CN108318176A - 一种智能电接点压力表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电接点压力表技术领域的一种智能电接点压力表，包括径向表柄组件，所述径向表柄组件的顶部设有表壳，所述表壳的内表面环形设有度盘组件，所述表壳的内腔中央设有指针组件，采用智能线路板后由继电器输出，功率可驱动几千瓦的负载，完全可满足目前自动控制的要求，原指针式电接点压力表的触点基本上是下限常闭、上限常开，要改变触点形式(比如需要下限常开上限常开)必需改变机械结构，别无他法，采用智能线路板后可任意改变输出形式，比如双常开，双常闭，下限通(带自锁)上限断(自解锁)等等；总之，该指针式电接点压力表仅仅增加成本十几元，但使用寿命可延长好几年，性价比极高。

Description

一种智能电接点压力表

技术领域

本发明涉及电接点压力表技术领域，具体为一种智能电接点压力表。

背景技术

普通电接点压力表在压力测量与控制中使用最为广泛，其准确度及弹性元件的疲劳度等技术指标目前均已达到较高的水准。但由于在实际使用时，压力表的电接点的触点在通断时，均会产生电弧，使触点灼蚀，结碳，以至于失效损坏，尤其是感性负载，导致电信号传递不可靠，使用寿命短，尽管压力表的触点标称功率是30W，但实际使用中，其触点能承受的功率均在10W以下，如果让压力表触点在30W感性负载的功率下工作，其可靠通断次数不会超过百次，可见电接点压力表的信号输出能力早就不能胜任目前蓬勃发展的自动化控制的需要了，电接点压力表的这些缺点一直困扰着生产商。尽管市场上不断有磁敏的、光电的、霍尔元件的等多种触点的电接点压力表电架，但都推高了电架的制造成本，至于触点功率小，怕震动的问题仍没从根本上得到解决，更无法做到智能化来拓展应用市场，为此，我提出一种智能电接点压力表。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能电接点压力表，以解决上述背景技术中提出的现有市场上电接点压力表普遍存在的触点功率小，不可靠，怕震动，寿命短的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能电接点压力表，包括径向表柄组件，所述径向表柄组件的顶部设有表壳，所述表壳的内表面环形设有度盘组件，所述表壳的内腔中央设有指针组件，所述指针组件的顶部设有电接点总成，且指针组件和电接点总成位于度盘组件的内腔，所述表壳的右侧底部设有航空插头，所述表壳的内腔中央设有智能线路板，所述智能线路板的右侧底部设有机芯，所述表壳的内腔底部中央设有径向柄封，且径向柄封的底部插接在表壳和径向表柄组件之间，所述表壳的顶部中央设有油封，所述表壳的右侧设有表盖，所述表盖的内腔设有透明罩，所述透明罩的外表面与表盖的内表面之间设有窗封，所述智能线路板包括输入L正极端口，所述输入L正极端口串接有整流桥D1的1号端口，所述整流桥D1的3号端口串接有电阻R1，所述电阻R1的另一端串接有输入L负极端口，所述整流桥D1的4号端口并接有电容C1上极板、电阻R2、电容CT、电阻R3和三绕组变压器T的1号端口，所述整流桥D1的2号端口并接有电容C1下极板、电容C2下极板、电容C3下极板、电阻R4、电容C4下极板、光耦U2的2号端口、电容C5下极板、单片机芯片U1的5号端口和三绕组变压器T的3号端口，所述电阻R2的另一端并接有电容C2上极板和单片机芯片U1的1号端口，所述电容CT的另一端并接有电阻R3的输出端和二极管D2的负极，所述二极管D2的正极并接有三绕组变压器T的2号端口和单片机芯片U1的8号端口，所述单片机芯片U1的2号端口串接有电容C3上极板，所述单片机芯片U1的3号端口并接有电容C5上极板和二极管D3的负极，所述二极管D3的正极串接有三绕组变压器T的4号端口，所述单片机芯片U1的4号端口并接有电阻R4的输出端、电容C4上极板和光耦U2的1号端口，所述三绕组变压器T的5号端口串接有二极管D5的正极，所述二极管D5的负极并接有电容C7上极板、电阻R5、电阻R6、+5V稳压器W1的1号端口、继电器线圈J2与J1的输入端和二极管D6与D7的负极，所述电容C7下极板并接有三绕组变压器T的6号端口、1号端口S、三端稳压器D4的输入端、电阻R7、单片机芯片U3的4号端口、+5V稳压器W1的2号端口和NPN型三极管Q3与Q4的发射极，所述电阻R5的输出端串接有光耦U2的3号端口，所述光耦U2的4号端口并接有三端稳压器D4的输出端和电容C6，所述电容C6的输出端并接有电阻R6的输出端、电阻R7的输出端和三端稳压器D4的公共端，所述+5V稳压器W1的3号端口并接有单片机芯片U3的2号端口和PNP型三极管Q1与Q2的发射极，所述单片机芯片U3的1号端口串接有电阻R10，所述电阻R10的输出端串接有PNP型三极管Q1的基极，所述单片机芯片U3的3号端口串接有电阻R11，所述电阻R11的输出端串接有PNP型三极管Q2的基极，所述PNP型三极管Q1与Q2的集电极分别串接有电阻R12和电阻R13，所述电阻R12和电阻R13的输出端分别串接有NPN型三极管Q3与Q4的基极，所述NPN型三极管Q3的集电极并接有二极管D6的正极和继电器线圈J1的输出端，所述NPN型三极管Q4的集电极并接有二极管D7的正极和继电器线圈J2的输出端，所述单片机芯片U3的5和6号端口分别串接有3和2号端口S，所述单片机芯片U3的7和8号端口分别串接有红色发光二极管ED2和黄色发光二极管ED1的负极，所述红色发光二极管ED2和黄色发光二极管ED1的正极分别串接有电阻R9和电阻R8，所述电阻R9和电阻R8的输出端串接有+5V电源输出。

