CN104112841B - 一种防锌锰干电池自放电装置 - Google Patents

一种防锌锰干电池自放电装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种防锌锰干电池自放电装置，其技术特点是：包括可控绝缘板、固定绝缘板、控制开关、电磁继电器和单片机控制模块；可控绝缘板和固定绝缘板包围在电解质周围构成绝缘装置并将电解质和锌筒进行隔离，所述的控制开关与可控绝缘板的底部固装在一起，所述的电磁继电器安装在控制开关的下端，所述的单片机控制模块分别与控制开关和电磁继电器相连接。本发明设计合理，其通过在电解质和负极(锌筒)间增设绝缘装置并通过单片机控制模块进行控制，有效地降低普通锌锰干电池自放电的发生，能够增长电池寿命，节约电能。本发明比普通放置的锌锰干电池寿命明显延长，减少不必要的浪费。

Description

一种防锌锰干电池自放电装置
技术领域
本发明属于锌锰电池技术领域，尤其是一种防锌锰干电池自放电装置。
背景技术
锌锰电池是一种应用非常广泛的电池。由于锌锰干电池在未接通电路的时候，锌极和电解质接触，此时会发生自放电现象。这种自放电的现象使得锌锰干电池在不使用的情况下，也会白白地损耗电量，因此，如何防止锌锰干电池自放电现象是目前迫切需要解决的问题
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防锌锰干电池自放电装置，解决现有锌锰干电池不使用时的自放电的问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种防锌锰干电池自放电装置，包括可控绝缘板、固定绝缘板、控制开关、电磁继电器和单片机控制模块；可控绝缘板和固定绝缘板包围在电解质周围构成绝缘装置并将电解质和锌筒进行隔离，所述的控制开关与可控绝缘板的底部固装在一起，所述的电磁继电器安装在控制开关的下端，所述的单片机控制模块分别与控制开关和电磁继电器相连接。
而且，所述的可控绝缘板包括一块绝缘板，在绝缘板上均布制有一组或多组透孔、凹圈和凸圈，每组从上至下依次为一排透孔、一排凹圈和一排凸圈；所述的固定绝缘板包括一块绝缘板，在该绝缘板上均布制有一组或多组透孔、凹圈和凸圈，每组从上至下依次为一排凸圈、一排凹圈和一排透孔。
而且，所述的单片机控制模块包括单片机、压力传感器和数据处理模块，压力传感器安装在控制开关的底部用于采集底座的压力信号并输出电压信号到数据处理模块；所述的数据处理模块对电压信号进行处理后输出值单片机；所述的单片机的输出端与电磁继电器相连接，通过单片机的阈值设定来控制电磁继电器开闭。
而且，所述的控制开关包括开关底座、开关弹簧和开关顶片，开关弹簧安装在开关顶片和开关底座之间，当开关底座受到外力作用时，开关弹簧受力收缩，推动开关顶片向上位移，与开关顶片安装在一起的可控绝缘层向上位移，绝缘装置开启；当开关底座受到外力撤销后，开关弹簧回复原来状态，开关顶片向下位移，带动可控绝缘层的向下移动，绝缘装置的关闭。
而且，所述的电磁继电器包括继电器弹簧、磁铁、衔铁、继电器触点，在磁铁上绕有线圈并通过两根导线与单片机相连接，当有电流通过时，衔铁与继电器触点碰撞，使得继电器触点与开关底座相碰，驱动可控绝缘板移动，将锌锰干电池中的锌锰隔开，阻止其自放电。
本发明的优点和积极效果是：
本发明设计合理，其通过在电解质和负极(锌筒)间增设绝缘装置并通过单片机控制模块进行控制，有效地降低普通锌锰干电池自放电的发生，能够增长电池寿命，节约电能。本发明比普通放置的锌锰干电池寿命明显延长，减少不必要的浪费。
附图说明
图1为本发明的可控绝缘板结构示意图；
图2为本发明的固定绝缘板结构示意图；
图3为控制开关结构示意图；
图4为电磁继电器的结构示意图；
图5为单片机控制模块的电路方框图；
图6为单片机主控程序流程图；
图中，1为绝缘板、2为透孔、3为凹圈、4为凸圈、5为开关弹簧、6为开关底座、7为开关顶片、8为继电器弹簧、9为磁铁、10为衔铁、11为继电器触点、12和13为导线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
一种防锌锰干电池自放电装置，包括可控绝缘板、固定绝缘板、控制开关、电磁继电器和单片机控制模块。可控绝缘板和固定绝缘板包围在电解质周围构成绝缘装置并将电解质和锌筒进行隔离，所述的控制开关与可控绝缘板的底部固装在一起，所述的电磁继电器安装在控制开关的下端，所述的单片机控制模块分别与控制开关和电磁继电器相连接。
