CN105300413A - 多功能指针式仪表装置及其对设备进行控制和保护的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多功能指针式仪表装置，所述装置的仪表面板上设置有一刻度盘，该刻度盘下方的仪表面板上设置有一与刻度盘平行的导电组件，所述导电组件可以被分割成多个相互绝缘的导电区域；各个导电区域的上方均设置有一小鳄鱼夹，且小鳄鱼夹的手柄上均焊接有一根橡套软线作为小鳄鱼夹的引出线，指针的转轴安装在仪表内部的金属支架上，金属支架上接一根橡套软线作为指针的引出线，所述指针的针头下方安装一导电的微型轴承，使得指针在仪表面板上转动时微型轴承能与各个导电区域进行接触导通。本发明不仅克服了现有技术的缺点，它还能在指针式仪表的刻度上取出所测对象(如电流、压力、时间等)的任意数值范围对相关设备进行自动控制和保护。

Description

多功能指针式仪表装置及其对设备进行控制和保护的方法

技术领域

本发明涉及控制仪表技术领域，尤其涉及一种多功能指针式仪表装置及其对设备进行控制和保护的方法。

背景技术

指针式仪表具有用指针指示出所测对象的数值的功能。多功能指针式仪表不仅具有用指针指示出所测对象的数值的功能，还具有利用指针式仪表对相关的设备进行自动控制和保护的功能。

目前，指针式仪表被广泛地用于对电流、压力、时间等的测量中。但是，由于多功能指针式仪表的技术还不够完善，所以多功能指针式仪表在实际应用中较少见到，目前使用得比较多的只有电接点压力表。

在已有的专利中，有多个关于“电接点压力表”方面的专利，关于“多功能指针式电流表”方面的专利也有几个，如：1、申请号：CN200820033636，发明名称：B多功能电流表；2、申请号：CN02268679,发明名称：电流表式过流保护器；3、申请号：CN89209782,发明名称：电机过流、断相保护电流表。

已有的电接点压力表的技术(包括已在使用中的电接点压力表和已有的关于“电接点压力表”方面的专利)，以及关于“多功能指针式电流表”方面的专利，它们总体上是这样进行工作的：仪表中分别设置有一对上限触头和一对下限触头，这两对触头的断开和闭合是由仪表的指示指针控制的，由这两对触头控制电路系统中的继电器，再由继电器控制接触器，接触器再控制相关的设备(如电动机、报警器等)。

己有的电接点压力表的技术，以及关于“多功能指针式电流表”方面的专利，它们在构造上都存在着一个共同的缺点：这些仪表只能通过上限触头和下限触头对相关的设备进行控制和保护。在实际使用中，这个缺点会造成这些仪表对相关设备进行控制和保护的功能存在以下两个方面的问题：

一、不够可靠、不够安全。具体地说，由于上限功能和下限功能都只有一个点(上限触点或下限触点)能起到控制和保护的功能，不能具有后续的、或者说多层级的控制和保护的功能，这就会造成这些仪表对相关设备进行控制和保护的可靠性和安全性不够高。举例说明：如果上限的动触头和静触头接触不到，或是上限触头控制的继电器线圈开路了，或是接触器的主触头沾在一起靠接触器内部的弹簧分不开了，在这些情况下，这些仪表就会失去“上限”的控制和保护的功能，而这些仪表又不能具有后续的、或者说多层级的控制和保护的功能，那就很有可能会发生重大的事故。

二、上限功能和下限功能都只有一个定时限保护功能，不具备反时限保护功能。在发明名称为“B多功能电流表”的专利说明书中，该专利的“背景技术”的最后一句记载有：“但专利ZL02256055.6多功能电流表的保护动作没有根据反时限特性所允许额定电流过流倍数可延时动作，因此在电气保护方面有一定的局限性，以至其适应性有所不足。”该专利的“发明內容”的第一句记载有：“本实用新型目的就是针对ZL02256055.6已有技术中存在的上述缺陷而提出的一种技术解决方案”。虽然“B多功能电流表”的专利有上述这样说到，但“B多功能电流表”专利还是“上限功能和下限功能都只有一个定时限保护功能，不具备反时限保护功能。”这里所说的：1、定时限保护是指：被控制和保护的对象(如电流、压力、时间等)的数值超过整定的保护值时，继电器保护的动作延时时间与超过整定值的数值大小无关，是一定的；2、反时限保护是指：被控制和保护的对象(如电流、压力、时间等)的数值超过整定的保护值时，超过的数值越大，继电器保护的动作延时越小。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种多功能指针式仪表装置，不仅克服了现有技术的缺点，还能在指针式仪表的刻度上取出所测对象(如电流、压力、时间等)的任意数值范围对相关设备进行自动控制和保护，本发明可适用于各种常见的安装式指针仪表，如电流表、电压表、功率因数表、压力表、速度表、温度表、时钟等。

