CN112611988A - 一种可变真空电容剩余寿命的检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可变真空电容剩余寿命的检测方法和装置。装置包括可变真空电容器、电机、连接器、驱动器、上位机、报警器，驱动器第一输出端通过数据传输线连接上位机输出寿命值，驱动器的第二输出端与电机电连接，传输脉冲信号，电机输出轴与可变真空电容器转动螺杆通过连接器相连，带动可变真空电容转动；本发明的方法为，驱动器步距角为固定值，预先设置细分数，产生数个脉冲控制电机转动并通过连接器带动电容转动，将脉冲数转换成电机转动消耗的寿命，并通过数据传输线传递给上位机进行记录和显示；当可变真空电容器转动螺杆或波纹管其中之一的记录次数达到设定值时，启用报警器发出警报。从而避免真空电容器因寿命不足造成其他元器件损坏。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路领域，具体涉及一种可变真空电容剩余寿命的检测方法和装置。
背景技术
可变真空电容是一种通过改变电极间的相对面积从而改变电容值的一种电容器，和很多元器件一样，其使用寿命是有限的，如图1所示，现有的可变陶瓷真空电容器的结构，主要包括：安装基座102、定子电极106、动子电极105、转动螺杆101、波纹管103、定位螺母104、陶瓷绝缘外壳107等，定位螺母104通过螺纹套设于转动螺杆101的下端上，并与波纹管103固定连接；波纹管103的下端和动子电极105固定连接，动子电极105的下端和定子电极106的上端部分耦合形成电极带。工作时，转动螺杆101转动，带动定位螺母104沿转动螺杆101上下运动，定位螺母104带动波纹管103及与其固定连接的动子电极105上下运动，上下调节动子电极105和定子电极106耦合的长度，并调节两个电极片之间的相对面积大小，从而实现电容器的容值改变。在转动移动的过程中，其寿命会受到影响。通常情况下，影响真空电容寿命的是内部的转动螺杆101和波纹管103，其中转动螺杆101转动约千万次，波纹管103转动约百万次，两者任一达到极限值，使用寿命即终止。在电容小范围转动时，主要转动螺杆101影响其寿命，在电容大范围转动时，波纹管103影响其寿命，在设备使用时，若达到了电容器使用寿命，轻则导致电容器损坏，严重则会影响设备的正常工作。
而现在并没有测量可变真空电容器剩余寿命的方法，若真空电容长时间的运行，通常使用寿命不到2年，若经常处于极限情况下运行，则使用寿命还会减少，因此需要一种可变真空电容剩余寿命的检测方法和装置，保证可变真空电容的正常使用。
在专利CN201621190183.9中，将真空电容器与电机连接，电机转动后带动电容转动，并在电机输出轴安装旋转圈数的计量传感器，通过传感器测量转动的圈数从而调节电容器容值的大小，而此专利仅仅是用于测量电容器的容值大小，不能用于测量电容器的剩余寿命，因此亟待一种能够测量电容器剩余寿命的检测方法和装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够计算可变真空电容器剩余寿命的方法和装置，具有方便，快捷，测量器件少等优点。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种可变真空电容剩余寿命的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一，驱动器预先设置细分数，产生脉冲控制电机转动，电机转动时通过连接器带动可变真空电容的转动螺杆转动，调节电容量；
步骤二，驱动器将脉冲数转换成可变真空电容转动消耗的寿命，具体方法为：
S1，从驱动器存储单元读取转动螺杆的消耗寿命，记为M，读取波纹管的消耗寿命，记为N，从未使用过的驱动器在第一次开机时M和N的值设为初始值；
S2，当电机被驱动器驱动开始转动，不论转动幅度的大小，M累加1；同时，此次根据驱动器设置的细分数和产生的脉冲数，以及连接器的连接方式，计算可变真空电容转动螺杆转动的圈数，并将圈数与阈值对比，阈值设为可变真空电容电容圈数的一半，如果圈数没超过阈值，N保持原值，如果超过阈值，N累加1；
S3，驱动器将M和N的值存入存储单元，也将M和N的值通过数据传输线传递给上位机，上位机进行记录和显示；
