CN109209969A - 直流风机故障检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了直流风机故障检测装置，包括信号处理电路和比较电路。所述信号处理电路用于连接直流风机，将所述直流风机输出的所述脉冲反馈信号进行积分生成积分电压信号，并将所述积分电压信号输出给所述比较电路。所述比较电路，用于根据所述积分电压信号以及第一阈值和第二阈值生成所述故障信号，并将所述故障信号输出给外部电路的接口。本发明实施例中信号处理电路对直流风机的反馈信号进行积分生成积分电压信号，比较电路对积分电压信号与阈值电压进行比较得到故障信号，仅通过信号处理电路和比较电路就可以实现对直流风机的故障检测，因此本发明实施例所需的元器件数量少，成本低。

Description

直流风机故障检测装置

技术领域

本发明属于故障检测技术领域，更具体地说，是涉及直流风机故障检测装置。

背景技术

直流风机，是一种通过输入直流电能，使直流电动机旋转以带动风机叶轮旋转，从而实现直流电能向机械能转换过程的风机。

其中，不可调速的直流风机的反馈信号在风机正常运转和故障时分别为常高和常低，或者分别为常低和常高，通过简单比较即可实现故障检测。但是，可调速直流风机中的脉冲反馈型直流风机的反馈信号在风机故障时为常高或常低，在正常运转时为包含转速信息的开集脉冲信号，反馈信号复杂，不易处理，传统应用数字检测方式对脉冲反馈型直流风机的反馈信号进行处理分析以得到可调速直流风机的故障情况，但是实现电路比较复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供直流风机故障检测装置，旨在解决现有技术中应用数字检测方式处理脉冲反馈型直流风机的反馈信号时，实现电路复杂的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供直流风机故障检测装置，包括：输入接口、信号处理电路、比较电路和输出接口。所述信号处理电路用于通过所述直流风机故障检测装置的输入接口连接直流风机，获取所述直流风机输出的脉冲反馈信号，并将所述脉冲反馈信号进行积分生成积分电压信号，并将所述积分电压信号输出给所述比较电路。所述比较电路，用于根据所述积分电压信号以及第一阈值和第二阈值生成所述故障信号，并将所述故障信号通过所述直流风机故障检测装置的输出接口输出给外部电路的接口。

进一步地，所述比较电路包括：第一比较器和第二比较器。所述第一比较器，用于将所述积分电压信号和所述第一阈值进行比较，得到第一比较结果；所述第二比较器，用于将所述积分电压信号和所述第二阈值进行比较，得到第二比较结果；其中，所述第一比较结果和所述第二比较结果进行逻辑与后生成所述故障信号。

进一步地，所述第一比较器和所述第二比较器均为开集输出比较器或开漏输出比较器，且所述第一比较器的输出端连接所述第二比较器的输出端。

进一步地，所述直流风机故障检测装置还包括：故障指示电路；所述故障指示电路的一端与所述比较电路的输出端连接，另一端与所述输出接口连接。

进一步地，所述信号处理电路包括：第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一电阻的一端连接所述输入接口，另一端连接第一电源；所述第二电阻的一端连接所述输入接口，另一端连接所述比较电路；所述第一电容的一端连接所述比较电路，另一端连接第一接地端。

进一步地，所述直流风机故障检测装置还包括：下拉电路。所述下拉电路和所述输入接口连接，用于在所述直流风机故障检测装置的输入接口悬空时，将所述信号处理电路的输入端设置为预设电平。

进一步地，所述下拉电路包括：第三电阻和插针；所述输入接口依次通过插针和所述第三电阻连接第一接地端。

本发明实施例还提供多直流风机故障检测系统，包括多个上述任一项所述的直流风机故障检测装置。每个所述直流风机故障检测装置的输入接口用于连接一个直流风机；多个所述直流风机故障检测装置输出的故障信号进行逻辑与后生成故障结果，所述故障结果通过所述多直流风机故障检测系统的输出接口输出给外部电路的接口。

进一步地，所述多直流风机故障检测系统还包括：上拉电路。所述上拉电路和所述多直流风机故障检测系统的输出接口连接，用于在预设情况下将所述故障结果设置为高电平，并将所述高电平输出给所述外部电路的接口。