本发明的技术问题之一是这样实现的：一种多功能指针式仪表装置，所述装置的仪表面板上设置有一刻度盘，该刻度盘下方的仪表面板上设置有一与刻度盘平行的导电组件，所述导电组件被分割成多个相互绝缘的导电区域；各个导电区域的上方均设置有一小鳄鱼夹，且小鳄鱼夹的手柄上均焊接有一根橡套软线作为小鳄鱼夹的引出线，每根小鳄鱼夹的引出线都和一个三极管的基极相连，每个三极管的集电极都和一个灵敏继电器线圈的一端相连，所有灵敏继电器线圈的另一端都短接相连、并和直流电源的一端连接，所有三极管的发射极也都短接相连、并和直流电源的另一端连接；所述装置的指针的转轴安装在仪表内部的金属支架上，所述金属支架上接一根橡套软线作为指针的引出线，所述指针的针头下方安装一导电的微型轴承，使得指针在仪表面板上转动时微型轴承能与各个导电区域进行接触导通，从而使指针的引出线和三极管的基极相连，进而通过灵敏继电器再对设备进行控制和保护。

进一步的，所述导电组件为导电纸或导电膜。

进一步的，所述指针的尾部安装一导电的微型轴承，则指针在弹性范围内使这两个微型轴承的外圈都以小的压力压在仪表面板上。

进一步的，所述装置还设置有电源线路、灵敏继电器线圈电压的开关线路、对设备进行控制和保护的开关线路以及仪表的原有线路；所述电源线路与所述指针的引出线连接；所述灵敏继电器线圈电压的开关线路包括：多个三极管、多个灵敏继电器线圈以及第二排接线端子排，所述导电区域的数量、三极管的数量、灵敏继电器的数量均相同；所述各个导电区域的小鳄鱼夹分别对应连接到一个三极管的基极；各个三极管的集电极分别对应连接到一个灵敏继电器线圈的一端，所有灵敏继电器线圈的另一端都短接相连、并与直流电源的一端连接；所有三极管的发射极也都短接相连、并与直流电源的另一端连接；各个三极管的基极和集电极均与第二排接线端子排中的接线孔连接；所述对设备进行控制和保护的开关线路包括：各个灵敏继电器要用到的常开触头和常闭触头，以及第三排接线端子排；接线时把所有的灵敏继电器要用到的常开触头和常闭触头都按顺序并联地接到第三排接线端子排的接线孔内。

进一步的，所述电源线路包括：一个自动空气开关ZK、一个降压变压器B、整流电路、滤波电路、分压电路以及笫一排接线端子排；所述整流电路由四个整流二极管1D、2D、3D、4D组成；所述滤波电路由一个滤波电感L和一个滤波电容C组成；所述分压电路由两个分压电阻1R和2R，一个限流电阻3R组成；所述自动空气开关ZK与降压变压器B连接，所述降压变压器B、整流电路、滤波电路、分压电路依次连接；所述自动空气开关ZK的一端、降压变压器B初级线圈的两端、降压变压器B次级线圈的两端、整流电路的两端、滤波电路的一端、分压电路的两端分别接至第一排接线端子排的笫1～10位的接线孔内。

进一步的，所述仪表面板上方的边和刻度盘是同圆心的圆弧边，仪表面板的半径比刻度盘的半径大5～9mm。

进一步的，所述导电组件为扇形，所述导电组件宽为15～25mm。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种多功能指针式仪表装置对设备进行控制和保护的方法，它不仅克服了现有技术的缺点，还能在指针式仪表的刻度上取出所测对象(如电流、压力、时间等)的任意数值范围对相关设备进行自动控制和保护，本发明可适用于各种常见的安装式指针仪表，如电流表、电压表、功率因数表、压力表、速度表、温度表、时钟等。

本发明的技术问题之二是这样实现的：一种多功能指针式仪表装置对设备进行控制和保护的方法；能在指针式仪表的刻度上取出所测对象的任意数值范围对相关设备进行自动控制和保护，所述对象包括：电流，压力或者时间；指针式仪表装置包括如下3个功能：