优选的，所述透明罩的表面设有防结雾涂层。

优选的，所述油封、窗封和径向柄封均为丁腈橡胶密封圈。

优选的，所述红色发光二极管ED2和黄色发光二极管ED1均为电压控制型发光二极管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该设计将现有指针式电接点压力表的触点功率小，不可靠，怕震动，寿命短的缺点进行彻底解决，采用智能线路板接收触点的通断信号，进行信号放大和去抖动处理，由大功率继电器输出，还可以任意变更输出形式，使指针式电接点压力表使用寿命大大延长；原指针式电接点压力表触点功率小，怕感性负载(继电器线圈，接触器线圈等)，采用智能线路板后触点的电流为二十微安，几乎没有，而且是阻性负载，几百万次通断无火花、不结碳、通断可靠，原指针式电接点压力表的触点直接带动负载，输出功率不够大，容易烧结，减少寿命，采用智能线路板后由继电器输出，功率可驱动几千瓦的负载，完全可满足目前自动控制的要求，原指针式电接点压力表的触点基本上是下限常闭、上限常开，要改变触点形式(比如需要下限常开上限常开)必需改变机械结构，别无他法，采用智能线路板后可任意改变输出形式，比如双常开，双常闭，下限通(带自锁)上限断(自解锁)等等；总之，该指针式电接点压力表仅仅增加成本十几元，但使用寿命可延长好几年，性价比极高。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明后视图；

