專利名稱：一種機(jī)電設(shè)備動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種有關(guān)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)和保護(hù)裝置，屬于IPC分類中的G01R13‰技術(shù)領(lǐng)域。
在現(xiàn)有技術(shù)中，常見(jiàn)的設(shè)備運(yùn)行模擬顯示系統(tǒng)中的運(yùn)行信號(hào)與控制系統(tǒng)中的聯(lián)鎖信號(hào)，一般取自交流接觸器(或中間繼電器)的付點(diǎn)，因此嚴(yán)格地講模擬顯示的信號(hào)和控制的電器設(shè)備，只是電控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，而不是主設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。最近投產(chǎn)運(yùn)行的國(guó)內(nèi)某廠鉛改造工程，雖然在控制系統(tǒng)中采用了先進(jìn)的PC-584可編程序控制器，但其系統(tǒng)編程也離不開(kāi)中間繼電器的付點(diǎn)，模擬顯示系統(tǒng)的信號(hào)也取自繼電器，實(shí)際上，只實(shí)現(xiàn)了對(duì)控制回路的控制，而傳動(dòng)設(shè)備主體的運(yùn)行狀態(tài)不明，實(shí)踐中經(jīng)常出現(xiàn)皮帶運(yùn)輸機(jī)過(guò)載壓停，對(duì)輥機(jī)堵轉(zhuǎn)，梭式機(jī)停運(yùn)等非電氣方面故障，而電控(甚至包括電動(dòng)部分)系統(tǒng)正常運(yùn)行，信號(hào)正常顯示。這類設(shè)備事故往往給生產(chǎn)造成的危害極大。
也有能直接檢測(cè)主設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)與否的停轉(zhuǎn)控測(cè)器，由速度脈沖發(fā)生器和檢測(cè)電路兩部分組成，速度脈沖發(fā)生器產(chǎn)生與設(shè)備轉(zhuǎn)速成比例的速度脈沖送到檢測(cè)電路，當(dāng)設(shè)備停止轉(zhuǎn)動(dòng)，檢測(cè)電路通過(guò)繼電器發(fā)出停轉(zhuǎn)信號(hào)，因而脈沖發(fā)生器的轉(zhuǎn)軸要與被測(cè)設(shè)備軸相接，為避免兩軸不同心產(chǎn)生的振動(dòng)，通常將脈沖發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)部分與檢測(cè)部分分開(kāi)安裝，從而帶來(lái)不便，中國(guó)專利CN86204568公開(kāi)了一種將速度脈沖發(fā)生器與檢測(cè)電路結(jié)合一體的設(shè)備停轉(zhuǎn)探測(cè)器，它采用獨(dú)特的橡膠聯(lián)軸器與被測(cè)設(shè)備軸相連。它的脈沖發(fā)生器由周邊開(kāi)有許多小孔的轉(zhuǎn)盤，紅外發(fā)光二極管，光電三極管組成，橡膠聯(lián)軸器由夾線橡膠體和與其硫化在一起的金屬接頭組成。因此顯得結(jié)構(gòu)仍較復(fù)雜，成本較高，儀器外形較大，仍然必須聯(lián)接在被測(cè)設(shè)備的軸上，不利于在工業(yè)上廣泛使用。
本實(shí)用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形小巧，成本低廉，并且安裝方便，(可以裝配在被測(cè)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)部分的任一部位上)使用壽命長(zhǎng)的機(jī)電設(shè)備動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置。
本實(shí)用新型給出的機(jī)電設(shè)備動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，由特制的電子開(kāi)關(guān)和一磁性介質(zhì)(如感應(yīng)鐵塊)構(gòu)成。關(guān)鍵性的電子開(kāi)關(guān)的線路分為振蕩，整流放大、脈動(dòng)放大、功放、顯示、延時(shí)及繼電輸出電路等部分。
振蕩電路中有元件電阻R1、R2、R3、R14、R15，電容C1、C2、C3，振蕩線圈L1、反饋線圈L3、和三極管BG1。其中，電源正端的R14與R1相連，R1和R2組成分壓式偏置電路，其接點(diǎn)經(jīng)L3與BG1的基極連接，C1與R2并聯(lián)，BG1的發(fā)射極經(jīng)C3、R3的并聯(lián)電路接地，BG1的集電極經(jīng)C2、L1的并聯(lián)電路與電源正端的R14連接；整流放大電路中有元件電阻R4，電容C4、輸出線圈L2、整流二極管D1和三極管BG2。其中，輸出線圈L2一端接地，另一端接D1正極，D1的負(fù)極接BG2的基極和C4，C4的另一端接地，BG2的集電極經(jīng)R4與電源正端連接，同時(shí)與C5的正端相接，把整流放大的信號(hào)耦合至下一級(jí)。
