CN115575283B - 一种sf6气体密度表的控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SF6气体密度表的控制电路，涉及SF6气体密度表领域，该SF6气体密度表的控制电路包括：供电模块，用于为固定信号输出模块、温度信号输出模块供电；电压检测模块，用于检测供电模块的输出电压；固定信号输出模块，用于输出固定的电压；温度信号输出模块，用于输出随温度变化而变化的电压；与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设置有电压检测模块，避免供电电压异常造成指针位置变化有误，其中电压指示电路指示当前电压值，使用者直观观察到是否电压异常，电压异常发光电路在电压异常时发光警示，电压指示电路和电压异常发光电路可以互相检测对方是否损坏，避免不清楚电路故障造成SF6断路器使用故障。
Description
技术领域
本发明涉及SF6气体密度表领域，具体是一种SF6气体密度表的控制电路。
背景技术
SF6气体密度表是用于监测SF6断路器中的SF6气体密度；避免采用普通压力表来监视SF6气体的泄漏，那就会分不清是由于真正存在泄漏还是由于环境温度变化而造成SF6气体的压力变化。
由于环境温度的影响，因此SF6气体密度表需要跟随环境温度变化来调节指针的位置，避免温度变化造成指针指示错误。往往通过SF6气体密度表中双金属带与齿轮机构和指针机构铰链连接，电机转动带动双金属带移动进而来改变指针位置。
现有技术中，在SF6气体密度表供压异常时，使用者无法获得该信息，使得检测的温度信息存疑，SF6气体密度表指针位置错误，对监测SF6断路器造成误导，需要改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种SF6气体密度表的控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种SF6气体密度表的控制电路，包括：
供电模块，用于为固定信号输出模块、温度信号输出模块供电；
电压检测模块，用于检测供电模块的输出电压；
温度信号输出模块，用于为电机工作模块输出随温度变化而变化的电压；
固定信号输出模块，用于为电机工作模块输出固定的电压；
电机工作模块，用于根据固定信号输出模块、温度信号输出模块输出的电压信号，来驱动电机转动，随温度变化改变SF6气体密度表指针位置；
供电模块的输出端连接固定信号输出模块的输入端、温度信号输出模块的输入端、电压检测模块的输入端，温度信号输出模块的输出端连接电机工作模块的第一输入端，固定信号输出模块的输出端连接电机工作模块的第二输入端。
作为本发明再进一步的方案：供电模块包括供电电压、第一二极管、第一电阻、第一稳压器，供电电压连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第一稳压器的输入端，第一稳压器的接地端接地，第一稳压器的输出端连接电压检测模块的输入端、固定信号输出模块的输入端、温度信号输出模块的输入端。
作为本发明再进一步的方案：电压检测模块包括：
电压指示电路，用于通过电压表指示供电模块的输出电压大小；
电压异常发光电路，用于在供电模块的输出电压异常时，发光管发光提示；
电压指示电路的输入端连接供电模块的输出端、电压异常发光电路的第一输入端，电压指示电路的输出端连接电压异常发光电路的第二输入端。
作为本发明再进一步的方案：电压指示电路包括第二电阻、第三电阻、第二电容、电压表，第二电阻的一端连接供电模块的输出端，第二电阻的另一端连接第三电阻的一端、电压表的一端、电压异常发光电路的第二输入端、第二电容的一端，第三电阻的另一端接地，电压表的另一端接地，第二电容的另一端接地。
作为本发明再进一步的方案：电压异常发光电路包括第十一电阻、第十二电阻、第二二极管、第三二极管、第四比较器、第五比较器、或非门、反相器、第四二极管，第十一电阻的一端连接第十二电阻的一端、供电模块的输出端，第十一电阻的另一端连接第二二极管的负极、第四比较器的反相端，第二二极管的正极接地，第十二电阻的另一端连接第三二极管的负极、第五比较器的同相端，第三二极管的的正极接地，第五比较器的反相端连接第四比较器的同相端、电压指示电路的输出端，第四比较器的输出端连接或非门的输入端一端，第五比较器的输出端连接或非门的输入端另一端，或非门的输出端连接反相器的输入端，反相器的输出端连接第四二极管的正极，第四二极管的负极接地。
作为本发明再进一步的方案：温度信号输出模块包括第一电位器、第四电阻、温敏电阻，第一电位器的一端连接供电模块的输出端，第一电位器的另一端连接第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接温敏电阻的一端、电机工作模块的第一输入端，温敏电阻的另一端接地。