步骤三，驱动器对M与螺杆的寿命极限值进行比较，N与波纹管的寿命极限值进行比较，当其中之一达到其极限值时，则驱动器控制开关电路导通启动报警器，报警器发出警报。
一种可变真空电容剩余寿命的检测装置，包括可变真空电容器，电机，连接器，驱动器，所述驱动器的第一输出端与电机电连接，传输脉冲信号驱动电机转动，电机输出轴与可变真空电容器的转动螺杆通过连接器相连，通过连接器，电机带动可变真空电容转动，另外还包括上位机，所述驱动器第二输出端通过数据传输线连接上位机，驱动器使用上述的一种可变真空电容剩余寿命的检测方法将脉冲数转换成可变真空电容转动消耗的寿命值，将寿命值通过第二输出端的数据传输线传给上位机。
根据本发明的装置，还包括一个报警器，驱动器的第三输出端和报警器输入端通过一个三极管开关电路连接。
根据本发明的装置，所述报警器是蜂鸣器。
根据本发明的装置，所述连接器是将电机输出轴和可变真空电容器转动螺杆直接相连的同轴固接的联轴器。
根据本发明的装置，所述连接器是电机输出轴和可变真空电容器转动螺杆上安装的齿轮，两个齿轮啮合。
根据本发明的装置，所述连接器是可变真空电容器转动螺杆上安装的齿轮和电机输出轴上安装的齿轮以及分别与两个齿轮啮合的皮带。
根据本发明的装置，所述上位机和驱动器之间连接的数据传输线，为符合RS232或RS485传输标准的串口线，或为USB线。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、与背景技术公开专利相比，不需外接旋转圈数的计量传感器，驱动器中内置计算方法，节省器件；
2、在电容转动调节容值的过程中自动计算真空可变电容寿命，自动提示报警，提高设备运行的可靠性。
附图说明
图1为现有可变陶瓷真空电容器的结构示意图；
图2为本装置结构框图；
图3为本装置采用皮带和齿轮啮合的连接器结构图；
图4为本装置采用齿轮和齿轮啮合的连接器结构图。
图中标记：
101-转动螺杆；102-安装基座；103-波纹管；104-定位螺母；105-动子电极；106-定子电极；107-陶瓷绝缘外壳；
1-可变真空电容器；2-电机；3-连接器；4-驱动器；5-上位机；6-报警器；
301-电容转动螺杆；302-电机输出轴端齿轮；303-皮带；304-电容转动螺杆端齿轮；
401-电容转动螺杆；402-电容转动螺杆端齿轮；403-电机输出轴端齿轮；404-电机输出轴。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种使用本发明的装置而实现的检测方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，驱动器步距角为默认值，通常为1.8°，预先对驱动器设置细分数，在一次测试使用中，驱动器通过现有技术的软件算法产生数个脉冲控制电机转动，电机转动时通过连接器带动电容的转动螺杆转动，调节电容量；所述细分数是指电机运行时的真正步距角是步距角的几分之一，是把电机的步距角进行细分，比如电机的步距角为1.8°，在没有细分数时，也就是细分数是1时，每接收一个脉冲，电机转动1.8°，如果细分数为2时，每接收一个脉冲，电机转动1.8°/2＝0.9°，这样能更精确地控制电机；
步骤二，驱动器将脉冲信号传给电机的同时，将此次产生的脉冲数转换成可变真空电容转动消耗的寿命，具体方法为：
S1，从驱动器存储单元读取螺杆的消耗寿命，记为M，读取波纹管的消耗寿命，记为N，从未使用过的驱动器在第一次开机时M和N的值设为初始值，初始值可以设为0；
S2，当电机被驱动器驱动开始转动，不论转动幅度的大小，M累加1；同时，此次根据驱动器设置的细分数和产生的脉冲数，以及连接器的连接方式，计算可变真空电容转动螺杆转动的圈数，并将圈数与阈值对比，阈值设为电容圈数的一半(电容圈数是可变真空电容器的参数，指当电容值由小到大或由大到小调节时，可以旋转的最多圈数)，如果圈数没超过阈值，N保持原值，如果超过阈值，N累加1；
S3，驱动器将M和N的值存入存储单元，也将M和N的值通过数据传输线传递给上位机，上位机进行记录和显示；
步骤三，驱动器对M与螺杆的寿命极限值进行比较，N与波纹管的寿命极限值进行比较，当其中之一达到其极限值时，则驱动器控制开关电路导通启动报警器，报警器发出警报。
实施例2
