CN203275430U - 无极调速旋转体预警系统及调速系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种无极调速旋转体预警系统及调速系统，所述调速系统包括：用于测量当前工作环境下电光源频闪频率f d的频闪测试装置；用于测量当前无极调速旋转体转速n s的转速测试装置；分别电连接于频闪测试装置和转速测试装置的、在f d和n s呈整数倍关系时产生整数倍信号的比较器；及电连接于比较器的，对整数倍信号进行处理产生对无极调速旋转体进行调速的无极调速信号，以使f d和n s保持非整数倍关系的信号处理电路。本实用新型实施例的无极调速旋转体预警系统及调速系统通过采用实时测量电光源频闪频率与无极调速旋转体转速，并在两者呈整数倍关系时及时报警或调至安全速度，避免工伤事故发生，提高生产效益和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及安全生产技术领域，尤其涉及一种无极调速旋转体预警系统及调速系统。
背景技术
首先介绍一个生物学名词——视觉暂留，光像一旦在视网膜上形成，视觉将会对这个光像的感觉维持一个有限的时间，这种生理现象叫做视觉暂留性。对于中等亮度的光刺激，视觉暂留时间约为0.05秒～0.2秒；人对着某物体看一眼后，马上闭上眼睛，物体的像还能在视网膜上保留一会，这叫做视觉暂留现象。
正是由于视觉暂留现象，高速行驶的汽车的车轮会感觉车轮子向后转，就是因为车的转速达到了一个值，使你上一刻的暂留影像与下一刻之间的距离明显小于车轮两根辐条间的距离，造成车轮向后转的错觉。如果转速合适，我们甚至可以看到车轮不动或缓缓向前转。
那么到底什么情况下我们能看到车轮倒转或静止的现象呢？其实只有在电影电视上或在交流供电的电光源下才会出现这种现象，这是因为脉动闪烁频率与旋转物体的转速（或转动频率）一致或成整数倍时，人眼会误将旋转物体看成静止。当车轮转动频率和光线频率相等时，会看到车轮停止转动，当车轮转动频率高于光线频率时你才会看到车轮倒转，其实这也就是所谓的频闪效应。
在生活中，我们在电视机旁边观看无级调速的电风扇时，会看到风叶倒转或静止或缓慢转动现象。这个问题与车轮倒转的原理是一样的。假如在风扇前放一闪烁光源，其闪光间隔等于风扇转n/3周的时间（风扇为三风叶的），我们将看到风扇静止不动。即假如风扇扇叶的反光点在下一瞬间和前一瞬间都在同一位置时，我们看到风扇静止不动，如风扇扇叶的反光点在下一瞬间和前一瞬间相比，更靠近转动方向的话，我们就看到风扇在正转；假如风扇扇叶的反光点在下一瞬间和前一瞬间相比，更靠近转动的反方向的话，这时，我们就看到风扇在倒转。
上述例子也许很有趣，但如果这种频闪效应发生在生产车间，在电光源的频闪（频率）与运动（旋转）物体的速度（旋转）一致或成整数倍时，运动物体将错觉为静止，如果不一致则会出现缓慢或相反运动的错误视觉，便会引发工伤事故。
例一：制衣厂的缝纫机操作工，将高速上下运动的针头，错觉认为静止状态，会导致不慎将手扎伤。
例二：机加工行业机床操作工，对正向旋转的车刀，错觉为倒转。而进行紧急转向操作，损坏工件、刀具，甚至造成人员伤亡。
例三：在机械行业中，吊车操作工，对吊车与吊勾的运动状态产生运动速度缓慢、瞬间静止等错误视觉。产生定位困难，造成操作失误，引发事故。
例四：在机械行业中，生产操作人员对生产设备的飞轮、皮带轮转速。产生静止、转动缓慢、倒转等错误视觉。导致误操作，引发事故。
综上所述，现有的无极调速旋转体由于频闪效应而造成错觉，存在安全隐患，很容易引发安全事故。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种无极调速旋转体预警系统，能够及时发现安全隐患并报警。
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种无极调速旋转体调速系统，能够及时发现安全隐患并调至安全速度。
本实用新型实施例提供了一种无极调速旋转体预警系统，所述预警系统包括：
用于测量当前工作环境下电光源频闪频率f d的频闪测试装置；
用于测量当前无极调速旋转体转速n s的转速测试装置；
分别电连接于频闪测试装置和转速测试装置的、在f d和n s呈整数倍关系时产生整数倍信号的比较器；及
连接于比较器的、用于根据所述整数倍信号进行报警的报警装置。
优选地，所述报警装置为发声报警器、发光报警器或声光报警器。
优选地，转速测试装置包括依次电连接的反射式光电传感器、整形电路、整形信号处理电路及数码显示电路。