作为本发明再进一步的方案：固定信号输出模块包括第二稳压器、第九电阻、第二电位器、第一电容，第二稳压器的输入端连接供电模块的输出端，第二稳压器的接地端连接第九电阻的一端、第二电位器的一端，第九电阻的另一端连接第二稳压器的输出端、第一电容的一端、电机工作模块的第二输入端，第二电位器的另一端接地，第一电容的另一端接地。
作为本发明再进一步的方案：电机工作模块包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第十电阻，第三放大器、电机，第七电阻的一端连接固定信号输出模块的输出端，第六电阻的一端连接温度信号输出模块的输出端，第七电阻的另一端连接第三放大器的同相端、第十电阻的一端，第十电阻的另一端接地，第六电阻的另一端连接第三放大器的反相端、第八电阻的一端，第八电阻的另一端连接第三放大器的输出端、电机的一端，电机的另一端接地。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在环境温度变化时，温度信号输出模块输出电压变化，使得电机工作模块的电机工作电压改变，转速改变，通过带动双金属带铰链位移，进而使得齿轮机构和指针机构位移，根据环境温度变化变换指针位置；设置有电压检测模块，避免供电电压异常造成指针位置变化有误，其中电压指示电路指示当前电压值，使用者直观观察到是否电压异常，电压异常发光电路在电压异常时发光警示，电压指示电路和电压异常发光电路可以互相检测对方是否损坏，避免不清楚电路故障造成SF6断路器使用故障。
附图说明
图1为一种SF6气体密度表的控制电路的原理图。
图2为一种SF6气体密度表的控制电路的电路图。
图3为电压异常发光电路的电路图。
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1，一种SF6气体密度表的控制电路，包括：
供电模块1，用于为固定信号输出模块4、温度信号输出模块3供电；
电压检测模块2，用于检测供电模块1的输出电压；
温度信号输出模块3，用于为电机工作模块5输出随温度变化而变化的电压；
固定信号输出模块4，用于为电机工作模块5输出固定的电压；
电机工作模块5，用于根据固定信号输出模块4、温度信号输出模块3输出的电压信号，来驱动电机M转动，随温度变化改变SF6气体密度表指针位置；
供电模块1的输出端连接固定信号输出模块4的输入端、温度信号输出模块3的输入端、电压检测模块2的输入端，温度信号输出模块3的输出端连接电机工作模块5的第一输入端，固定信号输出模块4的输出端连接电机工作模块5的第二输入端。
在具体实施例中：根据环境温度变化控制电机工作模块5电机M的转速，电机M转动带动双金属带移动进而来改变SF6气体密度表指针位置，对环境温度变化造成的误差进行修正。
在本实施例中：请参阅图2，供电模块1包括供电电压VCC、第一二极管D1、第一电阻R1、第一稳压器U1，供电电压VCC连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接第一稳压器U1的输入端，第一稳压器U1的接地端接地，第一稳压器U1的输出端连接电压检测模块2的输入端、固定信号输出模块4的输入端、温度信号输出模块3的输入端。
供电电压VCC经过第一二极管D1、第一电阻R1为第一稳压器U1供电，第一稳压器U1输出稳定电压为后续电路供电。
在另一个实施例中：可以略去第一二极管D1，第一二极管D1为发光二极管，指示本发明工作状态。
在本实施例中：请参阅图2和图3，电压检测模块2包括：
电压指示电路21，用于通过电压表V指示供电模块1的输出电压大小；
电压异常发光电路22，用于在供电模块1的输出电压异常时，发光管发光提示；
电压指示电路21的输入端连接供电模块1的输出端、电压异常发光电路22的第一输入端，电压指示电路21的输出端连接电压异常发光电路22的第二输入端。
在本实施例中：请参阅图2，电压指示电路21包括第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2、电压表V，第二电阻R2的一端连接供电模块1的输出端，第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端、电压表V的一端、电压异常发光电路22的第二输入端、第二电容C2的一端，第三电阻R3的另一端接地，电压表V的另一端接地，第二电容C2的另一端接地。
供电模块1的输出电压经过第二电阻R2、第三电阻R3分压，第三电阻R3上为采样电压，通过电压表V来检测采样电压的大小，指示当前供电模块1的输出电压具体数值。使用者可以通过观察电压表V指针位置，来判断当前供电模块1的输出电压是否正常。以此来快速获取供电异常造成SF6气体密度表指针位置和实际位置不符的信息。
在另一个实施例中：可以将第三电阻R3换成电位器，以此来调节采样电压的大小，电位器滑动端误移动将会造成电压表V指示异常。
