УСТРОЙСТВО САМОДИАГНОСТИКИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЦЕПИ ГЕНЕРАТОРА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ И АКУСТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в портативных устройствах с акустическим пьезокерамическим излучателем, применяемых в бытовой, медицинской и ювелирной технике.
Известны ультразвуковые устройства, включающие генератор ультразвуковых колебаний и акустический излучатель, содержащий пьезокерамический элемент, например ультразвуковые устройства для стирки белья (патент РФ 2109095, публикация 1998 г.; патент РФ №2200780, публикация 2003 г.).
В известных ультразвуковых устройствах для стирки отсутствуют информативные средства о состоянии устройств в процессе работы, т.к. стирка при помощи таких устройств не выражается никакими внешними эффектами и у пользователя зачастую возникает вопрос о функционировании устройства.
Ни одно из известных ультразвуковых устройств для стирки не содержит в своем составе устройства самодиагностики, кроме обычного индикатора включения устройства в сеть. В известных портативных устройствах с пьезокерамическим излучателем и генератором электрических колебаний обеспечивается светодиодная индикация работы в генераторах, которая происходит за счет протекания тока через первичные цепи питания. Такое включение светодиода практически
индицирует только факт включения ультразвукового стирающего устройства в электросеть.
Общим недостатком известных схем включения индикаторного светодиода является полное отсутствие информации о работе акустического излучателя ультразвукового устройства, выполненного на основе пьезокерамического элемента. В частности, возможно свечение светодиода при неработающем устройстве за счет протекания тока через неисправные элементы, или, наоборот, отсутствие свечения светодиода (индикации) при работающем генераторе и акустическом излучателе вследствие перегорания светодиода из-за броска напряжения в сети.
В радиотехнике известны различные устройства самодиагностики, например, устройство самодиагностики для обнаружения неисправностей схемы приемопередающего модуля, описанное в патенте РФ №2153224. Известное устройство достаточно сложно для использования в бытовых портативных устройствах с пьезокерамическим излучателем.
Задачей создания настоящей полезной модели является создание простого и эффективного устройства самодиагностики, позволяющего диагностировать практически все возможные неисправности ультразвукового устройства с пьезокерамическим излучателем и генератором ультразвуковых колебаний.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.
Ультразвуковое устройство содержит генератор ультразвуковых колебаний, ультразвуковой излучатель, и соединяющий их электрический кабель. Между выходом генератора и излучателем дополнительно размещен электронный блок самодиагностики, содержащий включенные в общую цепь светодиод и систему резисторов, соединенных между собой с возможностью измерения величины падения напряжения на резисторах блока.
Достигаемый технический результат - самодиагностирование для обнаружения неисправностей генератора ультразвуковых колебаний и/или акустического излучателя путем измерения величины падения напряжения на резисторах электронного блока устройства.
На схеме в качестве примера использования предложенного устройства представлена блок схема ультразвукового устройства для стирки белья.
Устройство содержит блок питания 1, ультразвуковой генератор 2 с индуктивным выходом на нагрузку. В качестве нагрузки используется акустический излучатель 3. Между выходом ультразвукового генератора 2 и излучателем 3 подключен электронный блок 4 системы самодиагностики «SDS NEVOTON», включающий резисторы 5, 6, 7 и светодиод 8.
Сущность системы диагностики заключается в том, что она выделяет рабочий сигнал ультразвукового генератора, оценивает его и в визуальном виде информирует пользователя устройства о его функциональном состоянии.
Диагностика параметров работающего ультразвукового устройства для стирки белья осуществляется за счет оценки величины падения напряжения на резисторах 5 и 6 блока 4. При этом светодиод 8 в системе самодиагностики выполняет функцию элемента индикации состояния устройства.
В исправном устройстве через светодиод 8 протекает ток, обеспечивающий его равномерное яркое свечение. Величину этого тока при необходимости можно устанавливать переменным резистором 5.
Если ультразвуковой генератор 2 не работает (неисправны элементы блока питания 1, неисправны элементы ультразвукового генератора 2, дефекты в монтаже, выход из строя предохранителя в блоке питания 1) -
ток в цепи диагностики (светодиод 8, резисторы 5, 6, 7) отсутствует и светодиод 8 не горит.
При нарушении контакта в ультразвуковом излучателе 3 (обрыв провода от ультразвукового генератора 2 к ультразвуковому излучателю 3) нагрузка на выходе ультразвукового генератора 2 падает и ток в цепи диагностики (светодиод 8, резисторы 5, 6, 7) уменьшается. Соответственно уменьшается яркость свечения светодиода 8.
При коротком замыкании в ультразвуковом излучателе, а также нарушении герметичности ультразвукового излучателя 3 (скрытый производственный брак) - свечение светодиода 8 увеличивается до максимального.
Диагностика работы генератора ультразвуковых колебаний осуществляется за счет падения напряжения на резисторах и светодиоде, включенных в цепи выходных сигналов высокой частоты. Таким образом, светодиод является в системе диагностики измерительным элементом и индикатором. Этим самым достигается следующая последовательность работы светодиодной индикации:
- «светодиод нормально светится» - устройство работоспособно;
- «светодиод не светится» - не работает блок генератора;
- «светодиод светится максимально ярко» - короткое замыкание в акустическом излучателе, обрыв в проводе к излучателю;
- «светодиод тускло светится» - неисправность акустического излучателя.
Технический эффект от реализации предложенного устройства заключается в получении в реальном времени полной информации о его работоспособности, без применения каких-либо манипуляций с работающим устройством.
Таким образом, предлагаемое устройство для самодиагностики позволяет диагностировать практически все возможные неисправности ультразвукового устройства с пьезокерамическим излучателем и генератором электрических колебаний.
Предложенное устройство может быть использовано в ультразвуковых устройствах для стирки, дезинфекции воды, фруктов, медицинского инструментария, очистки от биологических продуктов оптических контактных линз, очистки от загрязнений ювелирных изделий, бездефектной очистки мелких деталей точного приборостроения и т.д.