脈動(dòng)放大電路有元件電阻R5、R6、R7，電容C5，三極管BG3。其中，C5正端接于BG2的集電極，負(fù)端接R6，再連于BG3的基極，電源經(jīng)R5與C5、R6的連接點(diǎn)相連，供給BG3一個(gè)偏置電流，使其在平時(shí)維持導(dǎo)通，BG3的發(fā)射極接地，而集電極經(jīng)R7接于電源正端，經(jīng)R15與L3相連，構(gòu)成RL正反饋電路，同時(shí)BG3的集電極直接與BG4的基極連接；功放電路有元件電阻R8，顯示元件發(fā)光二極管D2，三極管BG4。其中，BG4的發(fā)射極接地，集電極與發(fā)光二極管D2的負(fù)端相連，D2的正端經(jīng)R8與電源正端相連；延時(shí)電路有元件電阻R9、R10、R11、電容C6，單結(jié)晶體管BG5。其中，電源經(jīng)R9接C6的正端，向C6充電、C6負(fù)端接地，BG5的發(fā)射極接于R9、C6的連接點(diǎn)，同時(shí)與BG4的集電極連接，調(diào)整電阻R9的阻值，即可改變單結(jié)管的發(fā)射極電位，亦就改變了其導(dǎo)通時(shí)間。BG5的第一基極經(jīng)R11接地，第二基極經(jīng)R10接于電源正端；繼電輸出電路有元件電阻R12、R13、可控硅3CT，繼電器J。其中3CT的觸發(fā)極經(jīng)R12與BG5的第一基極相接，3CT的陽(yáng)極接J線圈、陰極接地，J線圈的另一端接電源正端，當(dāng)BG5導(dǎo)通時(shí)，其第一基極上的電位經(jīng)R12送至3CT觸發(fā)極，使其導(dǎo)通，J吸合。R13與3CT的正負(fù)極并聯(lián)，起保護(hù)作用。
在電子開(kāi)關(guān)的上述元件中，可調(diào)電阻R5和R9較為重要。
附圖
一為本實(shí)用新型的應(yīng)用示意圖，由圖可知，本實(shí)用新型適用于以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的傳動(dòng)設(shè)備。
附圖二為本實(shí)用新型的電路原理圖。
附圖三為本實(shí)用新型在皮帶運(yùn)輸機(jī)上應(yīng)用的實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
圖中標(biāo)號(hào)是(1)、負(fù)荷托輥輥皮，(2)、軸承室，(3)、軸，(4)、引線孔，(5)、電子開(kāi)關(guān)，(6)、軸承，(7)、密封圈，(8)、感應(yīng)鐵塊。
以下結(jié)合附圖一、二介紹本實(shí)用新型的工作原理。
基于只有實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)設(shè)備主體的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行直接檢測(cè)，其顯示和控制信號(hào)才真實(shí)可靠的設(shè)計(jì)思想，考慮到工業(yè)生產(chǎn)，尤其是冶金工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)備運(yùn)行方式等因素，決定了本實(shí)用新型只能是電路簡(jiǎn)單，安裝方便、經(jīng)久耐用，并具有可固定在待測(cè)設(shè)備的相應(yīng)部位、與設(shè)備的傳動(dòng)部分無(wú)硬連接的特點(diǎn)。只要設(shè)備主體轉(zhuǎn)動(dòng)或傳動(dòng)，就可發(fā)出閃光信號(hào)，顯示于模擬盤上，而當(dāng)設(shè)備主體因某種原因停止轉(zhuǎn)動(dòng)或傳動(dòng)，(注意，此時(shí)電控系統(tǒng)仍正常運(yùn)行。)表示正常運(yùn)行的閃光信號(hào)消失，而事故報(bào)警信號(hào)發(fā)出，同時(shí)亦可實(shí)現(xiàn)與其它設(shè)備的聯(lián)鎖控制。
本實(shí)用新型應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，將振蕩線圈L1，輸出線圈L2和反饋線圈L3同心地纏繞重疊在一起，裝在一個(gè)罐狀磁芯中，保證其磁力線均勻分布在磁芯的正面，形成了本實(shí)用新型電子開(kāi)關(guān)的感應(yīng)頭。