优选地，所述预警系统还包括：电连接于比较器的，对整数倍信号进行处理并产生对无极调速旋转体进行调速的无极调速信号，以使f d和n s保持非整数倍关系的信号处理电路。
优选地，所述信号处理电路包括相互电连接的PWM调速和驱动电路。
本实用新型实施例还提供了一种无极调速旋转体调速系统，所述调速系统包括：
用于测量当前工作环境下电光源频闪频率f d的频闪测试装置；
用于测量当前无极调速旋转体转速n s的转速测试装置；
分别电连接于频闪测试装置和转速测试装置的、在f d和n s呈整数倍关系时产生整数倍信号的比较器；及
电连接于比较器的，对整数倍信号进行处理产生对无极调速旋转体进行调速的无极调速信号，以使f d和n s保持非整数倍关系的信号处理电路。
优选地，所述信号处理电路包括相互电连接的PWM调速和驱动电路。
优选地，所述调速系统还包括：连接于比较器的、用于根据所述整数倍信号进行报警的报警装置。
优选地，所述报警装置为发声报警器、发光报警器或声光报警器。
优选地，转速测试装置包括依次电连接的反射式光电传感器、整形电路、整形信号处理电路及数码显示电路。
本实用新型实施例的有益效果是：通过采用实时测量电光源频闪频率与无极调速旋转体转速，并在两者呈整数倍关系时及时报警或调至安全速度，避免工伤事故发生，提高生产效益和安全性。
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本实用新型实施例的无极调速旋转体预警系统及调速系统的原理框图。
图2是本实用新型实施例的频闪频率测试电路图。
图3是本实用新型实施例的转速表电路图。
图4是本实用新型实施例的PWM驱动与调速电路图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
请参考图1，本实用新型实施例的无极调速旋转体预警系统及调速系统，通过采用实时测量电光源频闪频率与无极调速旋转体转速，并在两者呈整数倍关系时及时报警或调至安全速度，避免工伤事故发生，提高生产效益和安全性。
本实用新型实施例所述预警系统包括频闪测试装置、转速测试装置、比较器及报警装置。
频闪测试装置用于测量当前工作环境下电光源频闪频率f d。
转速测试装置用于测量当前无极调速旋转体转速n s。具体地，转速测试装置包括依次电连接的反射式光电传感器、整形电路、整形信号处理电路及数码显示电路。
比较器分别电连接于频闪测试装置和转速测试装置，用于在f d和n s呈整数倍关系时产生整数倍信号。
报警装置连接于比较器，用于根据所述整数倍信号进行报警。优选地，所述报警装置为发声报警器、发光报警器或声光报警器，可以及时地进行预警以提醒用户注意安全。
作为一种实施方式，所述预警系统还包括信号处理电路。信号处理电路电连接于比较器，用于对整数倍信号进行处理并产生对无极调速旋转体进行调速的无极调速信号，以使f d和n s保持非整数倍关系。优选地，所述信号处理电路包括相互电连接的PWM调速和驱动电路。
本实用新型实施例所述无极调速旋转体调速系统包括频闪测试装置、转速测试装置、比较器及信号处理电路。
频闪测试装置用于测量当前工作环境下电光源频闪频率f d。
转速测试装置用于测量当前无极调速旋转体转速n s。具体地，转速测试装置包括依次电连接的反射式光电传感器、整形电路、整形信号处理电路及数码显示电路。
比较器分别电连接于频闪测试装置和转速测试装置，用于在f d和n s呈整数倍关系时产生整数倍信号。
信号处理电路电连接于比较器，用于对整数倍信号进行处理产生对无极调速旋转体进行调速的无极调速信号，以使f d和n s保持非整数倍关系。优选地，所述信号处理电路包括相互电连接的PWM调速和驱动电路。
作为一种实施方式，所述调速系统还包括报警装置，所述报警装置连接于比较器，用于根据所述整数倍信号进行报警。具体地，所述报警装置为发声报警器、发光报警器或声光报警器，可以及时地进行预警以提醒用户注意安全。
本实用新型实施例的无极调速旋转体预警系统及调速系统，以电动缝纫机为载体进行说明，包括设于所述缝纫机上的无极调速旋转体、控制所述旋转体工作的无极单向变频调速器、用于测量当前工作环境下电光源频闪频率f d的频闪测试装置、用于测量当前无极调速旋转体转速n s的转速测试装置、比较器、设有信号处理电路的控制器及报警装置。
关于频闪测试，频闪测试装置包括反射式光电传感器、整形电路、整形信号处理电路及数码显示电路，对应的频闪频率测试电路如图2所示，在不同的电光源下工作时，根据公式f=N/4 ·n/60计算光源频闪值；其中，f为光源频闪率，单位为HZ；N为周期性循环数，本实施方式中取N=8；n为所述旋转体转速，单位r/s( 即转/分)。