(1)、把被测量的量控制在上限和下限以内的功能；

(2)、上限和下限都能具有多层级的控制和保护的功能；

(3)、具有一定的反时限保护功能。

进一步的，在使用多功能仪表对相关设备进行控制和保护时，按照以下的步骤进行：

(1)、对需要控制的设备进行分析了解；

(2)、确定多功能指针式仪表装置要对所述设备进行哪些方面的自动控制和保护；

(3)、根据具体的需要，把多功能指针式仪表装置的刻度盘下方的导电组件用刀和尺子分割成几块相互绝缘的导电区域；

(4)、接多功能指针式仪表装置的线路；

(5)、接多功能指针式仪表装置的外围线路。

进一步的，所述装置还设置有电源线路、灵敏继电器线圈电压的开关线路、对设备进行控制和保护的开关线路以及仪表的原有线路；所述电源线路与所述指针的引出线连接；所述灵敏继电器线圈电压的开关线路包括：多个三极管、多个灵敏继电器线圈以及第二排接线端子排，所述导电区域的数量、三极管的数量、灵敏继电器的数量均相同；所述各个导电区域的小鳄鱼夹分别对应连接到一个三极管的基极；各个三极管的集电极分别对应连接到一个灵敏继电器线圈的一端，所有灵敏继电器线圈的另一端都短接相连、并与直流电源的一端连接；所有三极管的发射极也都短接相连、并与直流电源的另一端连接；各个三极管的基极和集电极均与第二排接线端子排中的接线孔连接；所述对设备进行控制和保护的开关线路包括：各个灵敏继电器要用到的常开触头和常闭触头，以及第三排接线端子排；接线时把所有的灵敏继电器要用到的常开触头和常闭触头都按顺序并联地接到第三排接线端子排的接线孔内。

本发明的优点在于：

一、更可靠、更安全：当所测对象的数值超过上限值或下限值时，多功能指针式仪表可对相关设备进行后续的、或者说多层极的控制和保护。

二、由于本发明具有多层级的对设备进行控制和保护的功能，也就具有多个定时限保护功能，这就相当于具有一定的反时限保护功能。

三、功能更多，多功能指针式仪表装置具有以下功能：

1、仪表本身所具有的、用指针指示出所测对象的数值的功能；

2、上限、下限具有多个层级的自动控制和保护的功能；

3、上限、下限都具有一定的反时限保护功能；

4、能在指针式仪表的刻度上取出所测对象(如电流、压力、时间等)的任意数值范围对相关设备进行控制和保护。

例如，把本发明用于汽车的速度表中，由于汽车在高速路上的最高限速为120km/h，就可以用汽车的速度表对相关设备进行这样的自动控制：1、当车速在120km～130km/h时，黄色报警灯亮，并播放警告音“汽车轻度超速，发动机会在5分钟后自动熄火”；2、当车速在130km～140km/h时，绿色报警灯亮，并播放警告音“汽车中度超速，发动机会在3分钟后自动熄火”；3、当车速在140km/h以上时，红色报警灯亮，并播方警告音“汽车严重超速，发动机会在1分钟后自动熄火”。

四、更有灵活性：在实际使用时，用户可以根据具体的需要灵活地选择需要的功能。

五、适用范围广：可适用在各种常见的安装式指针仪表上，如电流表、电压表、功率因数表、压力表、速度表、温度表、时钟等。

六、经久耐用：流过多功能指针式仪表装置的指针、微型轴承、导电组件、微型鳄鱼夹的电流仅仅是三极管的基极电流，非常小，可以很有效地防止因为电流的热效应、磁效应和自感现象而对仪表造成的影响和伤害。

附图说明

图1是本发明多功能指针式仪表装置使用前的主视图。

图2是本发明多功能指针式电流表装置使用中的电气连接示意图。

图中标号说明：

仪表面板—1，指针—2，刻度盘—3，导电组件—4，小鳄鱼夹—5，电源线路—6，灵敏继电器线圈电压的开关线路—7，外壳—8，引出线出口—9，限位柱—10，仪表脚—11，转轴—21，微型轴承—22；绝缘区23。