線圈L1與電容C2，三極管BG1組成了振蕩電路。接通電源后，L1、C2產(chǎn)生振蕩，同時(shí)L2感應(yīng)得到一個(gè)高頻電壓，經(jīng)二極管D1整流獲得一個(gè)正電壓，此電壓加到BG2基極，使其飽和導(dǎo)通，至使A點(diǎn)電位降低至近0V，由于C5的隔直作用，BG2此時(shí)的狀態(tài)并不影響下一級(jí)電路的狀態(tài)，BG3的狀態(tài)由R5決定，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整R5阻值，使B點(diǎn)維持在0.7V，則BG3導(dǎo)通、而B(niǎo)G4截止，無(wú)閃光信號(hào)輸出，此時(shí)D點(diǎn)電位由R9、C6回路決定，調(diào)整R9的阻值就改變了單結(jié)管BG5的發(fā)射極電位，當(dāng)該點(diǎn)電壓達(dá)到峰點(diǎn)電壓時(shí)，通過(guò)發(fā)射極——第一基極和R11放電，e點(diǎn)電位升高，給可控硅3CT一個(gè)觸發(fā)電壓，使可控硅導(dǎo)通，繼電器吸合，驅(qū)動(dòng)外線路工作。
為維持LC振蕩回路可靠工作，選用了RL反饋電路。取自C點(diǎn)的訊號(hào)經(jīng)電阻R15、線圈L3反饋至BG1基極，當(dāng)外界無(wú)影響時(shí)，此電路將維持振蕩。
實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可把本實(shí)用新型的電子開(kāi)關(guān)安裝在待測(cè)設(shè)備的相應(yīng)部位，與轉(zhuǎn)動(dòng)部分不做機(jī)械聯(lián)接。在待測(cè)設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)部分(如軸、對(duì)輪或機(jī)械本身)的某點(diǎn)上裝配一磁性介質(zhì)，(例如感應(yīng)鐵塊)使之與電子開(kāi)關(guān)的感應(yīng)頭之間保持一定的間隙，例如3～5mm。當(dāng)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該感應(yīng)鐵塊與電子開(kāi)關(guān)的感應(yīng)頭產(chǎn)生相對(duì)位移，當(dāng)鐵塊接近感應(yīng)頭時(shí)，振蕩線圈L1產(chǎn)生的工作磁通φ與鐵塊相交連，在鐵塊中產(chǎn)生渦流，而引起另一個(gè)磁通φ1。φ與φ1方向相反，因而削弱了φ的作用，至使振蕩減弱，即L1與L3的耦合被削弱，使振幅減小。同時(shí)L2感應(yīng)得到的高頻電壓電壓也隨之降低。當(dāng)這個(gè)過(guò)程發(fā)展到鐵塊接近到某一位置時(shí)，L2感應(yīng)得到的電壓降低至某一值，此電壓經(jīng)整流后不足以使BG2維持導(dǎo)通而轉(zhuǎn)向截止，A點(diǎn)電位升高至近12V。BG3由于R5的偏置作用，已經(jīng)處于導(dǎo)通狀態(tài)，BG2的截止并不影響其狀態(tài)。此時(shí)BG4截止，發(fā)光二極管D2不亮。當(dāng)鐵塊繼續(xù)移動(dòng)，在其與感應(yīng)頭相對(duì)位置超過(guò)一定距離時(shí)，L1與L3的耦合恢復(fù)，即振蕩在此瞬間又加強(qiáng)，BG2導(dǎo)通，A點(diǎn)電位降低至近0V，這個(gè)瞬變的低電位經(jīng)C5耦合至BG3基極，使B點(diǎn)電位下降，BG3截止，BG4轉(zhuǎn)而導(dǎo)通，D2燃亮，同時(shí)D點(diǎn)電位下降，即C6正端的充電量經(jīng)BG4放電。由于機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)，使鐵塊與感應(yīng)頭之間的相對(duì)位移速度很快，即BG4由截止到導(dǎo)通時(shí)間很短，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整R9，保證在機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，D點(diǎn)電位不足以使BG5導(dǎo)通，即可保證可控硅不導(dǎo)通。
隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，C5負(fù)端電位逐漸上升，BG3又轉(zhuǎn)而導(dǎo)通(此過(guò)程與鐵塊是否移出感應(yīng)頭工作范圍無(wú)關(guān))BG4又截止，此一周期即實(shí)現(xiàn)D2的閃光，連續(xù)的閃光即表示設(shè)備正常運(yùn)行。
