一種礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀。該監(jiān)控儀包括儀表鑄鋼底殼、電路板、防爆接線端子、防爆線纜出線座以及鑄鋼蓋殼。該監(jiān)控儀用于煤礦井下蓄電池機(jī)車的蓄電池組電壓、剩余電量指示，蓄電池電極對(duì)地絕緣電阻指示及電機(jī)對(duì)地絕緣電阻指示，并可在剩余電量及絕緣電阻低于規(guī)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。該監(jiān)控儀采用智能化設(shè)計(jì)，可通過上位計(jì)算機(jī)對(duì)儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及主要參數(shù)設(shè)置，智能化程度高，體積小巧、安裝使用及維護(hù)方便。
【專利說明】一種礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)煤礦井下蓄電池機(jī)車進(jìn)行綜合監(jiān)控的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前全國(guó)各煤礦使用的防爆特殊型蓄電池電機(jī)車共分為三類:第一類是老式電阻調(diào)速直流電機(jī)牽引的蓄電池電機(jī)車，該種車型國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)辦公室已明確規(guī)定不予辦證，主要是機(jī)車配套電器不匹配，存在著安全隱患；第二類是脈沖斬波調(diào)速防爆蓄電池電機(jī)車，該車型的缺點(diǎn)在于仍然是使用直流電機(jī)牽引，電機(jī)維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用高，無電制動(dòng)，制動(dòng)效果不好，安全性差，電源裝置電壓低、容量小造成電機(jī)電流大，易燒壞，并且開車運(yùn)行時(shí)間短，充電頻繁，影響生產(chǎn)，電源裝置是用普通鋼板制作，耐腐蝕性差，更換周期短，使用成本高;第三類是電壓低無保護(hù)的在原老式直流機(jī)車的基礎(chǔ)上改進(jìn)的變頻調(diào)速電機(jī)車。
[0003]目前，對(duì)于上述三種類型的蓄電池電機(jī)車，為了增加運(yùn)行的可靠性，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的蓄電池監(jiān)控設(shè)備主要對(duì)蓄電池組的電壓或蓄電池的剩余容量進(jìn)行單獨(dú)的檢測(cè)顯示，其缺點(diǎn)是:產(chǎn)品的功能單一，性價(jià)比不高，適用范圍過窄，且現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整極度不便。因此提供一種功能全面、性價(jià)比高、安全性好、能及時(shí)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整的蓄電池監(jiān)控儀，已成為急需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀，該監(jiān)控儀用于煤礦井下蓄電池機(jī)車的蓄電池組電壓、剩余電量指示，蓄電池電極對(duì)地絕緣電阻指示及電機(jī)對(duì)地絕緣電阻指示，并可在剩余電量及絕緣電阻低于規(guī)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。儀表采用智能化設(shè)計(jì)，可通過上位計(jì)算機(jī)對(duì)儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及主要參數(shù)設(shè)置。
[0005]為達(dá)上述目的，本發(fā)明采取如下方案:
一種礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀，該監(jiān)控儀包括儀表鑄鋼底殼、電路板、防爆接線端子、防爆線纜出線座以及鑄鋼蓋殼，其特征在于:
鑄鋼底殼和鑄鋼蓋殼通過螺絲固定在一起，在由鑄鋼底殼和鑄鋼蓋殼所封閉的空間內(nèi)安裝有電路板，在鑄鋼底殼和鑄鋼蓋殼下端設(shè)置有防爆線纜出線座；
在鑄鋼蓋殼上設(shè)置有數(shù)碼管顯示屏，防爆線纜出線座位于顯示屏的下方；
防爆線纜出線座上共設(shè)置有6個(gè)出線端，依次分別是電源負(fù)極、電源正極、電機(jī)引線、兩個(gè)常開繼電器輸出以及內(nèi)接地。
[0006]優(yōu)選的，所述電路板包括單片機(jī)、信號(hào)測(cè)量采集單元、信號(hào)處理單元、數(shù)碼管顯示單元、報(bào)警輸出單元以及通信接口單元；