进一步地，所述多直流风机故障检测系统还包括：光耦电路。所述多直流风机故障检测系统的输出接口通过所述光耦电路连接所述外部电路接口。

本发明实施例提供的直流风机故障检测装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明实施例中信号处理电路对直流风机的反馈信号进行积分生成积分电压信号，比较电路对积分电压信号与阈值电压进行比较得到故障信号，仅通过信号处理电路和比较电路就可以实现对直流风机的故障检测，因此本发明实施例所需的元器件数量少，成本低。

附图说明

图1为本发明实施例提供的直流风机故障检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的直流风机故障检测装置的电路图；

图3为本发明实施例提供的多直流风机故障检测系统的结构框图；

图4为本发明实施例提供的多直流风机故障检测系统的电路图。

附图标记：

直流风机故障检测装置10；信号处理电路11；比较电路12；第一比较器121；第二比较器122；参考电压生成模块13；下拉电路14；上拉电路20；光耦电路30。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

具体实施例：

如图1所示，本发明实施例提供直流风机故障检测装置10，包括：输入接口IN、信号处理电路11、比较电路12和输出接口OUT。所述信号处理电路11用于通过所述直流风机故障检测装置10的输入接口IN连接直流风机，获取所述直流风机输出的脉冲反馈信号，并将所述脉冲反馈信号进行积分生成积分电压信号，并将所述积分电压信号输出给所述比较电路12。所述比较电路12，用于根据所述积分电压信号以及第一阈值和第二阈值生成所述故障信号，并将所述故障信号通过所述直流风机故障检测装置10的输出接口OUT输出给外部电路的接口。

所述直流风机故障检测装置10的工作过程为：所述直流风机故障检测装置10的输入接口IN连接直流风机的反馈输出接口，获取所述直流风机的脉冲反馈信号，所述脉冲反馈信号通过所述信号处理电路11的积分作用生成积分电压信号，所述积分电压信号进入所述比较电路12分别与所述第一阈值和所述第二阈值进行比较生成所述故障信号，若所述积分电压信号为小于第一阈值大于所述第二阈值，则所述故障信号为高阻态，视为所述直流风机工作正常，若所述积分电压信号大于所述第一阈值或者小于所述第二阈值，则所述故障信号为低电平，视为所述直流风机出现故障，所述比较电路12将所述故障信号输出给外部电路的接口。

本发明实施例中信号处理电路对直流风机的反馈信号进行积分生成积分电压信号，比较电路12对积分电压信号与阈值电压进行比较得到故障信号，仅通过信号处理电路11和比较电路12就可以实现对直流风机的故障检测，因此本发明实施例所需的元器件数量少，成本低。

可选地，如图2所示，所述信号处理电路11可以包括：第一电阻R112、第二电阻R113和第一电容C111。所述第一电阻R112的一端连接所述输入接口IN，另一端连接第一电源；所述第二电阻R113的一端连接所述输入接口IN，另一端连接所述比较电路12；所述第一电容C111的一端连接所述比较电路12，另一端连接第一接地端GND1。所述信号处理电路11对所述脉冲反馈信号既有滤波作用又有积分作用。可选地，所述信号处理电路11还可以包括第四电阻R111，所述输入接口IN通过所述第四电阻R111连接所述第二电阻R113和所述第一电阻R112。所述第四电阻R111起限流作用。

进一步地，如图2所示，所述比较电路12包括：第一比较器121和第二比较器122。所述第一比较器121，用于将所述积分电压信号和所述第一阈值进行比较，得到第一比较结果；所述第二比较器122，用于将所述积分电压信号和所述第二阈值进行比较，得到第二比较结果；其中，所述第一比较结果和所述第二比较结果进行逻辑与后生成所述故障信号。所述故障信号通过所述输出接口OUT输出给外部电路的接口。

可选地，所述第一比较器121的输出端和所述第二比较器122的输出端连接于第一连接点；所述第一比较结果和所述第二比较结果在所述第一连接点进行线与，生成所述故障信号。

