CN206515407U - 一种加热设备的加热状态监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种加热设备的加热状态监测装置，包括用于与待测加热设备电路连接的设备接入接口、用于显示加热状态的显示单元、用于与上位设备通讯连接的通讯接口、用于实时监测电路电流和电压的电流监测电路和电压监测电路、以及微控制器，设备接入接口与电流监测电路和电压监测电路连接，电流监测电路和电压监测电路的输出端与微控制器连接，通讯接口和显示单元与微控制器连接，微控制器实时对接收的监测数据进行处理并将处理结果和数据上传至显示单元和通过通讯接口上传至上位控制系统。本实用新型可以快速、有效地读取加热状态的参数，在列车运行过程对车上的水箱、污物箱或其它相应的加热设备的加热状态进行实时监测，保证安全运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种加热设备的加热状态监测装置，特别涉及一种用于监检测动车组或高铁等高速列车上的给水卫生系统的加热设备的加热状态监测装置。
背景技术
目前列车水箱，污物箱以及其他需要加热的设备大部分位于列车车下或车内，受安装空间的限制，列车工作人员查看加热设备的工作状态较为困难，如用于安装在水箱和污物箱上的用于给水箱和污物箱加热的加热管等，工作人员需要进入受限空间打开电气箱才能进行检查。如果没有相应的报警或提示，不仅增加列车人员的工作量和造成时间上的浪费，可能会导致相关设备冻损，列车将无法正常用水，卫生间也将停用。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是，提供一种可以快速、有效地读取加热状态参数，在列车运行过程对车上的水箱、污物箱或其它相应的加热设备的加热状态进行实时监测，提示工作人员加热状态监测装置。
为实现上述的目的，本实用新型的技术方案是：
一种加热设备的加热状态监测装置，包括用于与待测加热设备电路连接的设备接入接口、用于显示加热状态的显示单元、用于与上位设备通讯连接的通讯接口、用于实时监测电路电流和电压的电流监测电路和电压监测电路、以及微控制器，所述设备接入接口与电流监测电路和电压监测电路连接，所述电流监测电路和电压监测电路的输出端与微控制器连接，所述通讯接口和显示单元与所述微控制器连接，所述微控制器实时对接收的监测数据进行处理并将处理结果和数据上传至显示单元和通过通讯接口上传至上位控制系统。
进一步，所述电流监测电路由依次连接的电流互感器、整流滤波电路及集成运放电路组成，所述电流互感器的输入端与设备接入接口连接，所述集成运放电路的输出端与微控制器连接。
进一步，所述电压监测电路包括电压运放电路，所述电压运放电路的输入端与设备接入接口连接，所述电压运放电路的输出端与微控制器连接。
进一步，所述设备接入接口为弹簧压接端子。
进一步，所述显示单元包括多个LED指示灯，分别为电源指示灯、加热正常指示灯、加热故障指示灯。
进一步，所述微控制器还连接有一用于与远端显示设备连接的远端显示接口。
进一步，该监测装置连接DC24V电源。
进一步，该装置的外壳上安装有DIN导轨卡子，安装在电气控制柜的DIN导轨上。
综上内容，本实用新型所述的一种加热设备的加热状态监测装置，可以快速、有效地读取加热状态的参数，在列车运行过程对车上的水箱、污物箱或其它相应的加热设备的加热状态进行实时监测，保证安全运行。而且该装置整体结构简单，可方便安装于车上的电气控制柜内，方便工作人员观察加热设备的加热状态，并利于该装置的检修、维护。
附图说明
图1是本实用新型监测装置功能原理图；
图2是本实用新型监测装置的接线图；
图3是本实用新型监测装置的结构图；
图4是图3的侧向视图。