其中，信號(hào)測(cè)量采集單元與信號(hào)處理單元連接，將采集到的測(cè)量信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理單元；
信號(hào)處理單元對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送給所連接的單片機(jī)；
單片機(jī)分別與數(shù)碼管顯示單元、報(bào)警輸出單元以及通信接口單元相連，所述單片機(jī)將處理后的信號(hào)發(fā)送給數(shù)碼管顯示單元進(jìn)行顯示，并在滿足報(bào)警條件時(shí)通過報(bào)警輸出單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)，單片機(jī)通過通信接口單元與上位機(jī)進(jìn)行通信。
[0007]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
O使用范圍寬、適用工況多:36?192V，±25%可正常工作，確保儀表在蓄電池電壓波動(dòng)較大時(shí)都能穩(wěn)定正常工作。儀表電量顯示部分采用專有技術(shù)，可根據(jù)蓄電池實(shí)際放電曲線調(diào)整UH及UL參數(shù)，以使儀表電量顯示及控制更加準(zhǔn)確。
[0008]2)功能強(qiáng)大:采用智能化設(shè)計(jì)，采用單片機(jī)芯片作主控制芯片，元器件經(jīng)過篩選及處理，確保儀表具有較高的測(cè)量精度，顯示直觀準(zhǔn)確，動(dòng)作穩(wěn)定可靠，聲光組合報(bào)警便于提醒操作人員；儀表內(nèi)設(shè)有通訊接口，各主要參數(shù)可通過通訊接口重新設(shè)定，并可同上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，可采集儀表芯片存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括:蓄電池累計(jì)工作時(shí)間、蓄電池充放電次數(shù)、蓄電池過放電次數(shù)、絕緣電阻偏低報(bào)警次數(shù)，以便對(duì)蓄電池的工作狀況、壽命及故障等進(jìn)行評(píng)判；額定工作電壓及相應(yīng)報(bào)警參數(shù)等數(shù)據(jù)可通過表頭上調(diào)整按鍵直接調(diào)用、修改及切換顯示。
[0009]3)避免蓄電池充電造成的電壓虛高:蓄電池組剩余電量指示采用了先進(jìn)的電池監(jiān)測(cè)技術(shù)，顯示準(zhǔn)確，測(cè)量值在供電斷開時(shí)能自動(dòng)保存，避免重新通電時(shí)因蓄電池組電壓虛高造成剩余電量虛假指示；蓄電池組充滿電后，通電后高電壓維持3分鐘電量指示模塊即可自動(dòng)復(fù)位。
[0010]4)參數(shù)設(shè)定方便:蓄電池組電壓、剩余電量、蓄電池組電極對(duì)地絕緣電阻及電機(jī)對(duì)地絕緣電阻分別顯示及報(bào)警，報(bào)警設(shè)置可通過表頭上調(diào)整按鍵重新設(shè)定。蓄電池組累計(jì)工作時(shí)間、蓄電池過放電次數(shù)可通過按鍵調(diào)整顯示及密碼清零。
[0011]5)多級(jí)報(bào)警方式:蓄電池組剩余電量除聲光報(bào)警報(bào)警外，提供繼電器報(bào)警輸出，可啟動(dòng)后級(jí)保護(hù)設(shè)備，避免過度放電而損壞蓄電池組及其它電氣設(shè)備。
[0012]6)智能化程度高:本儀表可用于蓄電池組串并聯(lián)工作方式的場(chǎng)所，在串并聯(lián)方式之間切換時(shí)，儀表可自動(dòng)轉(zhuǎn)換，準(zhǔn)確顯示及監(jiān)控串聯(lián)或并聯(lián)狀態(tài)下的電量及其它參數(shù)。
[0013]7)體積小巧、安裝使用及維護(hù)方便:整個(gè)儀表外形尺寸為長(zhǎng)X寬X高=185mmX 148mmX70mm,重量不超過5kg,儀表的上下兩邊共有4個(gè)安裝孔,安裝維護(hù)方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀的結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明的防爆接線端子的接線圖；
圖3為本發(fā)明的礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀的工作原理框圖；