當(dāng)設(shè)備傳動(dòng)部分發(fā)生故障時(shí)(如聯(lián)軸器螺絲斷，過(guò)負(fù)荷堵轉(zhuǎn)，鏈條機(jī)斷鏈停運(yùn)等)，只要鐵塊與感應(yīng)頭的相對(duì)運(yùn)動(dòng)消失，BG2的導(dǎo)通—截止的過(guò)程也隨之消失，A點(diǎn)電位無(wú)變化。當(dāng)鐵塊停在感應(yīng)頭工作范圍以內(nèi)時(shí)，A點(diǎn)在高電位，反之為低電位。這個(gè)高、低無(wú)變化的電位對(duì)BG3的狀態(tài)不產(chǎn)生任何影響，所以，BG3始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，BG4則保持截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)D點(diǎn)的電位由于R9的充電作用而上升，進(jìn)而B(niǎo)G5導(dǎo)通，可控硅觸發(fā)導(dǎo)通，繼電器J得電吸合，其觸點(diǎn)可帶動(dòng)外控線路或報(bào)警器，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制或故障報(bào)警。
調(diào)節(jié)R5可以使輸出狀態(tài)相反，R5是電路的關(guān)鍵元件，在各元件特性正常的情況下，調(diào)節(jié)R5使B點(diǎn)電位在0.7V，電路即可正常工作。
R15的反饋?zhàn)饔帽ＷC了電子開(kāi)關(guān)具有良好的開(kāi)關(guān)特性。
R9的調(diào)整，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行，即要保證電子開(kāi)關(guān)本身不誤動(dòng)作，又要及時(shí)準(zhǔn)確地反映故障狀態(tài)，一般延時(shí)在數(shù)秒鐘之間即可。
最后，結(jié)合附圖三簡(jiǎn)述本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。
針對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)送散狀物料過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生由于皮帶偏移或過(guò)載造成的皮帶減速直至壓停，此時(shí)電動(dòng)系統(tǒng)仍在正常運(yùn)行，頭部輪仍在轉(zhuǎn)動(dòng)面把皮帶撕裂或磨斷的事故，將本實(shí)用新型安裝在普通的負(fù)荷托輥上，達(dá)到報(bào)警監(jiān)控的目的。
本實(shí)用新型可固定在皮帶運(yùn)輸機(jī)的任意負(fù)荷托輥上。為便于操作，最好安裝在皮帶運(yùn)輸機(jī)的中部，當(dāng)然分別在皮帶運(yùn)輸機(jī)的不同部位上的負(fù)荷托輥上安裝也行。托輥輥筒兩端同心地裝有兩根軸，其中一根軸上鉆有直徑8mm的孔，以供電源線穿過(guò)，軸的里端鉆有直徑3.5mm孔兩個(gè)，以固定一個(gè)型鐵片，再把電子開(kāi)關(guān)固定在鐵片上。該開(kāi)關(guān)的頂端為感應(yīng)頭，與其相對(duì)的是焊接在另一端軸承室外壁上的感應(yīng)鐵塊，感應(yīng)頭與鐵塊間隔為3～5mm，軸承室內(nèi)里側(cè)裝有軸承，外有密封圈和檔蓋，為避免軸的串動(dòng)，檔蓋外緣有彈性卡圈。裝有本實(shí)用新型的托輥軸端總長(zhǎng)與普通托輥相同，可以任意安裝在托輥架上當(dāng)負(fù)荷托輥使用，不需要再做調(diào)試，電子開(kāi)關(guān)的工作電源與設(shè)備電機(jī)起動(dòng)器線圈并聯(lián)，使其同步。當(dāng)設(shè)備起動(dòng)后，該托輥即處于工作狀態(tài)，從而在電機(jī)正常運(yùn)行下?？梢哉_地反映出皮帶的運(yùn)行是否正常，包括起動(dòng)是否正常，因各種原因造成的皮帶減帶直至壓停，跑偏運(yùn)行等等。
權(quán)利要求1.一種固定在待測(cè)設(shè)備上的機(jī)電設(shè)備動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，由電子開(kāi)關(guān)和磁性介質(zhì)(如鐵塊)構(gòu)成，其電子開(kāi)關(guān)由振蕩電路，整流放大電路，脈動(dòng)放大電路，功放電路，顯示元件，延時(shí)電路及繼電輸出電路組成，其特征在于在振蕩電路中，電源正端的電阻R14與R1相連，R1和R2組成分壓式偏置電路，其接點(diǎn)經(jīng)反饋線圈L3與三極管BG1的基極連接，電容C1與電阻R2并聯(lián)，BG1的發(fā)射極經(jīng)電容C3、電阻R3的并聯(lián)電路接地，BG1的集電極以電容C2、振蕩線圈L1的并聯(lián)電路與電源正端的電阻R14連接