可选地，所述直流风机故障检测装置10包括：逻辑与门电路，所述第一比较器121的输出端连接所述逻辑与门电路的第一输入端，所述第二比较器122的输出端连接所述逻辑与门电路的第二输入端，所述逻辑与门电路的输出端连接所述输出接口OUT。所述第一比较结果和所述第二比较结果通过所述逻辑与门电路进行逻辑与后生成所述故障信号。

进一步地，所述第一比较器121和所述第二比较器122均为开集输出比较器或开漏输出比较器，且所述第一比较器的输出端连接所述第二比较器的输出端。多个开集输出或多个开漏输出可以直接连接，对多个开集输出信号或多个开漏输出信号直接进行线与，无需应用额外的逻辑器件实现逻辑运算，能够简化处理过程，减少器件成本。

进一步地，所述第一比较器121，具体用于在所述积分电压信号大于所述第一阈值和第二阈值，输出低电平，在所述积分电压信号小于或等于所述第一阈值和所述第二阈值时，输出为高阻态；所述第二比较电路12，具体用于在所述积分电压信号小于第一阈值和所述第二阈值时，输出低电平，在所述积分电压信号大于或等于所述第一阈值和所述第二阈值时，输出为高阻态。

进一步地，如图2所示，所述直流风机故障检测装置10还包括：故障指示电路15；所述故障指示电路15的一端与所述比较电路12的输出端连接，另一端与所述输出接口OUT连接。所述故障指示电路用于指示所述故障信号，若所述故障信号为低电平，则所述故障指示电路通过发光或者发出报警声来指示直流风机发生故障。

通过设置所述故障指示电路，能够便于工作人员及时定位发生故障的直流风机，采取应对措施。

可选地，所述故障指示电路包括发光二极管LED，发光二极管LED的负极与所述比较电路12的输出端连接，正极与所述输出接口OUT连接；所述发光二极管LED，用于在比较电路输出低电平时，即直流风机发生故障时，导通发光，指示直流风机为故障状态。

可选地，所述故障指示电路还包括稳压电容C151，用于对发光二极管LED的正负极两端的电压进行稳压。

进一步地，如图2所示，所述直流风机故障检测装置10还包括：参考电压生成模块13。所述参考电压生成模块13与所述比较电路12连接，用于生成所述第一阈值和所述第二阈值，并将所述第一阈值和所述第二阈值输出给所述比较电路12。

所述参考电压生成模块13可以包括：第五电阻R131、第六电阻R132和第七电阻R133。第一电源VCC1依次通过第五电阻R131、第六电阻R132和第七电阻R133连接第一接地端GND1；所述参考电压生成模块13通过电阻分压在所述第五电阻R131和第六电阻R132的连接点生成第一阈值VT1，第六电阻R132和第七电阻R133的连接点生成第二阈值VT2。

所述直流风机工作正常时，所述脉冲反馈信号为包括所述直流风机的转速信息的脉冲信号，所述第一阈值与所述第二阈值可以根据所述转速信息的范围进行设置，即所述第一阈值对应所述直流风机正常工作时转速的最大值，所述二阈值对应所述直流风机正常工作时转速的最小值。

进一步地，所述直流风机故障检测装置10还包括：下拉电路14。所述下拉电路14和所述直流风机故障检测装置10的输入接口IN连接，用于在所述直流风机故障检测装置10的输入接口IN悬空时，将所述信号处理电路11的输入端设置为预设电平。

所述下拉电路14可以包括：第三电阻R141和插针CN，所述插针CN包括两个针脚，所述直流风机故障检测装置10的输入接口IN通过插针CN和所述第三电阻R141连接第一接地端GND1。若所述直流风机故障检测装置10的输入接口IN悬空，即不连接直流风机时，则可以将所述插针CN的两个针脚通过短路帽短接，以将所述第三电阻R141与所述直流风机故障检测装置10的输入接口IN接通，将所述信号处理电路11的输入端设置为预设电平。所述预设电平满足通过所述信号处理电路11的积分作用后生成的积分电压信号小于所述第一阈值大于所述第二阈值，所述比较电路12生成的故障信号为高电平。

