CN1118784C - 带并联测试电路的电流回路及装有测试电路的可移动盒子 - Google Patents
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Abstract
4-20毫安或0-20毫安的电流回路，将其中分别通过传感器电流(Ic)和采集电流(Ia)的一个模拟传器(1)和一个采集系统(31)相接，将一个测试电路和电流回路并联，并来向电流回路中注入一迭加电流(Is)或迭加在传感器电流(Ic)上，或迭加在采集电流(Ia)上。一个可变电压(V4)发生器(7)注入迭加电流(Is)，迭加在采集电流(Ia)上，这能够控制采集系统(3)的电流的下限。可变电流调节器注入迭加电流(Is)迭加在传感器电流(Ic)上，这能够控制采集系统的电流的上限。
Description
本发明涉及的一个4-20毫安或0-20毫安的电流回路，这个电路将一个模拟传感器和一个采集系统相连，传感器电流和采集电流分别流过这两部分。
这样的电流回路有广泛的应用。例如采用“2μIs”技术的4-20毫安(mA)的电流回路能使传感器在4mA的传感器电流所能提供的能量状态下运行。这样的电流回路的优越性是众所周知的：一方面，用和信号同样的一些电线传输电能供给传感器，这和别的电缆中更多电线的信号类型相比就使造价降低；另一方面，信号遭到的电磁辐射的干扰极小，这就能使远距离传输或在有强辐射的场所中传输。
众所周知，用构想的模拟传感器运行的测试仪器来控制采集系统的运行，这种模拟是用测试仪器取代模拟传感器接入电路来实现的。但将传感器断开并非没有问题的：例如，重新连接的有产生极性接反的错误的危险，或甚至忘记重新接入，或连接的紧度不够，在这些情况下，采集系统就不工作。
还有一种熟知的方法，用去掉电流回路来控制模拟传感器的运行，特别是在将传感器从其安装位置卸下时这样做，这样折卸同样不是没有问题的：采集系统通常将回路的开路视作不正常，而发出警报，这就需要进行干预，使采集系统的控制单元不将这种情况当作不正常来处理。
本发明的目的在于解决在4-20mA或0-20mA电流回路中由于断开-重接而出现的采集系统或传感器的运行的控制的问题。
本发明的基本思想是不断开电流回路而实现控制。
为此，本发明提供一种电流回路，特别是4-20毫安或0-20毫安的电流回路，将一个模拟传感器和一个采集系统连接起来，述及的传感器和述及的采集系统中分别有传感器电流和采集电流流过，述及的电流回路的特征在于它具有一个测试采集系统的运行的测试电路，和述及的电流回路并联，能用来向电流回路中注入电流，该注入电流迭加在传感器电流上或迭加在采集电流上，将注入电流逐渐增加，以验证采集系统的电流上限或电流下限。
用测试电路将迭加电流注入电流回路，迭加在流经传感器的电流之上，以便模拟传感器相对于采集系统的运行，或迭加在采集系统之上，以模拟采集系统相对于模拟传感器的运行。
于是，并联于电流回路的测试电路就在不断开将模拟传感器和采集系统相连接的电路的情况下注入迭加电流，这就拯治了前面所说的弊病，一方面避免在重新连接时将传感器的极性接反，另一方面在测试模拟传感器时，采集电路一点也不会检测到回路断开的不正常。
根据本发明的第一个优点，述及的测试电路中有一电压可变的发生器，和采集系统并联，用以注入迭加电流，附加在采集电流上面，可以用来控制采集系统电流的下限。
在一个理想的实施方式中，测试电路中有一安培表，和可变的直流电压发生器串联，用来测定迭加电流的强度。
在另一种理想的实施方式中，测试电路中有一和可变的电压发生器串联的二极管，用来在可变电压为零时保护电流回路。
在另一个理想的实施方式中，测试电路中有一二极管，和采集系统串接，以使将多个传感器接于同一采集系统的多个电流回路的运行保持独立。
根据本发明的第二个优点，测试电路中有一可变电流调节器，和模拟传感器并联，用来注入一迭加电流，附加在传感器电流上，这能用来控制采集系统电流的上限。