，在整流放大電路中輸出線圈L2一端接地，另一端接整流二極管D1正極，D1的負(fù)極接三極管BG2的基極和電容C4，C4的另一端接地，BG2的集電極與電容C5的正端相接并經(jīng)電阻R4與電源正端連接；在脈動(dòng)放大電路中電容C5的負(fù)端接電阻R6，再連于三極管BG3的基極，電源經(jīng)電阻R5與C4，R6的連接點(diǎn)相連，BG3的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)電阻R7接電源正端，并經(jīng)電阻R15與反饋線圈L3相連，構(gòu)成RL正反饋電路，同時(shí)BG3的集電極直接接BG4的基極；在功放電路中三極管BG4的發(fā)射極接地，集電極與發(fā)光二極管D2的負(fù)端相連，D2的正端經(jīng)電阻R8與電源正端相連；在延時(shí)電路中電源經(jīng)電阻R9接電容C6的正端。C6負(fù)端接地，單結(jié)晶體管BG5的發(fā)射極接于R9、C6的連接點(diǎn)，同時(shí)與BG4的集電極連接，BG5的第一基極經(jīng)電阻R1接地，第二基極經(jīng)電阻R10接電源正端；在繼電輸出電路中可控硅3CT的觸發(fā)極經(jīng)電阻R12與BG5的第一基極相連，3CT的陽(yáng)極接繼電器J，陰極接地，繼電器在J的另一端接電源正端，電阻R13與3CT的正負(fù)極并聯(lián)，電子開(kāi)關(guān)中的R5和R9為可調(diào)電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的機(jī)電設(shè)備動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于電子開(kāi)關(guān)中的振蕩線圈L1，輸出線圈L2和反饋線圈L3同心地纏繞重疊在一起，裝在一個(gè)罐狀磁芯中，組成電子開(kāi)關(guān)的感應(yīng)頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所說(shuō)的機(jī)電設(shè)備動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于安裝在待測(cè)設(shè)備上的電子開(kāi)關(guān)的感應(yīng)頭與裝配在待測(cè)設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)部分上的磁性介質(zhì)(鐵塊)之間有一間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3所說(shuō)的機(jī)電設(shè)備動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于當(dāng)待測(cè)設(shè)備是皮帶運(yùn)輸機(jī)時(shí)，電子開(kāi)關(guān)可固定在任意的負(fù)荷托輥的一端軸上，磁性介質(zhì)(鐵塊)裝配在另一端軸承室外壁，托輥的軸上開(kāi)有引線孔和定位孔，電子開(kāi)關(guān)的感應(yīng)頭與感應(yīng)鐵塊之間有3～5mm的間隙。
專利摘要一種機(jī)電設(shè)備動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，由電子開(kāi)關(guān)和感應(yīng)鐵塊構(gòu)成，特制的電子開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)合理，有振蕩、整流放大、脈動(dòng)放大、功放顯示、延時(shí)和繼電輸出等部分。本實(shí)用新型固定在待測(cè)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)部位上，將主設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，直觀真實(shí)地顯示或參與電控系統(tǒng)工作，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形小巧，成本低廉、安裝維護(hù)方便的特點(diǎn)。裝有本實(shí)用新型的皮帶運(yùn)輸機(jī)，可以有效地避免皮帶減速，過(guò)載壓停和跑偏運(yùn)行等非電氣方面故障的發(fā)生。
文檔編號(hào)G01D21/00GK2069550SQ8922157
公開(kāi)日1991年1月16日 申請(qǐng)日期1989年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月23日
發(fā)明者藺友石 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)冶煉廠