CN101504422A - 风扇转速测量方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种测量电动车充电器风扇转速的方法：利用霍尔元件，将风扇在不同转速时的电磁场变化转换成电压后，将该电压与风扇标准转速下测量的数值进行比较，从而得出所测风扇的电压，再用检测电路检测筛选出符合设定转速要求的电压，并用显示器显示；根据该方法制成的测速设备，包括：霍尔传感器将所接受的风扇转速信号传至信号放大器，经设定电压电路比较、放大后，将信号送到检测器，由检测器检测筛选后将信号送到显示器，显示器根据输入信号高低作出是否合格显示。该装置测量方法简单、能够与生产流水线同步测量。

Description

风扇转速测量方法及设备

技术领域

本发明涉及充电器，尤其涉及电动车电瓶充电器。

背景技术

电动车电瓶充电器属智能开关电源整机，其大功率元件的发热与散热是必须要解决的。由于整机体积小，元器件数量多，靠元器件本身或加散热片不能够有效的降温，只有采取风扇强迫散热降温。由于产品本身属于民用消费品，受到市场价格因素限制，风扇不可能采用高端精密电机。采用普通风扇带来的弊端就是噪音增大，尤其是夜深人静时更加明显。

为解决噪音问题，经过大量试验，我们发现将风扇转速降低到固有转速的80％--85％，风扰和润滑油阻尼达到一个平衡点时，其噪音最小，用户能够接受。为达到这一效果，精确和高效的调整风扇转速就是生产中必须解决的问题。

目前测量转速的方法有很多种：1、机械rpm转速测量；2、频闪rpm转速测量；3、激光rpm转速测量。机械测量属于接触式转速测量，要求被测设备转速和扭距大大高于测量仪器的误差范围；后二种测量方法为非接触光学转速测量，测速精确度高，但对测量条件、使用环境要求高。激光测量时，激光必须对准风扇的叶片，为保证测量精度，页片还得贴上反光条。由于生产线工作量很大，风扇外又有防护隔栅，操作工人每次测量时必须避开隔栅对准风叶。实际操作中显示每个操作过程需费时1-2分钟，其效率极其低下，生产成本加大。

发明内容

本发明旨在提供一种法测量方法简单、精确度高且能够与生产流水线同步测量的高效率的电动车电瓶充电器用风扇测速方法及设备。

本发明的技术方案是：利用霍尔传感器，将风扇在不同转速时的电磁场变化转换成电压后，将该电压与风扇标准转速所对应的电压数值进行比较，再用检测电路检测筛选出符合设定转速要求的电压，并用显示器显示；根据所述方法制成的测速设备，包括：霍尔传感器1、信号放大器2、设定电压电路3、检测器4、显示器5及电源6，霍尔传感器1的第一输出端与信号放大器2的第一输入端相连接，霍尔传感器1的第二输出端与设定电压电路3的输入相连，信号放大器2的输出端与检测器4的输入连接，设定电压电路3的输出与信号放大器2的第二输入端相连，检测器4的输出与显示器5的输入端相连接，所述霍尔传感器1将所接受的风扇转速信号传至信号放大器2，经设定电压电路3比较、放大后，将信号送到检测器4，经检测器4检测筛选后，将信号送到显示器5，显示器5根据输入信号高低作出是否合格显示，电源6为所述霍尔传感器1、信号放大器2、设定电压电路3、检测器4、显示器5提供工作电源，所述信号放大器2为差动比例放大器。

风扇在不同转速条件下，电机旋转磁场是变化的，利用霍尔元件，能够精确测量出这一变化ΔB，并转换成电压，再将此电压与标准电机转速下测量得到的数值进行误差比较，就可以得出目前风扇的转速。为了操作简便，预先通过电路结构把经过多次试验得到的电压、电流值固定，霍尔测速仪的选择范围也精确选定。那么，风扇的转速如果与设定值相同，霍尔电路放大后用LED显示合格。如果由于元器件离散性造成转速不符合设定要求，LED不亮，就需要调整生产线产品的元器件参数来满足要求。流水线上的质量控制点只判断产品的合格与不合格，调整或修理在流水线的修理环节完成。

为防止由于生产线其他设备发出的电磁干扰影响测量精度，通过电路设计，将测量设备接收信号的范围限定在≤50mm内都能精确测量，既保证了测量的精确，也减少了对操作工人的技术要求，实际操作过程显示每个产品的测量只需1--2秒的操作时间，极大地提高了劳动生产率。