具体实施方式

请参阅图1和图2所示，本发明的一种多功能指针式仪表装置，所述装置包括仪表面板1，仪表的指针2，指针2用弹性材料的金属良导体做成，指针2的转轴21安装在仪表内部的金属支架(未图示)上，所述金属支架上接一根橡套软线(未图示)作为指针2的引出线，用绝缘材料使指针2与仪表的外壳8、以及仪表内原有的线路之间相互绝缘，仪表的面板1用绝缘的塑料材料做成，所述仪表面板1上设置有一刻度盘3，所述仪表面板1上方的边和刻度盘3是同圆心的圆弧边，仪表面板1的半径比刻度盘3的半径大5～9mm。该刻度盘3下方的仪表面板1上设置有一与刻度盘3平行的导电组件4，所述导电组件4为扇形，所述导电组件4宽为15～25mm。所述导电组件4可以被分割成多个相互绝缘的导电区域(即把导电组件4用小刀和小尺子分割成若干块相互绝缘的小导电组件)；各个导电区域的上方均设置有一小鳄鱼夹5，且小鳄鱼夹5的手柄上均焊接有一根橡套软线(未图示)作为小鳄鱼夹5的引出线；所述指针2的针头下方安装一导电的微型轴承22，使得指针2在仪表面板1上转动时微型轴承22能与各个导电区域进行接触导通。把指针2装微型轴承22的地方(轴承位)做成圆形，并做好螺牙，用微型螺母把微型轴承22固定在轴承位上，其中，所述导电组件4为导电纸或导电膜。由于要经过上述的改进，原有仪表的外壳、测量机构也都要视仪表的具体种类作相应的调整。

另外，所述指针2的尾部安装一导电的微型轴承22，则指针2在弹性范围内使这两个微型轴承22的外圈都以较小的压力压在仪表面板1上。这样指针能达到平衡转动。

在本发明中，所述装置还设置有电源线路6、灵敏继电器线圈电压的开关线路7、对设备进行控制和保护的开关线路以及仪表的原有线路；所述电源线路6与所述指针2的引出线连接；所述灵敏继电器线圈电压的开关线路7包括：多个三极管、多个灵敏继电器以及第二排接线端子排，所述导电区域的数量、三极管的数量、灵敏继电器的数量均相同；(注：在本说明书中所说的“多个”，要根据在使用仪表时，有把仪表刻度盘下方的导电组件4分成了“几块小导电组件”来确定。在同一个仪表中，所有的“多个”都是同一数值，例如：在图2中，所有的“多个”都指的是5个。)所述各个导电区域的小鳄鱼夹分别对应连接到一个三极管的基极；各个三极管的集电极分别对应连接到一个灵敏继电器线圈的一端，所有灵敏继电器线圈的另一端都短接相连、并和直流电源的一端连接；所有三极管的发射极也都短接相连、并和直流电源的另一端连接；各个三极管的基极和集电极均与第二排接线端子排中的接线孔连接；所述对设备进行控制和保护的开关线路包括：各个灵敏继电器要用到的常开触头和常闭触头，以及第三排接线端子排；接线时把所有的灵敏继电器要用到的常开触头和常闭触头都按顺序并联地接到第三排接线端子排的接线孔内。其中，灵敏继电器线圈电压的开关线路7、对设备进行控制和保护的开关线路的接线，要在使用时再接。

所述电源线路6包括：一个自动空气开关ZK、一个降压变压器B、整流电路、滤波电路、分压电路以及笫一排接线端子排；所述整流电路由四个整流二极管1D、2D、3D、4D组成；所述滤波电路由一个滤波电感L和一个滤波电容C组成；所述分压电路由两个分压电阻1R和2R，一个限流电阻3R组成；所述自动空气开关ZK与降压变压器B连接，所述降压变压器B、整流电路、滤波电路、分压电路依次连接；所述自动空气开关ZK的一端、降压变压器B初级线圈的两端、降压变压器B次级线圈的两端、整流电路的两端、滤波电路的一端、分压电路的两端分别接至第一排接线端子排的笫1～10位的接线孔内。这部分的接线是固定不变的，仪表在出厂前就可以接好。

经过上述改进的作用是：220V的交流电经过降压变压器降压后，再经过整流、滤波、分压、限流后，只会有很小的直流电流(毫安级)流过指针的引出线、金属支架、指针的转轴、指针、指针针头下方的微型轴承、指针所在处的导电区域、小鳄鱼夹、小鳄鱼夹的引出线、三极管的基极、三极管的发射极，进而三极管较大的集电极电流使灵敏继电器的线圈吸合，再用这些灵敏继电器的常开和常闭触头去控制相对应的、更大容量的继电器(如中间继电器、时间继电器等)的线圈，最后由这些更大容量的继电器(或着再通过接触器)去完成对相关设备进行自动控制和保护的功能。

上述的多功能指针式仪表装置各部分线路的作用。

笫一部分、仪表装置的电源线路。这部分线路的作用有两个：一是提供了导通各个三极管的电源；二是提供了使各个灵敏继电器吸合时线圈的电源。

第二部分、灵敏继电器线圈电压的开关线路。这部分线路的作用是：指针指到哪块小导电纸(即导电区域)上，与这块小导电纸相连的三极管就被导通，使这个三极管集电极上的灵敏继电器的线圈得电吸合。