一种可变真空电容剩余寿命的检测装置，如图2所示，包括一个可变真空电容器1，一个电机2，一个连接器3，一个驱动器4，一个上位机5，一个蜂鸣器6，所述驱动器的第一输出端与电机电连接，传输脉冲信号驱动电机转动，电机输出轴与可变真空电容器的转动螺杆通过连接器相连，通过连接器，电机带动可变真空电容转动，所述驱动器第二输出端通过数据传输线连接上位机，在传输脉冲信号给电机的同时，驱动器通过实施例1所述的方法将脉冲数转换成可变真空电容转动消耗的寿命值，将寿命值通过第二输出端的数据传输线传给上位机。数据传输线可以用符合RS232或RS485串口标准规范的串口线，或USB线。
本发明装置所述连接器，将电机与可变真空电容器连接时，可以通过角速度相同的连接方式，将电机输出轴和可变真空电容器出轴直接相连的同轴固接；也可通过线速度相同的连接方式，如图4所示，即电机输出轴和可变真空电容器转动螺杆安装齿轮，两个齿轮啮合，或如图3所示，电机输出轴和可变真空电容器转动螺杆安装齿轮，两齿轮分别与同一条皮带啮合；齿轮数可按某种比例进行调节。
本实施例中蜂鸣器也可用其它声音、光、气压等形式的警报器代替实现报警效果。
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 (8)
1.一种可变真空电容剩余寿命的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一，驱动器预先设置细分数，产生脉冲控制电机转动，电机转动时通过连接器带动可变真空电容的转动螺杆转动，调节电容量；
步骤二，驱动器将脉冲数转换成可变真空电容转动消耗的寿命，具体方法为：
S1，从驱动器存储单元读取转动螺杆的消耗寿命，记为M，读取波纹管的消耗寿命，记为N，从未使用过的驱动器在第一次开机时M和N的值设为初始值；
S2，当电机被驱动器驱动开始转动，不论转动幅度的大小，M累加1；同时，此次根据驱动器设置的细分数和产生的脉冲数，以及连接器的连接方式，计算可变真空电容转动螺杆转动的圈数，并将圈数与阈值对比，阈值设为可变真空电容电容圈数的一半，如果圈数没超过阈值，N保持原值，如果超过阈值，N累加1；
S3，驱动器将M和N的值存入存储单元，也将M和N的值通过数据传输线传递给上位机，上位机进行记录和显示；
步骤三，驱动器对M与螺杆的寿命极限值进行比较，N与波纹管的寿命极限值进行比较，当其中之一达到其极限值时，则驱动器控制开关电路导通启动报警器，报警器发出警报。
2.一种可变真空电容剩余寿命的检测装置，包括可变真空电容器，电机，连接器，驱动器，所述驱动器的第一输出端与电机电连接，传输脉冲信号驱动电机转动，电机输出轴与可变真空电容器的转动螺杆通过连接器相连，通过连接器，电机带动可变真空电容转动，其特征在于，还包括上位机，所述驱动器第二输出端通过数据传输线连接上位机，驱动器使用权利要求1所述的一种可变真空电容剩余寿命的检测方法将脉冲数转换成可变真空电容转动消耗的寿命值，将寿命值通过第二输出端的数据传输线传给上位机。
3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，还包括报警器，驱动器的第三输出端和报警器输入端通过一个三极管开关电路连接。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述报警器是蜂鸣器。
5.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述连接器是将电机输出轴和可变真空电容器转动螺杆直接相连的同轴固接的联轴器。
6.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述连接器是电机输出轴和可变真空电容器转动螺杆上安装的齿轮，两个齿轮啮合。
7.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述连接器是可变真空电容器转动螺杆上安装的齿轮和电机输出轴上安装的齿轮以及分别与两个齿轮啮合的皮带。
8.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述上位机和驱动器之间连接的数据传输线，为符合RS232或RS485传输标准的串口线，或为USB线。
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