用上述技术方案制成的风扇测速装置用于电动车电瓶充电器风扇流水线检验风扇测速中，测量要求低，操作方法简单，能大幅提高生产效率。由于电动车充电器生产线每天的工作量很大，风扇外又有防护隔栅，如果采取传统的测量方法，操作工人每次测量时必须避开防护隔栅对准风叶，每个操作过程需费时1-2分钟，如果每天单条生产线出产数千台，每台只有10秒的操作时间要求，其效率极其低下，生产成本加大。以下列表为本方案与传统测量方法的比较，该表中，8H单班产量指8小时工作制、有效时间7小时即25200秒计算的产量；测量时间指测量一台风扇转速所需时间。以某工厂每天生产15000台电动车充电器为例，假设共有5条流水线，每条流水线的产量是3000台。按每天8小时工作制、有效工作时间7小时(25200秒)计算，25200秒÷3000台＝8.4秒/台，即每台充电器的各项指标检测时间为8.4秒。如果用光学方式测风扇转速，单只测量转速这一项每台需要60秒(1分钟)的话，每天每条生产线只能生产：7小时×60分×1分钟/台＝420台，效率比为：3000台÷420台＝7.14，既单台的人工成本相对本方案需要增加约7倍

 

测速方法	测速方式	操作难度	测量时间	8H单班产量
					机械测速	接触式	一般	90秒	280台
光学测速	非接触式	复杂	60秒	420台
					电磁测速	非接触式	简单	1秒	28800台

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

图1为风扇测量示意图。

图2为测量设备电路方框图。

图3为一种具体实施方式的电路图。

具体实施方式

下面结合附图具体说明。

如图1，将风扇测速设备的电源与测量电气指标的“充电器测试仪”电源连接，在生产线上操作过程中与电气指标测量时同步检测风扇转速。风扇测速设备装配在密封的ABS塑料盒内，将电源涉及工频电压的部分装在充电器测试仪的机箱里，两者连接线上只有直流低电压。这样做，既达到了同步测量的目的，也避免了流水线频繁操作损坏连线而造成操作工的不安全隐患。

风扇测速设备摆放在充电器测试仪前面，LED显示灯面向上，便于观察。接通测量仪器电源，使仪器和设备都处于工作准备状态。

将被测产品“电动车充电器”放在设备左侧，距离≤50mm，方向≤±90°，一般是将产品贴靠在测速设备上。输出插头插入充电器测试仪，接通充电器电源。

旋转充电器测试仪调节旋扭测量产品的电性能指标，此过程约7秒钟。

在测量产品的电性能指标过程中，观察风扇测速设备的LED灯是否正常点亮出现红色。稳定的红色表示正常合格，如果LED不亮或出现闪烁，说明产品的风扇出现故障，不转或转速不符合要求。

如图2及图3，当霍尔传感器1接收到充电器微型风扇发出的旋转磁场后，在2、4脚产生霍尔电压Uh。随着不同转速条件下旋转磁场的变化，霍尔电压Uh也在变化。假定微型风扇的额定转速为4500转，此时，Uh电压为36mV。通过实验，用于充电器的风扇转速在3600±100转时噪音最小，此时，Uh电压为28mV±2mV。

参考电压3由电阻R9与R11的组成分压电路，预先设定R9与R11的分压比，确定运放3脚的参考比较电压，此比较电压就是风扇降速后所产生的霍尔电压。如测试设备的供电电压为5V，R11＝100K，R9＝150Ω，根据分压比R9：R9+R11即 $\frac{0.15}{0.15+100}\×5V=7.5\mathrm{mV},$ IC1的3脚电压约为7.5mV。感应信号经IC1组成的差动比例放大器2放大后驱动后级电路，放大后IC1的1脚信号电压约150mV。

IC2和周围器件构成了施密特触发器电路即检测电路4。放大了的比较信号利用施密特电路的回差特性，判断出风扇转速是否符合要求，当符合转速要求时通过显示器5以LED显示出来。

Claims (3)

1、一种测量风扇转速的方法，其特征在于，利用霍尔传感器，将风扇在不同转速时的电磁场变化转换成电压后，将该电压与风扇标准转速所对应的电压数值进行比较，再用检测电路检测筛选出符合设定转速要求的电压，并用显示器显示。

2、根据权利要求1所述方法制成的测速设备，其特征在于包括：霍尔传感器(1)、信号放大器(2)、设定电压电路(3)、检测器(4)、显示器(5)及电源(6)，霍尔传感器(1)的第一输出端与信号放大器(2)的第一输入端相连接，霍尔传感器(1)的第二输出端与设定电压电路(3)的输入相连，信号放大器(2)的输出端与检测器(4)的输入连接，设定电压电路(3)的输出与信号放大器(2)的第二输入端相连，检测器(4)的输出与显示器(5)的输入端相连接，所述传感器(1)将所接受的风扇转速信号传至信号放大器(2)，经设定电压电路(3)比较、放大后，将信号送到检测器(4)，经检测器(4)检测筛选后，将信号送到显示器(5)，显示器(5)根据输入信号高低作出是否合格显示，电源(6)为所述霍尔传感器(1)、信号放大器(2)、设定电压电路(3)、检测器(4)、显示器(5)提供工作电源。

3、根据权利要求2所述测速设备，其特征在于，所述信号放大器(2)为差动比例放大器。