第三部分、对相关设备进行自动控制和保护的开关线路。这部分线路的作用是：用各个灵敏继电器的常开和常闭触头去控制相对应的、更大容量的继电器的线圈。

多功能指针式仪表装置是这样用仪表的外围线路去最终完成对相关设备进行自动控制和保护的：用上述各个灵敏继电器的常开和常闭触头去控制相对应的、更大容量的继电器的的线圈，再用这些更大容量的继电器的常开触头和常闭触头去控制接触器的线圈，最后由接触器的主触头去完成对相关设备进行自动控制和保护的功能。当对相关设备进行自动控制和保护所需的电流在5A以内时，可以不经过接触器，直接用上述的更大容量的继电器的常开触头和常闭触头去完成对相关设备进行自动控制和保护的功能。

第四部分、仪表的原有线路。这部分线路的作用是：把被测量量(如电流、电压、时间等)转换成为指针的角位移。

本发明中一种多功能指针式仪表装置对设备进行控制和保护的方法；能在指针式仪表的刻度上取出所测对象的任意数值范围对相关设备进行自动控制和保护，所述对象包括：电流，压力或者时间；指针式仪表装置包括如下3个功能：

(1)、把被测量的量控制在上限和下限以内的功能；

(2)、上限和下限都能具有多层级的控制和保护的功能；

(3)、具有一定的反时限保护功能。

其中，一种多功能指针式仪表装置对设备进行控制和保护的方法；所述方法包括如下步骤：

步骤1、对相关设备进行分析了解；

步骤2、确定多功能指针式仪表装置要对相关设备进行哪些方面的自动控制和保护；

步骤3、根据具体的需要，把多功能指针式仪表装置的刻度盘下方的导电组件用小刀和小尺子分割成若干块相互绝缘的导电区域；

步骤4、接多功能指针式仪表装置的线路；

步骤5、接多功能指针式仪表装置的外围线路。

其中，所述灵敏继电器线圈电压的开关线路包括：多个三极管、多个灵敏继电器以及第二排接线端子排，所述导电区域的数量、三极管的数量、灵敏继电器的数量均相同；所述各个导电区域的小鳄鱼夹分别对应连接到一个三极管的基极；各个三极管的集电极分别对应连接到一个灵敏继电器线圈的一端，所有灵敏继电器线圈的另一端都短接相连、并和直流电源的一端连接；所有三极管的发射极也都短接相连、并和直流电源的另一端连接；各个三极管的基极和集电极均与第二排接线端子排中的接线孔连接；所述对设备进行控制和保护的开关线路包括：各个灵敏继电器要用到的常开触头和常闭触头，以及第三排接线端子排；接线时把所有的灵敏继电器要用到的常开触头和常闭触头都按顺序并联地接到第三排接线端子排的接线孔内。

所述电源线路包括：一个自动空气开关ZK、一个降压变压器B、整流电路、滤波电路、分压电路以及笫一排接线端子排；所述整流电路由四个整流二极管1D、2D、3D、4D组成；所述滤波电路由一个滤波电感L和一个滤波电容C组成；所述分压电路电路由两个分压电阻1R和2R，一个限流电阻3R组成；所述自动空气开关ZK与降压变压器B连接，所述降压变压器B、整流电路、滤波电路、分压电路依次连接；所述自动空气开关ZK的一端、降压变压器B初级线圈的两端、降压变压器B次级线圈的两端、整流电路的两端、滤波电路的一端、分压电路的两端分别接至第一排接线端子排的笫1～10位的接线孔内。