图3为本发明左视图；

图4为本发明智能线路板电路图；

图5为本发明逻辑框图。

图中：1径向表柄组件、2表壳、3径向柄封、4度盘组件、5航空插头、6指针组件、7电接点总成、8表盖、9透明罩、10窗封、11油封、12机芯、13智能线路板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种智能电接点压力表，包括径向表柄组件1，所述径向表柄组件1的顶部设有表壳2，所述表壳2的内表面环形设有度盘组件4，所述表壳2的内腔中央设有指针组件6，所述指针组件6的顶部设有电接点总成7，且指针组件6和电接点总成7位于度盘组件4的内腔，所述表壳2的右侧底部设有航空插头5，所述表壳2的内腔中央设有智能线路板13，所述智能线路板13的右侧底部设有机芯12，所述表壳2的内腔底部中央设有径向柄封3，且径向柄封3的底部插接在表壳2和径向表柄组件1之间，所述表壳2的顶部中央设有油封11，所述表壳2的右侧设有表盖8，所述表盖8的内腔设有透明罩9，所述透明罩9的外表面与表盖8的内表面之间设有窗封10，所述智能线路板13包括输入L正极端口，所述输入L正极端口串接有整流桥D1的1号端口，所述整流桥D1的3号端口串接有电阻R1，所述电阻R1的另一端串接有输入L负极端口，所述整流桥D1的4号端口并接有电容C1上极板、电阻R2、电容CT、电阻R3和三绕组变压器T的1号端口，所述整流桥D1的2号端口并接有电容C1下极板、电容C2下极板、电容C3下极板、电阻R4、电容C4下极板、光耦U2的2号端口、电容C5下极板、单片机芯片U1的5号端口和三绕组变压器T的3号端口，所述电阻R2的另一端并接有电容C2上极板和单片机芯片U1的1号端口，所述电容CT的另一端并接有电阻R3的输出端和二极管D2的负极，所述二极管D2的正极并接有三绕组变压器T的2号端口和单片机芯片U1的8号端口，所述单片机芯片U1的2号端口串接有电容C3上极板，所述单片机芯片U1的3号端口并接有电容C5上极板和二极管D3的负极，所述二极管D3的正极串接有三绕组变压器T的4号端口，所述单片机芯片U1的4号端口并接有电阻R4的输出端、电容C4上极板和光耦U2的1号端口，所述三绕组变压器T的5号端口串接有二极管D5的正极，所述二极管D5的负极并接有电容C7上极板、电阻R5、电阻R6、+5V稳压器W1的1号端口、继电器线圈J2与J1的输入端和二极管D6与D7的负极，所述电容C7下极板并接有三绕组变压器T的6号端口、1号端口S、三端稳压器D4的输入端、电阻R7、单片机芯片U3的4号端口、+5V稳压器W1的2号端口和NPN型三极管Q3与Q4的发射极，所述电阻R5的输出端串接有光耦U2的3号端口，所述光耦U2的4号端口并接有三端稳压器D4的输出端和电容C6，所述电容C6的输出端并接有电阻R6的输出端、电阻R7的输出端和三端稳压器D4的公共端，所述+5V稳压器W1的3号端口并接有单片机芯片U3的2号端口和PNP型三极管Q1与Q2的发射极，所述单片机芯片U3的1号端口串接有电阻R10，所述电阻R10的输出端串接有PNP型三极管Q1的基极，所述单片机芯片U3的3号端口串接有电阻R11，所述电阻R11的输出端串接有PNP型三极管Q2的基极，所述PNP型三极管Q1与Q2的集电极分别串接有电阻R12和电阻R13，所述电阻R12和电阻R13的输出端分别串接有NPN型三极管Q3与Q4的基极，所述NPN型三极管Q3的集电极并接有二极管D6的正极和继电器线圈J1的输出端，所述NPN型三极管Q4的集电极并接有二极管D7的正极和继电器线圈J2的输出端，所述单片机芯片U3的5和6号端口分别串接有3和2号端口S，所述单片机芯片U3的7和8号端口分别串接有红色发光二极管ED2和黄色发光二极管ED1的负极，所述红色发光二极管ED2和黄色发光二极管ED1的正极分别串接有电阻R9和电阻R8，所述电阻R9和电阻R8的输出端串接有+5V电源输出。

其中，所述透明罩9的表面设有防结雾涂层，避免透明罩9表面结雾，影响读数，所述油封11、窗封10和径向柄封3均为丁腈橡胶密封圈，丁腈橡胶耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强，所述红色发光二极管ED2和黄色发光二极管ED1均为电压控制型发光二极管，控制电压可以在3到10伏之间，为工程技术开发人员提供更大的选择。

