CN1900522A - 空气压缩机智能数字压力显示控制方法及其专用装置 - Google Patents

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CN1900522A CN 200610045421 CN200610045421A CN1900522A CN 1900522 A CN1900522 A CN 1900522A CN 200610045421 CN200610045421 CN 200610045421 CN 200610045421 A CN200610045421 A CN 200610045421A CN 1900522 A CN1900522 A CN 1900522A
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张松艳
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Abstract

本发明公开了一种空气压缩机智能数字压力显示控制方法及装置，通过扩散硅传感器将气体压力信号转化为毫伏级电压信号，通过A/D转换电路将这个模拟信号转换为数字信号后，送到单片机中进行处理；芯片依照控制面板上人为设定的气压上、下限来控制气泵电机的工作与否。实现了对气压的显示与控制。

Description

空气压缩机智能数字压力显示控制方法及其专用装置
技术领域  本发明涉及一种显示和控制气体压力的方法，以及利用该方法的专用装置，具体地说，是一种空气压缩机智能数字压力显示控制方法及其专用装置。
技术背景：传统的空压机气压表大都为机械指针式，此种气压表只局限于显示压力大小而不能控制压力，并存有以下缺点：第一、显示不直观，且误差大。第二、反应不够灵敏。第三、使用寿命低。第四、缺乏对气罐的超气压保护，使用安全性不能令人满意。
另外，传统的空压机压力由机械式的压力开关控制，不能实现对气体压力的自动、精确控制。
发明内容：本发明的目的是：提供一种空气压缩机智能数字压力显示控制方法及其专用装置，使空压机气压的显示实现数字化，使其更直观、更准确；且可按设定值准确控制气压大小，设定方便并具备超气压保护功能。同时具有误差小、使用寿命长等优点，用以克服上述已有产品和方法的缺陷。
为了解决以上技术问题，本发明采用了以下技术方案。
一种空气压缩机智能数字压力显示控制方法，其特征在于：通过扩散硅传感器将气体压力信号转化为毫伏级电压信号，通过A/D转换电路将这个模拟信号转换为数字信号后，送到单片机中进行处理；芯片依照控制面板上人为设定的气压上、下限来控制气泵电机的工作与否。
系统电源接通后，专用的电源适配器为系统供电；单片机首先进行系统自检，然后根据传感器传回的信号进行运算处理，并进行显示；同时，主芯片将此信号与人为的设定值进行比较，判断电机的电源是否应该开启。
如果发现气罐内的气压值高于人为设定的上限值时，显示出实际的气压值，主控单片机会发出指令使得蜂鸣器鸣叫进行报警，同时，切断电机电源；如果实际气压值≥设定上限值+1Kg/CM2时，系统将电机主电源控制处的继电器脱扣，彻底切断电机的主电源。
如果传感器得到的信号低于人为设定的下限值时，主控单片机会发出信号，使得电机电源处的继电器吸合，气泵电机得电，开始向气罐内充气。
根据实际气压值不断地刷新显示；直至气压值达到人为的设定上限值，控制电机停止；如出现意外情况，达到设定上限值时，电机仍未停止工作，系统自动启动紧急预警措施。
空气压缩机智能数字压力显示控制方法的专用装置，其特征在于：包括带有CPU和电源电路的主控板，CPU外接两个扩散硅传感器；CPU还连接有继电器，该继电器与气泵的主电机电源连接；主控板上安装有气罐压力显示屏和出口压力显示屏，它们分别与CPU连接。
在主板上预留一路电机启动电容接口。
主板外接电子调压阀。
在主板上设置有控制面板。
电源为可以在100V～400V的宽电压范围内正常工作的电源适配器。
本发明具有以下特点：
(1)、通过传感器将压力信号转化为电信号(扩散硅传感器将其转化为毫伏级的电压信号)再通过A/D转换电路将这个模拟信号转成数字信号送到单片机中进行线性化处理，零点量程设定，显示范围设定等从而实现对气压的显示与控制。
(2)、使空压机气压的显示实现数字化，使其更直观、更准确；且可按设定值准确控制气压大小，设定方便。且具有误差小、使用寿命长等优点。
(3)、实现了对气罐的超气压保护功能。
(4)、在系统主板预留了一路电机启动电容接口，实现“电子离心开关”功能，增加启动力矩，提供整机性能。