下面用“多功能指针式电流表对双盘磨浆机进行自动控制和保护”这个具体实例给合附图分五个步骤对本发明作进一步的说明。

笫一步，对相关设备进行分析了解。双盘磨浆机是目前造纸工厂广泛应用的一种连续打浆设备，一般情况下，每台双盘磨浆机主要包括：一台110KW的主电机(额定电流203A)、一台3KW的辅助电机、一个控制柜(包括一个额定电流为400A的断路器、一个量程为300A的多功能指针式电流表、一个电流互感器、五个用来控制主电机和辅助电机的接触器、等等)、两个转动刀盘、两个固定刀盘、一个手动进退刀的手轮、等等。当辅助电机或手轮正转时，主电机的电流就加大；当辅助电机或手轮反转时，主电机的电流就减小，最低能减到主电机的空载电流约50A。在正常磨浆时，主电机的电流在160A～190A之间。目前，在实际使用中，双盘磨浆机的主电机和其它的大功率三相异步电动机一样，通常使用断路器(在使用中，断路器的额定电流要选为电动机额定电流的2倍左右)作为电动机的短路保护、严重过裁保护和欠电压保护，用电流互感器中的二次电流(5安以内)流过热继电器作为电动机的过载保护。虽然有上述的断路器和热继电器进行保护，但是，在实际使用中还是经常有大功率三相异步电动机被烧毁的事故发生，以至造成重大的经济损失。造成它们被烧毁的最主要原因有两个：一、电动机经常有较长时间的过载、使电动机线圈的绝缘强度损坏、进而烧毁线圈；二、电动机有较长时间的缺相运行，其中又以接触器的主触头损坏而引起的缺相更为常见。之所以会产这两个原因，还是因为保护得不够好：一、断路器要达到断路器的额定电流才会跳闸进行保护，而断路器的额定电流是电动机的额定电流的2倍左右，因为电动机的一般性过载和缺相的电流都达不到断路器的额定电流，所以电动机的一般性过载和缺相的电流都不会使断路器跳闸进行保护；二、热继电器的双金属片发热到弯曲要有相当的时间，反应不够灵敏(例如：1、当流过热继电器的电流达到整定电流的1.2倍时，热继电器的动作时间要将近20分钟；2、当流过热继电器的电流达到整定电流的1.5倍时，热继电器的动作时间要将近2分钟。)，而电动机过载电流越大、过载时间越长，都将会使电动机线圈老化越快，进而烧毁。三、在实际使用中，热继电器失灵了也难以检测到和发现到。

笫二步，确定多功能指针式电流表要对相关设备进行哪些方面的自动控制和保护。一、要对主电机进行多层极的过载保护：1、普通过载保护；2、重度过载保护(包括严重过载保护)。二、要对主电机进行缺相保护。三、磨浆时，要通过控制辅助电机使主电机的电流在160A至190A之间。

第三步，根据具体的需要，把多功能指针式电流表刻度盘下方的导电纸用小刀和小尺子分割成若干块相互绝缘的小导电纸。一、割出对主电机进行多层极的过载保护的导电纸：1、把203A～260A下方的导电纸分割出来，用作低度过载保护；2、把260A～300A下方的导电纸分割出来，用作重度过载保护。由于限位柱档住了表针，当电机的电流在300A以上时，指针也停在300A处，所以重度过载保护也包括了300A以上的过载保护。上述的400A的断路器也能对400A以上的严重过载起到保护作用。二、割出对主电机进行缺相保护的导电纸。使指针产生角位移的电流是电流互感器的二次电流，用多功能指针式电流表对主电机进行缺相保护时，用一个电流互感器就可以(用热继电器进行保护时需要用两个电流互感器)。当主电机缺相时，有两种情况：1、缺相时，电流互感器装在缺相的这相上，这时电流表指示的电流会在30A以内(因为有时会有30A以内的感应电流，所以缺相时电流表指示的电流不一定为零)，所以把0～30A下方的导电纸分割出来，用作对主电机在这种情况下的缺相保护；2、缺相时，电流互感器装在另外两相中的一相上，这时电流表指示的电流会在260A～350A之间(和负载、运行状态等有关)，所以上述的重度过载保护已经包括了对主电机在这种情况下的缺相保护。三、磨浆时，通过控制辅助电机使主电机的电流在160A～190A之间：因为电流表指针在30A以下是缺相，所以把30A～160A下方的导电纸分割出来，用作控制辅助电机的正转，使主电机的电流加大；把190A以上的电流下方的导电纸全部用作控制辅助电机的反转，使主电机的电流减小。这样就把主电机在正常磨浆时的电流限制在160A～190A之间了，其中160A为下限点、190A为上限点。因为160A～190A下方的小导电纸没有用来对相关设备进行自动控制和保护，所以把这块小导电纸取掉也可以。

第四步，接多功能指针式电流表的线路。把附图2中的101～110分别接入笫一排接线端子排(未图示)的第1～10位的接线孔内，把附图2中的201～210分别接入笫二排接线端子排(未图示)的第1～10位的接线孔内，把灵敏继电器1LJ、2LJ、3LJ的各一对常开触头接入第三排接线端子排(未图示)的笫1～6位的接线孔内，把灵敏继电器4LJ、5LJ的各两对常开触头接入第三排接线端子排(未图示)的第7～14位的接线孔内。