通过设置所述下拉电路14可以使得在所述直流风机故障检测装置10主动未接直流风机时，输出视为正常的信号，对故障检测不造成影响。

如图3-4所示，本发明实施例还提供多直流风机故障检测系统，包括多个上述任一项所述的直流风机故障检测装置10。每个所述直流风机故障检测装置10的输入接口IN连接一个直流风机；多个所述直流风机故障检测装置10输出的故障信号进行逻辑与后生成故障结果，所述故障结果通过所述多直流风机故障检测系统的输出接口输出给外部电路的接口。

所述多直流风机故障检测系统的工作过程为：每个所述直流风机故障检测装置10的输入接口IN连接一个直流风机的反馈输出接口，获取所述直流风机的脉冲反馈信号，所述脉冲反馈信号通过所述信号处理电路11的积分作用生成积分电压信号，所述积分电压信号进入所述比较电路12分别与所述第一阈值和所述第二阈值进行比较生成所述故障信号，若所述积分电压信号为小于第一阈值大于所述第二阈值，则所述故障信号为高阻态，视为所述直流风机工作正常，若所述积分电压信号大于所述第一阈值或者小于所述第二阈值，则所述故障信号为低电平，视为所述直流风机出现故障。可选地，多个所述直流风机故障检测装置10的输出接口OUT均与所述多直流风机故障检测系统的输出接口连接，多个所述直流风机故障检测装置10分别输出的故障信号在所述多直流风机故障检测系统的输出接口OUT进行线与后生成所述故障结果，若任一所述直流风机故障检测装置10连接的直流风机出现故障，则所述故障结果为低电平，所述低电平通过所述多直流风机故障检测系统的输出接口输出给外部电路的接口；若多个所述直流风机故障检测装置10连接的直流风机均工作正常或者有部分或全部悬空，则所述故障结果为高阻态，可以通过上拉电路20将所述故障结果设置为高电平，所述多直流风机故障检测系统的输出接口将所述高电平输出给外部电路的接口。

本发明实施例提供的多直流风机故障检测系统，通过将多个直流风机故障检测装置10的输出进行线与生成一个故障结果，仅需占用外部电路的一个接口，便可同时监控多个直流风机是否存在故障，相较于数字检测方式，能够节省接口资源，也能够省去数字器件的使用成本，简化电路。

进一步地，如图4所示，所述多直流风机故障检测系统还包括：上拉电路20。所述上拉电路20和所述多直流风机故障检测系统的输出接口连接，用于在预设情况下将所述故障结果设置为高电平，并将所述高电平输出给所述外部电路的接口。

所述上拉电路20包括第八电阻R4。所述第八电阻R4的一端连接所述多直流风机故障检测系统的输出接口，另一端连接第一电源VCC1。所述上拉电路20在所述多直流风机故障检测系统的输出接口生成的故障信号为高阻态时，将所述故障信号设置为高电平。

进一步地，如图4所示，所述多直流风机故障检测系统还包括：光耦电路30。所述多直流风机故障检测系统的输出接口通过所述光耦电路30连接所述外部电路接口。

如图4所示，所述多直流风机故障检测系统可以包括：两个所述直流风机故障检测装置10、第九电阻R1、第八电阻R4、第二电容C1、光耦电路30、第十电阻R2、第十一电阻R3以及第三电容C2。两个所述直流风机故障检测装置10的输出端连接于所述多直流风机故障检测系统的输出接口，所述第九电阻R1的一端连接所述多直流风机故障检测系统的输出接口，另一端通过所述第八电阻R4连接第一电源VCC1，通过第二电容C1连接第一接地端GND1，所述光耦电路30的第一输入端连接第一电源VCC1，第二输入端连接所述第八电阻R4，第三输入端连接第二接地端GND2，输出端通过所述第十电阻R2连接第二电源端VCC2，通过第十一电阻R3连接外部电路接口，所述第三电容C2的一端连接第二接地端GND2，另一端连接外部电路接口。