圖4為本發(fā)明的礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。
[0016]該波登管式防爆儀表的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀，該監(jiān)控儀包括儀表鑄鋼底殼、電路板、防爆接線端子、防爆線纜出線座以及鑄鋼蓋殼。鑄鋼底殼和鑄鋼蓋殼通過螺絲固定在一起，在由鑄鋼底殼和鑄鋼蓋殼所封閉的空間內(nèi)安裝有電路板，在鑄鋼底殼和鑄鋼蓋殼下端設(shè)置有防爆線纜出線座。在鑄鋼蓋殼上設(shè)置有數(shù)碼管顯示屏，防爆線纜出線座位于顯示屏的下方。
[0017]該防爆接線端子的接線圖如圖2所示。防爆線纜出線座上共設(shè)置有6個(gè)出線端，依次分別是電源負(fù)極、電源正極、電機(jī)引線、兩個(gè)常開繼電器輸出以及內(nèi)接地。
[0018]該礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀的工作原理框圖如圖3所示。該電路板采用單片機(jī)芯片作主控制芯片，所用的元器件經(jīng)過篩選及處理，確保儀表具有較高的測(cè)量精度，顯示直觀準(zhǔn)確，動(dòng)作穩(wěn)定可靠。該電路板還包括信號(hào)測(cè)量采集單元、信號(hào)處理單元、數(shù)碼管顯示單元、報(bào)警輸出單元以及通信接口單元。其中報(bào)警輸出單元采用了聲光組合報(bào)警便于提醒操作人員。信號(hào)測(cè)量采集單元與信號(hào)處理單元連接，將采集到的測(cè)量信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理單元。信號(hào)處理單元對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送給所連接的單片機(jī)。單片機(jī)分別與數(shù)碼管顯示單元、報(bào)警輸出單元以及通信接口單元相連，所述單片機(jī)將處理后的信號(hào)發(fā)送給數(shù)碼管顯示單元進(jìn)行顯示，并在滿足報(bào)警條件時(shí)通過報(bào)警輸出單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)，單片機(jī)通過通信接口單元與上位機(jī)進(jìn)行通信，并且操作人員可通過通信接口對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，上位機(jī)通過通信接口能夠通過通信接口采集儀表芯片存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括:蓄電池累計(jì)工作時(shí)間、蓄電池充放電次數(shù)、蓄電池過放電次數(shù)、絕緣電阻偏低報(bào)警次數(shù)，以便對(duì)蓄電池的工作狀況、壽命及故障等進(jìn)行評(píng)判。
[0019]礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀的控制流程圖如圖4所示。儀表上電后自檢，自檢通過后，數(shù)碼管顯示ZFYB，3秒后顯示PASS，5秒后儀表進(jìn)入正常工作狀態(tài)；儀表因故障自檢未通過時(shí)，閃爍顯示ERR0，此時(shí)需停止使用。若儀表上電后電壓值過高(U0>0VR，OVR值=130%額定電壓)，儀表顯示OVER，此時(shí)應(yīng)檢查蓄電池組是否正常，避免因電壓過高損壞控制電路。若儀表上電后電壓值過低(U0〈HVR，HVR值=115%額定電壓)，儀表顯示L0L0，此時(shí)應(yīng)檢查蓄電池組是否正常充電完成。5分鐘后顯示電壓值。
[0020]儀表平時(shí)顯示為電壓值，當(dāng)按Kl時(shí)，顯示在以下狀態(tài)循環(huán)切換(先顯示項(xiàng)目代號(hào)，2秒鐘后顯示數(shù)值):
1.電壓(V0L)。
[0021]2.蓄電池組電極對(duì)地絕緣電阻(E-R)，顯示蓄電池組電極對(duì)地絕緣電阻時(shí)，下面的蓄電池組電極對(duì)地絕緣電阻發(fā)光管閃爍提示。
[0022]3.電機(jī)對(duì)地絕緣電阻(N-R)，顯示電機(jī)對(duì)地絕緣電阻時(shí)，下面的電機(jī)對(duì)地絕緣電阻發(fā)光管閃爍提示。
[0023]4.蓄電池累計(jì)工作時(shí)間(t-Η)，可通過密碼清零。
[0024]5.蓄電池過放電次數(shù)(L-N)，可通過密碼清零，當(dāng)不按Kl 二十秒，顯示回到電壓顯示狀態(tài)。
[0025]6.按K4為參數(shù)設(shè)置，當(dāng)在正常顯示狀態(tài)按K4時(shí)，參數(shù)設(shè)置在以下狀態(tài)循環(huán)切換，先顯示項(xiàng)目代號(hào)，2秒鐘后顯示數(shù)值。