根据本发明的第三个优点，测试电路中有一可变电流调节器，和模拟传感器并联，用来注入迭加电流，附加在传感器电流的上面，由于迭加电流被传感器电流控制，这就能保持在电流回路中的采集电流。
在一个理想的实施方式中，测试电路中有一安培表，和可变电流调节器串接，用来测定模拟电流的强度。
阅读由各图所示出的实施例的描述，将看到本发明的其它的特征和优点。
图1用电路图的形式示出电流回路，其中带有一个模拟传感器和一个采集系统，以及和回路并联的用来测试采集系统电流的下限的测试电路。
图2是用电路图的形式示出一个电流回路，带有一个模拟传感器、一个采集系统以及一个和回路并联的用来测试采集系统电流的上限的测试电路。
图3是用电路形式示出一个电流回路，带有一个模拟传感器和一个采集系统以及一个和电路并联的用来不管传感器电流如何都保持采集电流不变的测试电路。
在图1中，4-20mA电流回路中有一模拟传感器1和一采集系统3。述及的模拟传感器例如是一个压力强传感器，安装在一个高压电气设备，例如一个断路器，的壳体外部。然而非常清楚，本发明并不限于这样的一个压力传感器、亦可应用于其它运行于0-20mA或4-20mA的电流回路中的模拟传感器，可以举出的这样的传感器如温度传感器、流量传感器，PH值传感器、或者还有粘度传感器。
传感器电流Ic流过压力传感器1该电流由充满熄弧绝缘气体的断路器箱内的压力确定。
在采集系统3中有一直流电压源5，其电压例如为24伏(V)。这个电压源使在一个串接的电阻R1(例如电阻值为100欧姆(Ω))中流过的采集电流Ia。临时将一个安培表A1和一个与采集系统3串接的二极管D1并联，用来测定采集电流强度Ia。
根据本发明，测试电路是并联于电流回路的，用以在述及的回路中注入一迭加电流，迭加在传感器电流或采集电流之上。
根据本发明的第一个实施方式，见图1，述及的测试电路中有一直流电压发生器7，其电压值V4可在0到24V之间变化，它和采集系统3并联。发生器7使在串接的电阻R4(例如等于100Ω)中流过一个迭加电流Is。
迭加电流Is通过电压发生器7，相对于采集电流Ia的方向，注入压力传感器1的上游，迭加在采集电流Ia上相对于采集电流Ia的方向，二者之和Ia+Is等于传感器电流Ic。将一个电流计A2和述及的电压为V4的可变直流电压发生器7串接，用来测定迭加电流Is的强度。
由此，逐步增加可变电压V4，以增加迭加电流Is，并减小采集电流，由于在测试期间，箱内的压力为一常数，由此得出传感器电流Ic不变。将采集电流降低到一个下限，用来在不断开电流回路的情况下验证采集系统是否良好运行。
在图1中的测试电路中最好有一二极管D2，和可变电压发生器7V4串联，用来在可变电压V4太小时阻止采集电流Ia的一部分在测试电路中反向。
同样将一二极管D3和采集系统3的直流电压V1源5串接，用来防止这个电压V1的增加，电流不可能为负。由此，使用同一个直流电压源就能供给多个电流回路中的多个电压传感器，且在测试一个电流回路中的采集电流的下限时而不干扰对别的电流回路中的压力传感器的供电。
根据本发明的第二个特别的实施方式(见图2)，测试电路中有一可变直流调节器9，和模拟传感器1并联。
迭加电流Is通过可变直流电流调节器9，注入压力传感器1的下游，“下游”是相对于采集电流Ia的方向而言的，以将之迭加在传感器电流Ic上，和Ic+Is等于采集电流Ia。一个安培表A2和可变直流调节器9串联，用来测定迭加电流Is。
由此，逐渐增加迭加电流Is，以增加采集电流Ia，因为在整个测试阶段，箱内的压力不变，传感器电流Ic为常数。这样增加采集电流Ia，直到一个上限，以在不断开电流回路的情况下验证采集系统3在正常运行。