(5)、选用扩散硅传感器组件、高品质低功耗的专用单片机、液晶(数码管)显示单元、超气压保护系统、电机电源控制系统组成。整机工作电源由一个专用的电压工作范围宽的开关电源，为整个控制系统提供低压直流电源，它具有可靠性高、稳定性好，微功耗能适应各种工业应用的特点，主体电路工艺材料先进，密封固化与外部完全隔离，能满足防潮、防水、防爆、防腐、防尘等恶劣工况的要求，选用不同的过程连接件可对强腐性的介质、高低温介质进行准确测量。
附图说明  图1是本发明的结构原理示意图。
具体实施方式  如图1所示，智能数字压力显示控制器，选用扩散硅传感器组件、高品质低功耗的专用单片机、液晶(数码管)显示单元、超气压保护系统、电机电源控制系统组成。整机工作电源由电源适配器提供，可以在宽电压范围(100V～400V)内正常工作。主体电路系统工艺材料先进、密封固化，实现了与外部环境的隔离，能满足需要防潮、防水、防爆、防腐、防尘等恶劣环境的要求；具有可靠性高、稳定性好，微功耗等优点。选用不同的过程连接器件，可实现对强腐蚀性的介质、高低温介质进行准确测量。
整个系统是通过扩散硅传感器将气体压力信号转化为毫伏级电压信号，通过A/D转换电路将这个模拟信号转换为数字信号后，送到单片机中进行处理，零点量程设定，显示范围设定等，芯片依照控制面板上人为设定的气压上、下限来控制气泵电机的工作与否，从而实现了对气压的显示与控制。
系统电源接通后，专用的电源适配器为系统供电；专用单片机首先进行系统自检，然后根据传感器回传的信号进行运算处理，并进行显示；同时，主芯片会将此信号与人为的设定值进行比较(出厂默认值为下限值为6Kg/cm2上限值为8Kg/cm2)，判断电机的电源是否应该开启，从而实现对气体压力的自动控制。
如果发现气罐内的气压值高于人为设定的上限值时，系统会显示出实际的气压值并及时启动紧急预警方案：主控单片机会发出指令使得蜂鸣器鸣叫进行报警，同时，切断电机电源；如果实际气压值≥(设定上限值+1Kg)时，系统会将电机主电源控制处的专用“脱扣继电器”脱扣，彻底的切断电机的主电源，保证在此气压值时电机不会启动；从而实现了对气罐的超气压保护功能。
如果传感器得到的信号低于人为设定的下限值时，主控单片机会发出信号，使得电机电源处的主控继电器吸合，同时上的作用气泵电机得电，开始向气罐内充气。
同时系统会根据实际气压值不断地刷新显示；直至气压值达到人为的设定上限值，控制电机停止；如出现意外情况，达到设定上限值时，电机仍未停止工作，系统会自动启动紧急预警措施，从而限制住气罐内的气压值，预防造成不良后果。
其中电源电路：一个专用的电压工作范围宽的开关电源，为整个控制系统提供低压直流电源。
其中气体压力传感器：作为系统的“感觉器官”，是气与电的接口，进行气电转换；其采用先进的扩散硅技术，将气体压力转化为毫伏级的电信号，供系统进行处理。根据系统设计的需要，设置了两个传感器，分别对应与气罐、出气口的压力。
其中电机电源控制：由主控单片机控制继电器的线圈，起到高、低压的隔离，减少对控制系统的干扰；并且专门设置了一个“脱扣继电器”，实现气压的最上限保护(超过设定值+1Kg时，脱扣继电器会自动脱扣)，脱口继电器动作后，必须由手动恢复。
超气压保护功能：如果发现气罐内的气压值高于人为设定的上限值时，系统会显示出实际的气压值并及时启动紧急预警方案：主控单片机会发出指令使得蜂鸣器鸣叫进行报警，同时，切断电机电源；如果出现意外，使得实际气压值≥(设定上限值+1Kg)时，系统会将电机主电源控制处的专用“脱扣继电器”脱扣，彻底的切断电机的主电源；保证在此气压值时电机不会启动，从而实现了对气罐的超气压保护功能。
其中电子离心开关：因空气压缩机大都处于带载启动状态，需要较大的启动力矩。特在系统主板预留了一路电机启动电容接口，实现“电子离心开关”功能，增加启动力矩，提供整机性能。
其中控制面板：可以通过控制面板对气罐内的气压值范围进行设定，也可以对三种显示单位(Kpa、LB/IN2、Kg/CM2)进行选择
其中压力显示屏：两个独立的显示屏分别对应气罐、出气口处的当前压力；可以是液晶屏，也可以是数码显示屏。
其中电子调压阀：根据人设定的出气口的压力值，自动调节出气量，达到恒气压输出的目的。
仪器技术参数如下：
·被测介质：气体
·测量范围：0-15KG/CM2
·精度等级：±0.2KG/CM2
·温度漂移：≤0.2％FS/℃(在0-70℃范围内)
·环境温度：-38℃~+85℃
·介质温度：-20℃~+85℃
·供电电压：100-400V
·允许过载：额定压力的2倍
·显示表头：LCD或LED
·引压接口：M20×1.5外螺纹，或1/2”NPT外螺纹。