第五步，接多功能指针式电流表外围的线路。1、用灵敏继电器1LJ的常开触头(未图示)去控制时间继电器1SJ(未图示)的线圈，时间继电器的延时常闭触头(未图示)用来控制断路器的欠电压脱扣器的线圈失电，使断路器跳闸，进而使主电机失电(断路器可以用于不频繁地启动和停止电动机)，时间继电器1SJ的延时常开触头用来开启红色报警灯。2、用灵敏继电器2LJ的常开触头去控制接触器ZC(未图示)的线圈，接触器ZC的主触头用来控制辅助电机2D(未图示)正转，进而使主电机1D(未图示)的电流加大。3、用灵敏继电器3LJ的常开触头去控制接触器FC(未图示)的线圈，接触器FC的主触头用来控制辅助电机2D反转，进而使主电机1D的电流减小。4、灵敏继电器4LJ有用到两组常开触头：其中一组常开触头和灵敏继电器3LJ的常开触头并联，也是用来控制接触器FC的线圈,接触器FC的主触头用来控制辅助电机2D反转，进而使主电机1D的电流减小；另一组常开触头用来控制时间继电器2SJ的线圈，时间继电器2SJ的延时常闭触头用来控制主电机的控制电源断开，使控制主电机的接触器C的线圈失电、接触器C的主触头断开，进而使主电机1D失电，时间继电器2SJ的延时常开触头用来开启黄色报警灯。5、灵敏继电器5LJ也有用到两组常开触头：其中一组常开触头也和灵敏继电器3LJ的常开触头并联，也是用来控制接触器FC的线圈，接触器FC的主触头用来控制辅助电机2D反转，进而使主电机1D的电流减小；另一组用来控制时间继电器3SJ的线圈，时间继电器3SJ的延时常闭触头用来控制断路器的欠电压脱扣器的线圈失电，使断路器跳闸，进而使主电机失电，时间继电器3SJ的延时常开触头和时间继电器1SJ的延时常开触头并联，也是用来开启红色报警灯。

在上述第五步的1、4、5点中，都是通过时间继电器的延时常闭触头来控制主电机失电的：其中4是时间继电器2SJ通过控制主电机的控制电源断开，使控制主电机的接触器C的线圈失电、接触器C的主触头断开，进而使主电机失电；而1和5是时间继电器1SJ和3SJ通过控制断路器的欠电压脱扣器的线圈失电，使断路器跳闸，进而使主电机失电。在这两种使主电机失电的保护方法中，1和5的保护方法比4的保护方法等级更高，因为：一、在整定1SJ、2SJ和3SJ的时间时，1SJ和3SJ被整定的时间比2SJ被整定的时间更短。二、由于控制主电机1D的接触器C的主触头经常要起动和停止主电机，会使接触器C的主触头容易损坏。在使主电机1D失电时，如果接触器C有两对主触头沾在一起靠接触器C内部的弹簧分不开了，这时1和5的保护方法就能对主电机起到很好的保护作用，而如果仅靠4的保护方法，反而会使主电机因缺相运行而加速烧毁。在发生这种缺相运行的情况后，1和5的保护方法能对主电机进行很好的后续保护。

总之，本发明不仅克服了现有技术的缺点，还能在指针式仪表的刻度上取出所测对象(如电流、压力、时间等)的任意数值范围对相关设备进行自动控制和保护，本发明可适用于各种常见的安装式指针仪表，如电流表、电压表、功率因数表、压力表、速度表、温度表、时钟等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种多功能指针式仪表装置，其特征在于：所述装置的仪表面板上设置有一刻度盘，该刻度盘下方的仪表面板上设置有一与刻度盘平行的导电组件，所述导电组件被分割成多个相互绝缘的导电区域；各个导电区域的上方均设置有一小鳄鱼夹，且小鳄鱼夹的手柄上均焊接有一根橡套软线作为小鳄鱼夹的引出线，每根小鳄鱼夹的引出线都和一个三极管的基极相连，每个三极管的集电极都和一个灵敏继电器线圈的一端相连，所有灵敏继电器线圈的另一端都短接相连、并和直流电源的一端连接，所有三极管的发射极也都短接相连、并和直流电源的另一端连接；所述装置的指针的转轴安装在仪表内部的金属支架上，所述金属支架上接一根橡套软线作为指针的引出线，所述指针的针头下方安装一导电的微型轴承，使得指针在仪表面板上转动时微型轴承能与各个导电区域进行接触导通，从而使指针的引出线和三极管的基极相连，进而通过灵敏继电器再对设备进行控制和保护。

2.根据权利要求1所述的一种多功能指针式仪表装置，其特征在于：所述导电组件为导电纸或导电膜。

3.根据权利要求1所述的一种多功能指针式仪表装置，其特征在于：所述指针的尾部安装一导电的微型轴承，则指针在弹性范围内使这两个微型轴承的外圈都以小的压力压在仪表面板上。