具体工作过程为：两个所述直流风机故障检测装置10分别输出的故障信号在所述多直流风机故障检测系统的输出接口进行线与生成所述故障结果，若任一所述直流风机故障检测装置10连接的直流风机出现故障，则所述故障结果为低电平，所述故障结果的低电平通过第九电阻R1输入到所述光耦电路30，所述光耦电路30的发光二极管导通，所述光耦电路30的输出端输出低电平，所述光耦电路30输出的低电平输出给外部电路的接口；若两个所述直流风机故障检测装置10连接的直流风机均工作正常或者有部分或全部悬空，则所述故障结果为高阻态，所述第八电阻R4将所述故障结果电压设置为高电平，所述光耦电路30的发光二极管不导通，所述第十电阻R2将所述光耦电路30的输出端上拉为高电平输出给外部电路的接口。所述第二电容C1和所述第三电容C2均具有稳压与滤波的作用。

通过设置所述下拉电路14可以使得在所述直流风机故障检测装置10主动未接直流风机时，输出视为正常的信号，对故障检测不造成影响。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.直流风机故障检测装置，其特征在于，包括：输入接口、信号处理电路、比较电路和输出接口；

所述信号处理电路，用于通过所述输入接口连接直流风机，获取所述直流风机输出的脉冲反馈信号，并将所述脉冲反馈信号进行积分生成积分电压信号，并将所述积分电压信号输出给所述比较电路；

所述比较电路，用于根据所述积分电压信号以及第一阈值和第二阈值生成所述故障信号，并将所述故障信号通过所述输出接口输出给外部电路的接口。

2.根据权利要求1所述的直流风机故障检测装置，其特征在于，所述比较电路包括：第一比较器和第二比较器；

所述第一比较器，用于将所述积分电压信号和所述第一阈值进行比较，得到第一比较结果；

所述第二比较器，用于将所述积分电压信号和所述第二阈值进行比较，得到第二比较结果；

其中，所述第一比较结果和所述第二比较结果进行逻辑与后生成所述故障信号。

3.根据权利要求2所述的直流风机故障检测装置，其特征在于，所述第一比较器和所述第二比较器均为开集输出比较器或开漏输出比较器，且所述第一比较器的输出端连接所述第二比较器的输出端。

4.根据权利要求3所述的直流风机故障检测装置，其特征在于，所述直流风机故障检测装置还包括：故障指示电路；

所述故障指示电路的一端与所述比较电路的输出端连接，另一端与所述输出接口连接。

5.根据权利要求1所述的直流风机故障检测装置，其特征在于，所述信号处理电路包括：第一电阻、第二电阻和第一电容。

所述第一电阻的一端连接所述输入接口，另一端连接第一电源；所述第二电阻的一端连接所述输入接口，另一端连接所述比较电路；所述第一电容的一端连接所述比较电路，另一端连接第一接地端。

6.根据权利要求1-5任一项所述的多直流风机故障检测装置，其特征在于，所述直流风机故障检测装置还包括：下拉电路；

所述下拉电路与所述输入接口和所述信号处理电路的输入端连接，用于在所述输入接口悬空时，将所述信号处理电路的输入端设置为预设电平。

7.根据权利要求6所述的直流风机故障检测装置，其特征在于，所述下拉电路包括：第三电阻和插针；

所述输入接口依次通过插针和所述第三电阻连接第一接地端。

8.多直流风机故障检测系统，其特征在于，包括多个权利要求1-7任一项所述的直流风机故障检测装置；

每个所述直流风机故障检测装置的输入接口用于连接一个直流风机；

多个所述直流风机故障检测装置输出的故障信号进行逻辑与后生成故障结果，所述故障结果输出给外部电路的接口。

9.根据权利要求8所述的多直流风机故障检测系统，其特征在于，还包括：上拉电路；

所述上拉电路和所述多直流风机故障检测系统的输出接口连接，用于在预设情况下将所述故障结果设置为高电平，并将所述高电平输出给所述外部电路的接口。

10.根据权利要求8或9所述的多直流风机故障检测系统，其特征在于，所述直流风机故障检测系统还包括：光耦电路；

所述多直流风机故障检测系统的输出接口通过所述光耦电路连接所述外部电路。