工作原理：该设计仅在电接点压力表基础上加装一块智能线路板13，它由+5V稳压电源，1、2和3号端口S，红色发光二极管ED2和黄色发光二极管ED1，继电器等组成，航空插头5包括上限和下限接口，工装十分简单，只需在普通电接点压力表的机芯12上加装智能线路板13即可，如图4所示；220V交流电经输入L端口输入再经虚线框里面的线路后输出DC12V直流电压，一路给继电器线圈J1和J2的一端，另一路给+5V稳压器W1，输出+5V给单片机芯片U3，根据单片机芯片U3的5和6号端口信号输入状态(高电平或低电平)，通过利用2和3号端口S烧录好的程序，从1和3号端口输出(高电平或低电平)，让PNP型三极管Q1和Q2导通或者截止,再经NPN型三极管Q3和Q4倒相后，使继电器线圈J1和J2获得或者失去DC12V电压，从而让外接的继电器触点闭合或者断开，同时单片机芯片U3的7和8号端口输出低电平或高电平点亮或者息灭红色发光二极管ED2和黄色发光二极管ED1，来指示工作状态，根据外接继电器触点的通断来控制负载以达到压力自动控制的目的；电路通电工作后，默认的输出形式是压力低于下限设定值时下限有信号输出，上限无信号输出，此形式是电接点压力表最基本的结构形式，这时电接点压力表的磁助式电架的下限触点是接通的，上限触点是断开的；为此，单片机芯片U3的6号端口为低电平，5号端口为高电平，由单片机芯片U3内部的程序规定1号端口输出低电平，三极管Q1导通并饱和，三极管Q3也导通并饱和，继电器线圈J1通电使触点接通，同时令8号端口输出低电平，黄色发光二极管ED1亮，表示下限有信号输出，因单片机芯片U3的5号端口为高电平，故3号端口输出也为高电平，三极管Q2和Q4截止，继电器线圈J2不得电使触点不能接通，同时7号端口输出高电平，红色发光二极管ED2不亮，表示上限无信号输出，如果压力上升超过下限设定值，电接点压力表的磁助式电架的下限触点断开，单片机芯片U3的6号端口输出高电平，则三极管Q1和Q3截止，继电器线圈J1失电使触点断开，8号端口输出高电平，黄色发光二极管ED1灭，表示下限无信号输出；如果压力上升超过上限设定值时，单片机芯片U3的5号端口输出低电平，三极管Q2和Q4导通并饱和，继电器线圈J2得电使触点接通，同时7号端口输出低电平，红色发光二极管ED2亮,表示上限有信号输出，即存在五种输出形式：