必须指出，在控制采集系统的电流的上限和下限的时候，可以从接在测试电路中的安培表A1和A2来测定采集电流和迭加电流的强度Ia和Is出发而得到传感器电流Ic。由此可以得出，借助于和电流回路并联的测试电路，在整个测试采集系统的上限和下限值期间，箱子里所装的绝缘气体的压力都是可以监视的。绝缘气体向箱子外面的泄露表现为传感器电流Ic的下降，并由此而表现为安培表A2方便地测定迭加电流Is的下降。
根据本发明的第三种实施方式(见图3)，测试电路中有一可变直流调节器11，和压力传感器1并联，用来注入一个迭加电流Is，迭加在传感器电流Ic上，述及的迭加电流Is被采集电流Ia控制。
在测试开始时的由采集系统所采集的采集电流的强度Ia是由伺服装置18用作可变直流调节器11的参考基准。述及的伺服装置18和安培表A1相连，安培表A1和采集系统3的串联二极管D1并联。
在整个测试期间，传感器电流Ic的变化表示为采集电流Ia的变化，而采集电流是由调节器11注入的迭加电流Is所补偿，以保持采集电流Ia不变。如传感器电流Ic下降，则迭加电流Is增大以保持Ia为常量。
由此，渐渐地取消传感器电流Ic而代之以迭加电流Is，而不断开述及的电流回路。当Ic为零时，可以将压力传感器1和电流回路断开，来对传感器1进行控制，同时避免采集系统探测到回路断开的异常，而采集系统不发生任何报警。
根据本发明的第四种实施方式，述及的测试电路是装在一个可便携移动的。盒子里，这个盒子带有连接端子，用来和固定在电流回路上的测试点连接。
述及的连接端13中的一个接于和采集系统串联的二极管D1的下游，和测定采集电流强度Ia的电流表A1处在同一条支路中。而另一个连接端15接在压力传感器1的下游。最好，安培表A1也一块装在测试盒内，在这种情况下，测试盒内有第三个连接端17，接在二极管D1的上游，和述及的安培表在同一条支路中。
Claims (10)
1.一种电流回路，特别是4-20毫安或0-20毫安的电流回路，将一个模拟传感器(1)和一个采集系统(3)连接起来，述及的传感器(1)和述及的采集系统(3)中分别有传感器电流(Ic)和采集电流(Ia)流过，述及的电流回路的特征在于它具有一个测试采集系统的运行的测试电路，和述及的电流回路并联，能用来向电流回路中注入电流(Is)，该注入电流迭加在传感器电流(Ic)上或迭加在采集电流(Ia)上，将注入电流(Is)逐渐增加，以验证采集系统的电流上限或电流下限。
2.根据权利要求1的电流回路，其中测试电路有一个可变电压(V4)发生器(7)，和采集系统(3)并联，且能注入迭加电流(Is)，增加迭加电流直到采集系统的电流下限，对应于传感器电流(Ic)的采集电流(Ia)和迭加电流(Is)之和保持不变，以便来验证采集系统的运行。
3.根据权利要求2的电流回路，其中的测试电路中有一二极管(D2)，和可变电压发生器(7)串联。
4.根据权利要求2的电流回路，其中的测试电路中有一个二极管(D3)，和述及的采集系统串联。
5.根据权利要求2的电流回路，其中的测试电路中有一安培表(A2)，和可变电压发生器(7)串联。
6.根据权利要求1的电流回路，其中的测试电路中有一可变电流调节器(9)，和模拟传感器(1)并联，增加迭加电流直到采集系统的电流上限来验证采集系统的运行，测试电路注入迭加电流Is，并保持传感器电流(Ic)和迭加电流之和不变，前面述及的两个电流之和对应于采集电流。
7.根据权利要求6的电流回路，其中的测试电路中有一个安培表(A2)，和可变电流调节器(9)串联的。
8.根据权利要求6的电流回路，其中的电流调节器(9)由采集电流(Ia)控制。
9.根据权利要求1至8中任一项的电流回路，其中的模拟传感器是一个在电气设备箱体上的压力传感器。
10.一种可移动的盒子，其中装有用来测试根据权利要求1至9中任一项的电流回路的一个测试电路，述及的盒子上具有接线的连接端(13，15，17)，用来和固定在述及的电流回路上的测试点相接。
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