Claims (9)

1、一种空气压缩机智能数字压力显示控制方法，其特征在于：通过扩散硅传感器将气体压力信号转化为毫伏级电压信号，通过A/D转换电路将这个模拟信号转换为数字信号后，送到单片机中进行处理；芯片依照控制面板上人为设定的气压上、下限来控制气泵电机的工作与否。
2、根据权利要求1所述的空气压缩机智能数字压力显示控制方法，其特征在于：系统电源接通后，专用的电源适配器为系统供电；单片机首先进行系统自检，然后根据传感器传回的信号进行运算处理，并进行显示；同时，主芯片将此信号与人为的设定值进行比较，判断电机的电源是否应该开启。
3、根据权利要求1或2所述的空气压缩机智能数字压力显示控制方法，其特征在于：如果发现气罐内的气压值高于人为设定的上限值时，显示出实际的气压值，主控单片机会发出指令使得蜂鸣器鸣叫进行报警，同时，切断电机电源；如果实际气压值≥设定上限值+1Kg/CM2时，系统将电机主电源控制处的继电器脱扣，彻底切断电机的主电源。
如果传感器得到的信号低于人为设定的下限值时，主控单片机会发出信号，使得电机电源处的继电器吸合，气泵电机得电，开始向气罐内充气。
4、根据权利要求1或2所述的空气压缩机智能数字压力显示控制方法，其特征在于：根据实际气压值不断地刷新显示；直至气压值达到人为的设定上限值，控制电机停止；如出现意外情况，达到设定上限值时，电机仍未停止工作，系统自动启动紧急预警措施。
5、根据权利要求1或2所述的空气压缩机智能数字压力显示控制方法的专用装置，其特征在于：包括带有CPU和电源电路的主控板，CPU外接两个扩散硅传感器；CPU还连接有继电器，该继电器与气泵的主电机电源连接；主控板上安装有气罐压力显示屏和出口压力显示屏，它们分别与CPU连接。
6、根据权利要求5所述的空气压缩机智能数字压力显示控制方法的专用装置，其特征在于：在主板上预留一路电机启动电容接口。
7、根据权利要求5所述的空气压缩机智能数字压力显示控制方法的专用装置，其特征在于：主板外接电子调压阀。
8、根据权利要求5所述的空气压缩机智能数字压力显示控制方法的专用装置，其特征在于：在主板上设置有控制面板。
9、根据权利要求5所述的空气压缩机智能数字压力显示控制方法的专用装置，其特征在于：电源为可以在100V～400V的宽电压范围内正常工作的电源适配器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8763617B2 (en) 2009-06-24 2014-07-01 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Material removal systems and methods utilizing foam
CN106194699A (zh) * 2012-02-20 2016-12-07 株式会社日立产机系统 空气压缩机的监视系统
CN109460080A (zh) * 2018-11-08 2019-03-12 深圳市南普科创科技有限公司 一种智能气压控制仪
CN115370561A (zh) * 2022-03-02 2022-11-22 天津森普捷电子有限公司 一种空压机控制器及其控制方法

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