关于无极调速旋转体的转速，主要采用基于MCS-51系列单片机组成的光反射式数显转速表进行测量，对应的转速表电路如图3所示，包括依次电连接的反射式光电传感器、整形电路、整形信号处理电路及数码显示电路。本实用新型具体测量实验过程为：在无极调速旋转体的旋转轴上贴一片铝箔作为反光体，当反光体转到光电传感器的正前方时，光电传感器发出的红外光束被反射回来，同时被光电传感器上的红外接收管接收，产生一个脉冲信号，利用这个信号的边沿触发单片机内部的高精度定时器进行计时，精度可达1μs，当反光体再次转到光电传感器的正前方时，利用光反射信号的边沿停止单片机计时，这样转轴的旋转周期T就被精确地测量出来了，然后单片机把周期换算成转速并通过LED数码管显示出来。所述测量方式可用于测量其他旋转体的转速，如电动机、发动机及各种转轴，其主要性能:测速范围为3r/min～4000r/min，取样为0.1S～0.5S，分辨率为0.1转～1转，精度0.01PRM，距离为30 mm～200mm，优点是：非接触、数码显示、工作稳定且测速准确。
关于比较器，采用现有的MCS-51单片机进行f d和n s的整数倍关系判断。
关于信号处理电路，其包括相互电连接的PWM调速和驱动电路，对应的PWM驱动与调速电路如图4所示，其用于对整数倍信号进行处理产生对无极调速旋转体进行调速的无极调速信号。
经过测试，上述无极调速旋转体预警系统及调速系统，在预定的电光源环境下工作时，测得非安全转速为1636转/分，采用六分频机床夹盘运动体，在与上述同样光源环境下工作时，测得非安全转速为2180转/分，此时发出声光报警信号，提醒操作员不要在此转速下操作，从而避免事故的发生。
以上所述是本实用新型的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种无极调速旋转体预警系统，其特征在于，所述预警系统包括：
用于测量当前工作环境下电光源频闪频率f d的频闪测试装置；
用于测量当前无极调速旋转体转速n s的转速测试装置；
分别电连接于频闪测试装置和转速测试装置的、在f d和n s呈整数倍关系时产生整数倍信号的比较器；及
连接于比较器的、用于根据所述整数倍信号进行报警的报警装置。
2.如权利要求1所述的无极调速旋转体预警系统，其特征在于，所述报警装置为发声报警器、发光报警器或声光报警器。
3.如权利要求1所述的无极调速旋转体预警系统，其特征在于，转速测试装置包括依次电连接的反射式光电传感器、整形电路、整形信号处理电路及数码显示电路。
4.如权利要求1所述的无极调速旋转体预警系统，其特征在于，所述预警系统还包括：
电连接于比较器的，对整数倍信号进行处理并产生对无极调速旋转体进行调速的无极调速信号，以使f d和n s保持非整数倍关系的信号处理电路。
5.如权利要求4所述的无极调速旋转体预警系统，其特征在于，所述信号处理电路包括相互电连接的PWM调速和驱动电路。
6.一种无极调速旋转体调速系统，其特征在于，所述调速系统包括：
用于测量当前工作环境下电光源频闪频率f d的频闪测试装置；
用于测量当前无极调速旋转体转速n s的转速测试装置；
分别电连接于频闪测试装置和转速测试装置的、在f d和n s呈整数倍关系时产生整数倍信号的比较器；及
电连接于比较器的，对整数倍信号进行处理产生对无极调速旋转体进行调速的无极调速信号，以使f d和n s保持非整数倍关系的信号处理电路。
7.如权利要求6所述的无极调速旋转体调速系统，其特征在于，所述信号处理电路包括相互电连接的PWM调速和驱动电路。
8.如权利要求6所述的无极调速旋转体调速系统，其特征在于，所述调速系统还包括：
连接于比较器的、用于根据所述整数倍信号进行报警的报警装置。
9.如权利要求8所述的无极调速旋转体调速系统，其特征在于，所述报警装置为发声报警器、发光报警器或声光报警器。
10.如权利要求6所述的无极调速旋转体调速系统，其特征在于，转速测试装置包括依次电连接的反射式光电传感器、整形电路、整形信号处理电路及数码显示电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN111638436A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-09-08 | 哈尔滨理工大学 | 一种用于有机晶体管光电开关特性测试的频闪光源系统 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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