一：下限常闭，上限常开(代码00H)黄色发光二极管常亮；

二：下限通，上限断(代码01H)红、黄发光二极管交替闪烁；

三：下限常开，上限常开(代码02H)黄色发光二极管闪烁；

四：下限常闭，上限常闭(代码04H)红色发光二极管闪烁；

五：下限常开，上限常闭(代码08H)红色发光二极管常亮；

以上五种信号输出形式中，第一、三、四、五种形式普通电接点压力表可通过改变磁助式电架的机械结构得以实现，但也只能是在压力表组装之前选择其中的一种形式，不可以随机改变输出形式，第二种输出形式普通电接点压力表本身是怎么也做不到的，必须通过外接电路才能得以实现，但智能线路板13就可以轻松地通过事先设计好的程序来选择五种输出形式中的任意一种输出形式，以适应各种压力自动控制电路的需要，实现了普通电接点压力表单一的输出结构转变为多种输出形式的智能化仪表；只要在通电情况下，电接点压力表上下限触点没有都处于接通状态，断电后再通电就可正常运行；如图5所示，具体程序是：单片机芯片U3上电后，第一时间将“输出形式代码”从存储单元中调出来备用，接着查询5和6号端口是否都为低电平，如果5、6两端口不全是低电平，即根据“输出形式代码”进入正常运行程序，并设置“运行标志”(断电后消失)，若5、6两端口都为低电平，即查询有无“运行标志”；有“运行标志”就判定这是变更输出形式，即令1和3号端口都为高电平，智能线路板13无信号输出，同时7、8两端口输出低电平、高电平，使红色发光二极管DE2和黄色发光二极管ED1同时闪烁以告知程序处于变更输出形式状态，无“运行标志”就查询有无“变更标志”，假如有“变更标志”说明此次上电后已变更过“输出形式代码”，程序转向根据当前代码使输出指示灯作相应显示；如果无“变更标志”，就让程序转向变更输出形式子程序，首先要说明的是输出形式变更是循环变更方式，即从00H至08H循环变更，如果从存储单元中调出来时的代码是第一种(00H)，就变更为第二种输出形式的代码(01H)并保存，同时设置“变更标志”(断电后消失)，令7号端口、8号端口轮流输出低电平，红色发光二极管ED2、黄色发光二极管ED1交替闪烁，表示当前设置的输出形式是第二种(低于下限通、高于上限断)，如果切断电源重新上电，单片机芯片U3的程序将重复以上工作，即代码变更为(02H)，依次类推，在五种代码中循环，红黄发光二极管也作相应的变动，如果把智能线路板13单独使用，比如装在电控箱内，把普通电接点压力表的触点信号接到端口S上，效果也一样，二者结合同样可以组成智能压力控制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种智能电接点压力表，包括径向表柄组件(1)，其特征在于：所述径向表柄组件(1)的顶部设有表壳(2)，所述表壳(2)的内表面环形设有度盘组件(4)，所述表壳(2)的内腔中央设有指针组件(6)，所述指针组件(6)的顶部设有电接点总成(7)，且指针组件(6)和电接点总成(7)位于度盘组件(4)的内腔，所述表壳(2)的右侧底部设有航空插头(5)，所述表壳(2)的内腔中央设有智能线路板(13)，所述智能线路板(13)的右侧底部设有机芯(12)，所述表壳(2)的内腔底部中央设有径向柄封(3)，且径向柄封(3)的底部插接在表壳(2)和径向表柄组件(1)之间，所述表壳(2)的顶部中央设有油封(11)，所述表壳(2)的右侧设有表盖(8)，所述表盖(8)的内腔设有透明罩(9)，所述透明罩(9)的外表面与表盖(8)的内表面之间设有窗封(10)，所述智能线路板(13)包括输入L正极端口，所述输入L正极端口串接有整流桥D1的1号端口，所述整流桥D1的3号端口串接有电阻R1，所述电阻R1的另一端串接有输入L负极端口，所述整流桥D1的4号端口并接有电容C1上极板、电阻R2、电容CT、电阻R3和三绕组变压器T的1号端口，所述整流桥D1的2号端口并接有电容C1下极板、电容C2下极板、电容C3下极板、电阻R4、电容C4下极板、光耦U2的2号端口、电容C5下极板、单片机芯片U1的5号端口和三绕组变压器T的3号端口，所述电阻R2的另一端并接有电容C2上极板和单片机芯片U1的1号端口，所述电容CT的另一端并接有电阻R3的输出端和二极管D2的负极，所述二极管D2的正极并接有三绕组变压器T的2号端口和单片机芯片U1的8号端口，所述单片机芯片U1的2号端口串接有电容C3上极板，所述单片机芯片U1的3号端口并接有电容C5上极板和二极管D3的负极，所述二极管D3的正极串接有三绕组变压器T的4号端口，所述单片机芯片U1的4号端口并接有电阻R4的输出端、电容C4上极板和光耦U2的1号端口，所述三绕组变压器T的5号端口串接有二极管D5的正极，所述二极管D5的负极并接有电容C7上极板、电阻R5、电阻R6、+5V稳压器W1的1号端口、继电器线圈J2与J1的输入端和二极管D6与D7的负极，所述电容C7下极板并接有三绕组变压器T的6号端口、1号端口S、三端稳压器D4的输入端、电阻R7、单片机芯片U3的4号端口、+5V稳压器W1的2号端口和NPN型三极管Q3与Q4的发射极，所述电阻R5的输出端串接有光耦U2的3号端口，所述光耦U2的4号端口并接有三端稳压器D4的输出端和电容C6，所述电容C6的输出端并接有电阻R6的输出端、电阻R7的输出端和三端稳压器D4的公共端，所述+5V稳压器W1的3号端口并接有单片机芯片U3的2号端口和PNP型三极管Q1与Q2的发射极，所述单片机芯片U3的1号端口串接有电阻R10，所述电阻R10的输出端串接有PNP型三极管Q1的基极，所述单片机芯片U3的3号端口串接有电阻R11，所述电阻R11的输出端串接有PNP型三极管Q2的基极，所述PNP型三极管Q1与Q2的集电极分别串接有电阻R12和电阻R13，所述电阻R12和电阻R13的输出端分别串接有NPN型三极管Q3与Q4的基极，所述NPN型三极管Q3的集电极并接有二极管D6的正极和继电器线圈J1的输出端，所述NPN型三极管Q4的集电极并接有二极管D7的正极和继电器线圈J2的输出端，所述单片机芯片U3的5和6号端口分别串接有3和2号端口S，所述单片机芯片U3的7和8号端口分别串接有红色发光二极管ED2和黄色发光二极管ED1的负极，所述红色发光二极管ED2和黄色发光二极管ED1的正极分别串接有电阻R9和电阻R8，所述电阻R9和电阻R8的输出端串接有+5V电源输出。

2.根据权利要求1所述的一种智能电接点压力表，其特征在于：所述透明罩(9)的表面设有防结雾涂层。

3.根据权利要求1所述的一种智能电接点压力表，其特征在于：所述油封(11)、窗封(10)和径向柄封(3)均为丁腈橡胶密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种智能电接点压力表，其特征在于：所述红色发光二极管ED2和黄色发光二极管ED1均为电压控制型发光二极管。