在本实施例中：请参阅图3，电压异常发光电路22包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第二二极管D2、第三二极管D3、第四比较器U4、第五比较器U5、或非门U6、反相器U7、第四二极管D4，第十一电阻R11的一端连接第十二电阻R12的一端、供电模块1的输出端，第十一电阻R11的另一端连接第二二极管D2的负极、第四比较器U4的反相端，第二二极管D2的正极接地，第十二电阻R12的另一端连接第三二极管D3的负极、第五比较器U5的同相端，第三二极管D3的的正极接地，第五比较器U5的反相端连接第四比较器U4的同相端、电压指示电路21的输出端，第四比较器U4的输出端连接或非门U6的输入端一端，第五比较器U5的输出端连接或非门U6的输入端另一端，或非门U6的输出端连接反相器U7的输入端，反相器U7的输出端连接第四二极管D4的正极，第四二极管D4的负极接地。
在供电模块1的输出电压正常时，第三电阻R3上的采样电压VDD2小于第二二极管D2(稳压二极管上的电压)上的电压，大于第三二极管D3(稳压二极管)上的电压，使得第四比较器U4、第五比较器U5都输出低电平，经过或非门U6(只有输入端都为低电平时才输出高电平，其余状况下输出低电平)输出高电平，经过反相器U7输出低电平，第四二极管D4(发光二极管)不发光指示；例如第二二极管D2上的电压为3.8V，第三三极管上的电压为3.7V，采样电压VDD在这电压区间内，第四比较器U4、第五比较器U5都输出低电平，最后第四二极管D4不发光指示。
在供电模块1的输出电压异常时，第三电阻R3上的采样电压VDD2大于第二二极管D2上的电压或者小于第三二极管D3上的电压(即大于3.8V或者小于3.7V)，使得第四比较器U4、第五比较器U5一者输出低电平，一者输出高电平，经过或非门U6输出低电平，经过反相器U7输出高电平，第四二极管D4发光指示供电模块1的输出电压异常。
在使用SF6气体密度表、SF6继电器时，使用者可能操作不规范，未观察电压表V上的读数，因此设有电压异常发光电路22，第四二极管D4(发光二极管)发出红光，及时警醒使用者；同时由于存在电压指示电路21和电压异常发光电路22，在一者异常时，另一者依旧正常工作，避免单个电路故障造成使用者误判断。
在另一个实施例中：可以选用可调稳压电路来代替第二二极管D2、第三二极管D3(稳压二极管)，这样会导致电路复杂。
在本实施例中：请参阅图2，温度信号输出模块3包括第一电位器RP1、第四电阻R4、温敏电阻R5，第一电位器RP1的一端连接供电模块1的输出端，第一电位器RP1的另一端连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接温敏电阻R5的一端、电机工作模块5的第一输入端，温敏电阻R5的另一端接地。
温敏电阻R5阻值随着温度变化而变化，越大越高，阻值越大；因此随着温度，温敏电阻R5上的电压变化，输出给电机工作模块5的电压变化。输出温度电压给电机工作模块5。
在另一个实施例中：可以将第一电位器RP1换成电阻，这样会导致无法大范围调节温敏电阻R5输出电压。
在本实施例中：请参阅图2，固定信号输出模块4包括第二稳压器U2、第九电阻R9、第二电位器RP2、第一电容C1，第二稳压器U2的输入端连接供电模块1的输出端，第二稳压器U2的接地端连接第九电阻R9的一端、第二电位器RP2的一端，第九电阻R9的另一端连接第二稳压器U2的输出端、第一电容C1的一端、电机工作模块5的第二输入端，第二电位器RP2的另一端接地，第一电容C1的另一端接地。
第二稳压器U2的输出端和接地端之间的电压恒定，而输出给电机工作模块5的电压为第九电阻R9和第二电位器RP2上的电压和，因此通过调节第二电位器RP2的阻值，改变输出给电机工作模块5的电压大小。设定好第二电位器RP2的阻值后，输出固定电压给电机工作模块5。
在另一个实施例中：可以略去第一电容C1，第一电容C1用于滤波，在调节第二电位器RP2时，由于输出电压变化，第一电容C1能够有效保证输出电压平稳。
在本实施例中：请参阅图2，电机工作模块5包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第十电阻R10，第三放大器U3、电机M，第七电阻R7的一端连接固定信号输出模块4的输出端，第六电阻R6的一端连接温度信号输出模块3的输出端，第七电阻R7的另一端连接第三放大器U3的同相端、第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端接地，第六电阻R6的另一端连接第三放大器U3的反相端、第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端连接第三放大器U3的输出端、电机M的一端，电机M的另一端接地。