4.根据权利要求1所述的一种多功能指针式仪表装置，其特征在于：所述装置还设置有电源线路、灵敏继电器线圈电压的开关线路、对设备进行控制和保护的开关线路以及仪表的原有线路；所述电源线路与所述指针的引出线连接；所述灵敏继电器线圈电压的开关线路包括：多个三极管、多个灵敏继电器线圈以及第二排接线端子排，所述导电区域的数量、三极管的数量、灵敏继电器的数量均相同；所述各个导电区域的小鳄鱼夹分别对应连接到一个三极管的基极；各个三极管的集电极分别对应连接到一个灵敏继电器线圈的一端，所有灵敏继电器线圈的另一端都短接相连、并与直流电源的一端连接；所有三极管的发射极也都短接相连、并与直流电源的另一端连接；各个三极管的基极和集电极均与第二排接线端子排中的接线孔连接；所述对设备进行控制和保护的开关线路包括：各个灵敏继电器要用到的常开触头和常闭触头，以及第三排接线端子排；接线时把所有的灵敏继电器要用到的常开触头和常闭触头都按顺序并联地接到第三排接线端子排的接线孔内。

5.根据权利要求4所述的一种多功能指针式仪表装置，其特征在于：所述电源线路包括：一个自动空气开关ZK、一个降压变压器B、整流电路、滤波电路、分压电路以及笫一排接线端子排；所述整流电路由四个整流二极管1D、2D、3D、4D组成；所述滤波电路由一个滤波电感L和一个滤波电容C组成；所述分压电路由两个分压电阻1R和2R，一个限流电阻3R组成；所述自动空气开关ZK与降压变压器B连接，所述降压变压器B、整流电路、滤波电路、分压电路依次连接；所述自动空气开关ZK的一端、降压变压器B初级线圈的两端、降压变压器B次级线圈的两端、整流电路的两端、滤波电路的一端、分压电路的两端分别接至第一排接线端子排的笫1～10位的接线孔内。

6.根据权利要求1所述的一种多功能指针式仪表装置，其特征在于：所述仪表面板上方的边和刻度盘是同圆心的圆弧边，仪表面板的半径比刻度盘的半径大5～9mm。

7.根据权利要求1所述的一种多功能指针式仪表装置，其特征在于：所述导电组件为扇形，所述导电组件宽为15～25mm。

8.根据权利要求1所述的一种多功能指针式仪表装置对设备进行控制和保护的方法；其特征在于：能在指针式仪表的刻度上取出所测对象的任意数值范围对相关设备进行自动控制和保护，所述对象包括：电流，压力或者时间；指针式仪表装置包括如下3个功能：

(1)、把被测量的量控制在上限和下限以内的功能；

(2)、上限和下限都能具有多层级的控制和保护的功能；

(3)、具有一定的反时限保护功能。

9.根据权利要求8所述的一种多功能指针式仪表装置对设备进行控制和保护的方法；其特征在于：在使用多功能仪表对相关设备进行控制和保护时，按照以下的步骤进行：

(1)、对需要控制的设备进行分析了解；

(2)、确定多功能指针式仪表装置要对所述设备进行哪些方面的自动控制和保护；

(3)、根据具体的需要，把多功能指针式仪表装置的刻度盘下方的导电组件用刀和尺子分割成几块相互绝缘的导电区域；

(4)、接多功能指针式仪表装置的线路；

(5)、接多功能指针式仪表装置的外围线路。

10.根据权利要求8所述的一种多功能指针式仪表装置对设备进行控制和保护的方法；其特征在于：所述装置还设置有电源线路、灵敏继电器线圈电压的开关线路、对设备进行控制和保护的开关线路以及仪表的原有线路；所述电源线路与所述指针的引出线连接；所述灵敏继电器线圈电压的开关线路包括：多个三极管、多个灵敏继电器线圈以及第二排接线端子排，所述导电区域的数量、三极管的数量、灵敏继电器的数量均相同；所述各个导电区域的小鳄鱼夹分别对应连接到一个三极管的基极；各个三极管的集电极分别对应连接到一个灵敏继电器线圈的一端，所有灵敏继电器线圈的另一端都短接相连、并与直流电源的一端连接；所有三极管的发射极也都短接相连、并与直流电源的另一端连接；各个三极管的基极和集电极均与第二排接线端子排中的接线孔连接；所述对设备进行控制和保护的开关线路包括：各个灵敏继电器要用到的常开触头和常闭触头，以及第三排接线端子排；接线时把所有的灵敏继电器要用到的常开触头和常闭触头都按顺序并联地接到第三排接线端子排的接线孔内。