[0026]7.產(chǎn)品型號(hào)(額定工作電壓，TYPE，數(shù)值顯示單位:V)
8.100%電量對(duì)應(yīng)的高壓電壓值(UH，數(shù)值顯示單位:V)
9.電量對(duì)應(yīng)的低壓電壓值(UL，數(shù)值顯示單位:V)
10.蓄電池電極對(duì)地絕緣電阻報(bào)警設(shè)置(ER，數(shù)值顯示單位:ΚΩ)
I1.電機(jī)對(duì)地絕緣電阻報(bào)警設(shè)置(nR，數(shù)值顯示單位:ΚΩ)
12.蓄電池剩余電量報(bào)警設(shè)置(bA-N，顯示單位χ10%) 13.蓄電池容量指示高電壓復(fù)位下限值(HVR，數(shù)值顯示單位:V)
14.蓄電池容量指示高電壓復(fù)位上限值(OVR，數(shù)值顯示單位:V)
當(dāng)選定一個(gè)參數(shù)設(shè)置狀態(tài)后，按K2，K3對(duì)參數(shù)進(jìn)行上下調(diào)整，按K4參數(shù)確定，進(jìn)入下一個(gè)參數(shù)設(shè)置。其中I?3項(xiàng)為出廠設(shè)定項(xiàng)目，不可更改。按Kl或二十秒不按任何鍵，退出參數(shù)設(shè)置狀態(tài)，回到電壓顯示狀態(tài)。顯示蓄電池組剩余電量，低于設(shè)定值時(shí)紅色發(fā)光二極管閃爍+蜂鳴器報(bào)警(5min后停止)，延時(shí)15min后繼電器動(dòng)作。
[0027]本發(fā)明除了可用對(duì)鉛酸蓄電池機(jī)車進(jìn)行前面的監(jiān)控外，還可對(duì)鋰電池進(jìn)行監(jiān)控，除了用在煤礦井下外，還可對(duì)普通環(huán)境下的蓄電池進(jìn)行監(jiān)控。使用及調(diào)節(jié)方法同上。
[0028]本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于上述的實(shí)施例，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。倘若這些改動(dòng)和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本發(fā)明的意圖也包含這些改動(dòng)和變形在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀，該監(jiān)控儀包括儀表鑄鋼底殼、電路板、防爆接線端子、防爆線纜出線座以及鑄鋼蓋殼，其特征在于: 鑄鋼底殼和鑄鋼蓋殼通過螺絲固定在一起，在由鑄鋼底殼和鑄鋼蓋殼所封閉的空間內(nèi)安裝有電路板，在鑄鋼底殼和鑄鋼蓋殼下端設(shè)置有防爆線纜出線座； 在鑄鋼蓋殼上設(shè)置有數(shù)碼管顯示屏，防爆線纜出線座位于顯示屏的下方； 防爆線纜出線座上共設(shè)置有6個(gè)出線端，依次分別是電源負(fù)極、電源正極、電機(jī)引線、兩個(gè)常開繼電器輸出以及內(nèi)接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的礦用隔爆型蓄電池監(jiān)控儀，所述電路板包括單片機(jī)、信號(hào)測(cè)量采集單元、信號(hào)處理單元、數(shù)碼管顯示單元、報(bào)警輸出單元以及通信接口單元，其特征在于: 信號(hào)測(cè)量采集單元與信號(hào)處理單元連接，將采集到的測(cè)量信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理單元； 信號(hào)處理單元對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送給所連接的單片機(jī)； 單片機(jī)分別與數(shù)碼管顯示單元、報(bào)警輸出單元以及通信接口單元相連，所述單片機(jī)將處理后的信號(hào)發(fā)送給數(shù)碼管顯示單元進(jìn)行顯示，并在滿足報(bào)警條件時(shí)通過報(bào)警輸出單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)，單片機(jī)通過通信接口單元與上位機(jī)進(jìn)行通信。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK103576094SQ201210273145
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月2日
【發(fā)明者】熊章華, 張兆峰 申請(qǐng)人:宜昌兆峰自動(dòng)化儀表有限責(zé)任公司