如图1所示，可控绝缘板包括一块绝缘板1，在绝缘板上均布制有透孔2、凹圈3和凸圈4，其具体分布为：包括两组或多组透孔、凹圈和凸圈，每组从上至下依次为一排透孔、一排凹圈和一排凸圈。如图2所示，固定绝缘板包括一块绝缘板1，在该绝缘板上均布透孔2、凹圈3和凸圈4，其具体分布为：包括两组或多组透孔、凹圈和凸圈，每组从上至下依次为一排凸圈、一排凹圈和一排透孔。为了提高电池的反应速度可将透孔、凸圈、凹圈做的尽量小、尽量密集一些，在使用时，可控绝缘板和固定绝缘板设置在电解质和锌筒之间。可控绝缘板和固定绝缘板贴装在一起构成绝缘装置，绝缘板上的透孔用于让电解质通过，使电解质与锌筒接触发生氧化还原反应；绝缘板上的凸圈与透孔相对应，当两块绝缘板上的凸圈和透孔相重合时，凸圈能够堵住透孔，隔离了电解质和锌筒；透孔下面的凹圈用于卡住凹圈下面一排的凸圈，以防止凸圈的过度位移。电池未使用的时候绝缘装置是关闭状态，所有的凸圈与对应的透孔重合，堵住透孔，隔离了电解质和锌筒。当电池使用的时候绝缘装置是开启状态，可控绝缘板发生位移，可控绝缘板上的透孔与固定绝缘板上的透孔重合，可控绝缘板上的凸圈与固定绝缘板上的凹圈重合，固定绝缘板上的凸圈和可控绝缘板上的凹圈重合，电解质通过透孔与锌筒接触，发生氧化还原反应，电池导通。
如图3所示，底部控制开关包括开关底座6、开关弹簧5和开关顶片7，开关弹簧安装在开关顶片和开关底座之间，当开关底座受到外力作用时，开关弹簧受力收缩，推动开关顶片向上位移，与开关顶片安装在一起的可控绝缘层向上位移，绝缘装置开启。当电池不使用的时候，撤去底部控制开关的外力，开关弹簧回复原来状态，开关顶片向下位移，带动可控绝缘层的向下移动，实现绝缘装置的关闭。
如图4所示，电磁继电器主要起到控制开关的作用。所述的电磁继电器包括继电器弹簧8、磁铁9、衔铁10、继电器触点11，在磁铁上绕有线圈并通过两根导线12、13与单片机相连接，当有电流通过时，衔铁与继电器触点碰撞，使得继电器触点与开关底座相碰，从而使可控绝缘板移动，将锌锰干电池中的锌锰隔开，阻止其自放电。
如图5所示，单片机控制模块用于控制绝缘装置的闭合和开启。单片机控制模块包括单片机、压力传感器和数据处理模块，压力传感器安装在控制开关的底部用于采集底座的压力信号并输出电压信号到数据处理模块。所述的数据处理模块包括AD转换、信号放大等功能，其将电压信号进行处理，使得单片机能够数据分析和控制。单片机的输出端与电磁继电器相连接，通过单片机的阈值设定来控制电磁继电器开闭。
在本实施例中，单片机控制模块采用AT89S52单片机，使用单片机P1口的P1.3口和P1.4口输出电流给电磁继电器，使用单片机的P3.0口和P3.1口与数据处理模块相连接，P3.2口用于中断，电源引脚接+5V电源电压。压力传感器型号为YYJ/GY1-1201。
如图6所示，单片机控制模块的主程序流程是：启动→程序初始化→设定阈值范围→数据采集→单片机判别→是否超过阈值？N→返回信息采集；Y→输出电流给继电器→返回数据采集。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种防锌锰干电池自放电装置，其特征在于：包括可控绝缘板、固定绝缘板、控制开关、电磁继电器和单片机控制模块；可控绝缘板和固定绝缘板包围在电解质周围构成绝缘装置并将电解质和锌筒进行隔离，所述的控制开关与可控绝缘板的底部固装在一起，所述的电磁继电器安装在控制开关的下端，所述的单片机控制模块分别与控制开关和电磁继电器相连接；
所述的可控绝缘板包括一块绝缘板，在绝缘板上均布制有一组或多组透孔、凹圈和凸圈，每组从上至下依次为一排透孔、一排凹圈和一排凸圈；所述的固定绝缘板包括一块绝缘板，在该绝缘板上均布制有一组或多组透孔、凹圈和凸圈，每组从上至下依次为一排凸圈、一排凹圈和一排透孔。
2.根据权利要求1所述的一种防锌锰干电池自放电装置，其特征在于：所述的单片机控制模块包括单片机、压力传感器和数据处理模块，压力传感器安装在控制开关的底部用于采集底座的压力信号并输出电压信号到数据处理模块；所述的数据处理模块对电压信号进行处理后输出值单片机；所述的单片机的输出端与电磁继电器相连接，通过单片机的阈值设定来控制电磁继电器开闭。
3.根据权利要求1所述的一种防锌锰干电池自放电装置，其特征在于：所述的控制开关包括开关底座、开关弹簧和开关顶片，开关弹簧安装在开关顶片和开关底座之间，当开关底座受到外力作用时，开关弹簧受力收缩，推动开关顶片向上位移，与开关顶片安装在一起的可控绝缘层向上位移，绝缘装置开启；当开关底座受到外力撤销后，开关弹簧回复原来状态，开关顶片向下位移，带动可控绝缘层的向下移动，绝缘装置的关闭。
4.根据权利要求1所述的一种防锌锰干电池自放电装置，其特征在于：所述的电磁继电器包括继电器弹簧、磁铁、衔铁、继电器触点，在磁铁上绕有线圈并通过两根导线与单片机相连接，当有电流通过时，衔铁与继电器触点碰撞，使得继电器触点与开关底座相碰，驱动可控绝缘板移动，将锌锰干电池中的锌锰隔开，阻止其自放电。
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