固定电压和温度电压分别通过第七电阻R7、第六电阻R6输入第三放大器U3的同相端和反相端，其中第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第十电阻R10阻值相同，使其和第三放大器U3构成减法运算电路；输出给电机M的电压为固定电压减去温度电压，使得电机M转速随温度变化而变化。电机M转动带动双金属带铰链位移，进而带动齿轮机构和指针机构位移，改变指针位置，使得指针位置随环境温度变化而变化，通过SF6气体密度表的指针区分SF6气体是否存在泄漏。
在另一个实施例中：第三放大器U3输出端可以增加电阻，以此限流。
本发明的工作原理是：供电模块1为固定信号输出模块4、温度信号输出模块3供电，电压检测模块2检测供电模块1的输出电压，固定信号输出模块4为电机工作模块5输出固定的电压，温度信号输出模块3为电机工作模块5输出随温度变化而变化的电压，电机工作模块5根据固定信号输出模块4、温度信号输出模块3输出的电压信号，来驱动电机M转动，随温度变化改变SF6气体密度表指针位置。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (2)
1.一种SF6气体密度表的控制电路，其特征在于：
该SF6气体密度表的控制电路包括：
供电模块，用于为固定信号输出模块、温度信号输出模块供电；
电压检测模块，用于检测供电模块的输出电压；
温度信号输出模块，用于为电机工作模块输出随温度变化而变化的电压；
固定信号输出模块，用于为电机工作模块输出固定的电压；
电机工作模块，用于根据固定信号输出模块、温度信号输出模块输出的电压信号，来驱动电机转动，随温度变化改变SF6气体密度表指针位置；
供电模块的输出端连接固定信号输出模块的输入端、温度信号输出模块的输入端、电压检测模块的输入端，温度信号输出模块的输出端连接电机工作模块的第一输入端，固定信号输出模块的输出端连接电机工作模块的第二输入端；
电压检测模块包括：
电压指示电路，用于通过电压表指示供电模块的输出电压大小；
电压异常发光电路，用于在供电模块的输出电压异常时，发光管发光提示；
电压指示电路的输入端连接供电模块的输出端、电压异常发光电路的第一输入端，电压指示电路的输出端连接电压异常发光电路的第二输入端；
电压指示电路包括第二电阻、第三电阻、第二电容、电压表，第二电阻的一端连接供电模块的输出端，第二电阻的另一端连接第三电阻的一端、电压表的一端、电压异常发光电路的第二输入端、第二电容的一端，第三电阻的另一端接地，电压表的另一端接地，第二电容的另一端接地；
电压异常发光电路包括第十一电阻、第十二电阻、第二二极管、第三二极管、第四比较器、第五比较器、或非门、反相器、第四二极管，第十一电阻的一端连接第十二电阻的一端、供电模块的输出端，第十一电阻的另一端连接第二二极管的负极、第四比较器的反相端，第二二极管的正极接地，第十二电阻的另一端连接第三二极管的负极、第五比较器的同相端，第三二极管的正极接地，第五比较器的反相端连接第四比较器的同相端、电压指示电路的输出端，第四比较器的输出端连接或非门的输入端一端，第五比较器的输出端连接或非门的输入端另一端，或非门的输出端连接反相器的输入端，反相器的输出端连接第四二极管的正极，第四二极管的负极接地；
温度信号输出模块包括第一电位器、第四电阻、温敏电阻，第一电位器的一端连接供电模块的输出端，第一电位器的另一端连接第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接温敏电阻的一端、电机工作模块的第一输入端，温敏电阻的另一端接地；
固定信号输出模块包括第二稳压器、第九电阻、第二电位器、第一电容，第二稳压器的输入端连接供电模块的输出端，第二稳压器的接地端连接第九电阻的一端、第二电位器的一端，第九电阻的另一端连接第二稳压器的输出端、第一电容的一端、电机工作模块的第二输入端，第二电位器的另一端接地，第一电容的另一端接地；
电机工作模块包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第十电阻，第三放大器、电机，第七电阻的一端连接固定信号输出模块的输出端，第六电阻的一端连接温度信号输出模块的输出端，第七电阻的另一端连接第三放大器的同相端、第十电阻的一端，第十电阻的另一端接地，第六电阻的另一端连接第三放大器的反相端、第八电阻的一端，第八电阻的另一端连接第三放大器的输出端、电机的一端，电机的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的SF6气体密度表的控制电路，其特征在于，供电模块包括供电电压、第一二极管、第一电阻、第一稳压器，供电电压连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第一稳压器的输入端，第一稳压器的接地端接地，第一稳压器的输出端连接电压检测模块的输入端、固定信号输出模块的输入端、温度信号输出模块的输入端。
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