Датчики измерения длины дуги

Датчики измерения длины дуги применяются для автоматического регулирования длины дуги в системах АРДС и АРВ при работах на малых токах с очень короткой дугой, когда нарушается линейная зависимость между напряжением дуги и ее длиной. Нелинейная зависимость появляется из-за уменьшения столба дуги и перехода анодной области дуги в катодную.

Особый интерес представляет спектральный фотоэлектрический датчик. Принцип работы датчика основан на функциональной зависимости между спектральными интервалами с атомными линиями аргона.

Оптическая схема спектрального датчика представлена на рис. 2.2.1.

Рис.2.2.1. Оптическая схема спектрального датчика

Излучение дуги 1 направляется линзой 2 с фокусным расстоянием 100-200 мм параллельно. Цветные стекла 3 и 4, являющиеся фильтрами побочных максимумов, убирают излучение слева и справа по спектру от выделяемого спектрального интервала. Кольца 5,7 предназначены для ориентирования интерференционного светофильтра 6 с l_max=7500Å, Dl=60Å с целью совмещения максимума его пропускания с длиной волны выделяемой линии. Фокусирующая линза 8 фокусирует излучение выделенного спектрального интервала (сигнал) на светочувствительную площадку фототриода 9 типа ФТ-1К. Из оптической схемы видно, что фокусное расстояние линзы 2 должно быть равно расстоянию между ней и дугой. Для уменьшения размеров датчика фокусное расстояние линзы 8 должно быть минимальным. При выделении линий Ar I 7500Å, 7515Å интерференционный фильтр 6 устанавливается под углом 78° к оси датчика. Датчик закрыт корпусом 10.

Возможная точность стабилизации длины дуги системой автоматического регулирования со спектральным датчиком составляет ±0,1мм.

Датчики проплавления стыка

В качестве датчика проплавления обычно используются фотоэлектрические датчики. Чувствительными элементами в них могут быть фоторезистор, фотодиод, фототриод. На практике хорошо себя зарекомендовали фотодиоды типа ФД германиевого и кремниевого исполнения. Они более температуростабильны. Для выделения лучистого потока, соответствующего зоне расплавленного металла, в конструкциях датчиков используют узкие диафрагмы и светофильтры. Обычно с конкретным фоточувствительным элементом используются и конкретные светофильтры: ФДК+С3С-14; ФД-3+водяной фильтр.

На рис.2.2.2 приведены конструкции датчиков проплавления. Чувствительным элементом датчиков является фотоэлемент 2. Все датчики содержат защитный кожух, фокусирующую и передающую оптику. В некоторых конструкциях кожух датчиков дополнительно охлаждается либо только водой, либо струей газа и водой вместе.

Рис.2.2.2. Конструкции оптических датчиков проплавления стыка:
а - с водяным охлаждением, водяным светофильтром
 и окуляром для наблюдения за обратным швом;
б - с водяным и газовым охлаждением и с газовой
защитой от пыли и брызг;
в - с оптическим светофильтром без охлаждения