Надежность технических систем

Для получения «серебряной воды» через опущенные в воду электроды из серебра пропускают электрический ток.

Количество растворившегося серебра М в миллиграммах можно подсчитать по формуле:

М=1,118*I*Т*К,

где I - величина тока, протекающего через электроды, А; Т - время прохождения тока, с; К - коэффициент, равный для питьевой воды 0,9.

Предлагаемый вниманию читателей прибор обеспечивает стабильный ток через электроды 16 мА вне зависимости от характеристик воды, расстояния между электродами и напряжения питания. Производительность его 1 мг/мин.

Направление тока через электроды периодически меняется для равномерного их расходования. Питается прибор от встроенной батареи «Крона» напряжением 9 В, которая обеспечивает 30 ч его непрерывной работы. Предусмотрено подключение внешних источников питания напряжением 6…12 В.

Электрическая схема прибора для получения «серебряной» воды приведена на рисунке. Он состоит из генератора тактовых импульсов, триггера, задающего частоту коммутации электродов, устройства изменения полярности включения электродов и стабилизации протекающего через них тока и светодиодного индикатора.

Генератор тактовых импульсов выполнен на транзисторах VT1, VT2. Длительность импульсов задается цепочкой R3C1, а период их следования - цепочкой R1C1. В нашем случае длительность импульсов значения не имеет, а вот от периода их следования (примерно 2…4 мин, что тоже не особенно существенно) зависит частота переключения электродов ионатора.

Тактовые импульсы с коллектора транзистора VT2 подаются на счетный триггер на транзисторах VT5, VT6. От классического этот триггер отличается наличием четырех выходов, предназначенных для токового управления ключевым каскадом, выполненным по мостовой схеме на транзисторах VT3, VT4, VT7, VT8. Ключевой каскад меняет полярность напряжения на электродах и стабилизирует ток через них.

Рассмотрим работу данного коммутатора подробнее. Предположим, что транзистор VT5 триггера открыт, а VT6 - закрыт.

Эмиттерный ток транзистора VT5 протекает через диод VD1 и создает на нем напряжение, способное открыть регулирующий транзистор VT4. Из-за наличия резистора R11 в цепи его эмиттера последний работает в режиме стабилизации тока, проходящего через электроды. Коллекторный ток транзистора VT5 протекает через резисторы R6, R12 и базу транзистора VT7 ключевого каскада, поэтому последний открыт и на его коллекторе присутствует напряжение, близкое к напряжению питания. Транзисторы VT3, VT8 коммутатора в этом случае будут закрыты из-за закрытого состояния транзистора VT6 триггера и наличия на их эмиттерах запирающих напряжений с резисторов R10, R11. Таким образом, в рассматриваемом варианте ток будет проходить по цепи R10-VT7-электроды прибора - VT4 - R11 и напряжение на контактах 1, 2 разъема ХРЗ будет иметь отрицательную полярность. Очередной тактовый импульс переключит триггер в иное состояние, и открыт уже будет транзистор VT6, а закрыт VT5. Теперь ток потечет по цепи R10-VT3-электроды прибора - VT8 - R11 и отрицательная полярность напряжения будет на контактах 3, 4 разъема ХРЗ. Регулирующие транзисторы VT4, VT8 компенсируют изменения питающего напряжения и напряжения на электродах. Кроме того, они ограничивают сквозные токи транзисторов моста в моменты переключения и выходные токи при случайном замыкании электродов друг с другом.

При разряженной батарее или при повышенном падении напряжения на электродах регулирующие транзисторы могут оказаться в состоянии насыщения, вследствие чего стабилизация тока нарушится. Эту ситуацию контролирует каскад на транзисторе VT9 и диодах VD6-VD8. При штатной работе напряжение на электродах повышено и диоды VD7, VD8, а также транзистор VT9 закрыты.

Статья в тему

Анализ деятельности ОАО ЗМУ КЧХК
В соответствии с учебным планом я походил производственную практику в ОАО «ЗМУ КЧХК». Я был принят для прохождения производственной практики в штат лаборатории автоматизации на должность инженера по автоматизации и механизации производственных процессов (АМПП). Совместно с руководителе ...