathrooms, they appear when sparks in the rollers of the taps moving through the workshop. 04 A useful signal of a known device is an EMF pulse arising in the coil of the sensing element when the grips are closed. Since the disturbance also has a pulsed character, then, arriving at the input of the measuring circuit or adding to the useful signal, it significantly affects the operation of the device. The purpose of the invention is to increase reliability, increase noise immunity and increase the sensitivity of the device. The goal is achieved by the fact that in the device containing a series-connected element in the form of an inductor with a core, measuring and threshold blocks, the core is made of magnetic soft material in the form of a package of P shaped, electrical plates insulated from each other the autogenerator on the transistor, while the inductor is connected between the collector and the base of the transistor, the capacitances are connected between the common bus, the base and the collector of the transistor, the collector circuit which is connected to the power source via a constant resistor, the base one via a variable resistor, and the emitter is connected to the common bus through a negative feedback resistor, with the input of the threshold unit connected to the collector of the transistor. The drawing shows a diagram of the proposed device. The device contains a sensing element in the form of an inductance coil 1 with a core 2, which is a package of U-shaped plates 3 made of magnetic soft material, for example, permallo. The plates are electrically isolated from one another by a dielectric, for example, a layer of epoxy resin. The inductor 1 is connected through a separate capacitor 5 into the circuit of the oscillator on the transistor 6 between its collector and the base. The first capacitor 7 of the oscillating circuit is connected between the base of the transistor b and the common bus 8, the second capacitor 9 is connected between the collector and the common bus 8. The collector circuit of the transistor 6 is connected to the power source through the I constant resistor TO, and the base resistor through the variable resistor 11. Emitter transistor 6 is connected to common bus 8 through negative feedback resistor 12. The threshold circuit is designed as a standby multivibrator 13. Controlled bus 14 is located between the vertical sides of the U-shaped core 2. One of the possible variants of the standby multivibrator 13 contains two unprepared logic elements 15 and 16, the time specifying the circuit consisting of a resistor 1 and a capacitor 18 and the indicator 19 of the state of the multivibrator 13. The device operates as follows. The sensitive element in the form of a coil 1 of inductance located on the core 2 is mounted on a controlled bus (or cathode wire). angu in the case of refining metals), while the core 2 appears in the magnetic field of the controlled tire 1. The magnetic permeability of the core 2 is an unambiguous function of the induction of the magnetic field in which the core 2 is placed. Increasing the magnetic induction leads to a decrease in the magnetic permeability of the core 2 and its decrease causes an increase in the magnetic permeability of the core; 2. The inductance of the coil 1 is proportional to the magnetic permeability of the core 2. Since an increase in the current flowing through the 1U bus leads to an increase in the magnetic field induction, this causes a decrease in the inductance of the coil 1. As the current through the bus 1 decreases, the inductance of the coil increases. A change in the inductance of coil 1 leads to a change in the equivalent resistance K of the oscillator circuit of the oscillator: L where L is the inductance of the coil; Cw is the resultant contact capacity; g is the loss resistance of the circuit during its sequential detour about a change in RQ. leads to a change in the amplitude of the oscillations of the oscillator: an increase in R is due to an increase in the amplitude of oscillations and a decrease in it leads to a decrease in the oscillations. Thus, as the current through the controlled bus 14 increases, the amplitude of the generated oscillations decreases. Reducing the current through the bus 14 leads to an increase in the amplitude of oscillations. The introduction of negative feedback using the resistance R makes the value inverse of the feedback coefficient kG7 dependent on the inductance of coil 1 (resistor 12; g is the loss resistance of the circuit J L-inductance of coil 1). At. This is with decreasing inductance j -growth. Therefore, the sensitivity of the proposed device is enhanced by the introduction of a negative feedback resistor 12. In order to achieve self-excitation conditions in the presence of negative feedback, it is nevertheless necessary. p p and to --JS- -, 111. or - X, -C | t Roe is easily achieved by the correct choice of resistor 12 "The collector circuit of transistor 6 is powered through resistor 10. Therefore, the collector voltage is described by the following formula k (), (2) where R is the constant component of the collector voltage wives; constant component of the collector current; the resistance of the resistor is 10 o The minimum collector voltage, is obtained from the expression (2) if we put M K-WOKCr where (is the amplitude of the collector voltage. Since the amplitude of the collector voltage depends on the inductance of coil 1, it is also a function of inductance coils 1, and, consequently, the current through the controlled bus. Therefore, the device can be calibrated at the minimum values of the collector voltage in terms of the current through the controlled bus. From relation (3) it also follows that for The calibration of the device can be used UK, O- Indeed, let U | IV1HH be fixed at a certain constant level, which means that for each value of the varying amplitude of the collector voltage, the value in the right part of the expression (3) is chosen Constant .n KOVdr.msx vdiadjustable value of the constant component of the collector voltage, the variable value Motcvar amplitude of the collector voltage. To adjust the DC component of the collector voltage of the base, the transistor circuit is powered through the variable resistor 11. The change of the base current l |, fip using the variable resistor 11 leads to a change in the DC component of the collector current 1 S | J / IQ {in - coefficient of current in the circuit with a common emitter), a. consequently, the constant component of the collector voltage. Thus, the positions of the slider of the variable resistor 11 can be; scheduling, and} ch.y in values of current,. I flowing through a controlled bus; if there is a threshold block that allows the collector voltage to achieve a certain minimum value when the position of the variable resistor 11 is changed. The threshold block in the proposed device is a standby multivibrator 13. It starts in when the voltage at its input reaches the minimum value. After starting, the multivibrator generates a pulse, the duration of which is determined by the time constant of the circuit from the capacitor 18 and resistor 17. During the pulse generation time, the voltage on the indicator 19 of the Multivibrator state is small, the indicator turns off (for example, the light goes out). The input of the multivibrator t3 is blocked for a time equal to the duration of the generated pulse, therefore it is insensitive to an increase in the collector voltage above the level and. After the end of the pulse, the voltage at the output of the multivibrator rises briefly, however, when the collector voltage reaches the value of Upop again, the multivibrator 13 starts up again. If the pulse duration of the multivibrator 13 exceeds the oscillation period of the oscillator, then the time during which the output voltage of the multivibrator is low is much longer than the time when this voltage is large. If a sufficiently inertial, for example, visual indicator 19 is used for analyzing the state of multivibrator 13, then the observer detects the extinction of the indicator when the oscillator amplitude is large and the minimum voltage value on the collector of transistor 6 is lower than the level of operation of the multivibrator 13. This means that there is no alarm signal . when the current through the controlled bus is less than the selected threshold value set on a scale associated with the variable resistor motor 11. When the current through the controlled bus 1 exceeds the selected threshold value, the oscillator amplitude of the oscillator decreases so much that the minimum voltage on the collector of transistor 6 exceeds the level Up. In this case, the multivibrator 13 does not start, the voltage at its output is high and the alarm signaling is triggered (for example, the indicator 19 lights up and is constantly lit). Thus, the proposed device combines the functions of the threshold alarm signal of a certain current through the controlled bus 1 with the possibility of measuring the current through the bus 1. In the latter case, the variable resistor 11 rotates smoothly until the indicator 19 of the multivibrator 13 turns on. 11Speed after that rotates ue of the resistor 11 on the scale associated with its engine, produced for counting the controlled current. The main effect of the use of the proposed device can be obtained on the refining plants by increasing the accuracy