如图1至图4所示，监测装置1，设备接入接口2，通讯接口3，微控制器4，电流互感器5，整流滤波电路6，集成运放电路7，电压运放电路8，外壳9，电源指示灯10，加热正常指示灯11，加热故障指示灯12，调整按钮13，继电器14，远端显示接口15，加热设备16，显示单元17，导轨卡子18。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
如图1所示，一种加热设备的加热状态监测装置，接入车上水箱、污物箱的加热回路中，水箱和污物箱的加热设备16中包括多个加热管或加热带，多个加热管和加热带相互并联连接。监测装置1安装在车上的电气控制柜内并随车运行，以实现实时监测加热设备的工作状态。
监测装置1包括外壳9，在外壳9上安装有设备接入接口2、显示单元17、通讯接口3，在外壳9内安装有电流监测电路、电压监测电路及微控制器4。设备接入接口2与电流监测电路和电压监测电路连接，电流监测电路和电压监测电路的输出端与微控制器4连接，通讯接口3和显示单元与微控制器4连接。
其中，设备接入接口2用于与待测加热设备16的电路连接，设备接入接口2采用弹簧压接端子，安装在外壳9的正面板上，通过使用适合的弹簧压接端子实现与列车电缆的直连。弹簧压接端子安装在显示单元的下方。通讯接口3设置在外壳9的侧面板上，该装置通过通讯接口3与上位控制系统连接。该监测装置同时利用弹簧压接端子接入24V的DC电源，为该装置的正常工作提供所需的直流电。
电流监测电路由依次连接的电流互感器5、整流滤波电路6、集成运放电路7组成，电流互感器5的输入端与设备接入接口2连接，电流互感器5的输出端与整流滤波电路6连接，整流滤波电路6的输出端与集成运放电路7连接，集成运放电路7的输出端与微控制器4连接。电流互感器5实时监测加热设备16的工作电流情况，把加热设备16的加热电流转换为小的电流信号，经整流、滤波排除干扰以后，转换为电压信号，最后由集成运放电路7判断该电流是否为加热电流，并将监测信号传送给微控制器4。
电压监测电路包括电压运放电路8，电压运放电路8的输入端与设备接入接口2连接，电压运放电路8的输出端与微控制器4连接，电压运放电路8将监测信号传送给微控制器4。
微控制器4为一单片机，作为整个装置的控制核心，实时接收来自电流监测电路和电压监测电路的监测数据，并通过相应的算法对监测数据进行处理，最后将处理结果和数据上传至显示单元和通过通讯接口3上传至上位控制系统。微控制器4监测和判断加热设备16的各种工作状态，将工作状态分为三种，第一种为没有加热；第二种为正在加热且加热正常；第三种为正在加热但加热故障。
加热状态判断的算法具体为：在对该装置进行参数设定时，由微控制器4根据测量加热电路的电流和电压，分别为I1第一次测量电流；V1第一次测量电压；I2第二次测量电流，V2第二次测量电压，根据列车现行电源技术条件及相关标准，设定公式为Imax＝A*I2；Imin＝B*I1,在V1＝V2的条件下，计算电流的最小值I＝0.5(Imax-Imin)+Imin和电流的最大值I＝0.5(Imax-Imin)+Imax，进而得出加热状态正常时的电流阈值范围。确定电流阈值范围后，再将实时检测的电流和电压值与该电流阈值范围比较，超出该范围，即可判断加热出现故障，在范围内则判断加热处于正常状态。该装置可以通过通讯接口3对参数(A和B)进行修改，使其能够灵活适用于各种技术条件及标准。
微控制器4通过通讯接口3将加热状态数据传输至上位控制系统，上位控制系统包括车上的电气控制单元，电气控制单元根据微控制器4的监测结果控制相应的加热设备16的工作。微控制器4还同时向上位的计算机发送状态数据，使工作人员可以更简单、更直观地了解加设备的加热状态，正常加热还是失效。该装置通过继电器14以干触点的方式传送给上位控制系统，降低对上位控制系统的干扰。
微控制器4还连接一个远端显示接口15，用于与司机室内的中央控制器等远端显示设备连接，微控制器4将加热设备16的加热状态数据发送给远端显示设置，并可根据状态参数的变化趋势实现高温预警的功能，在加热设备16损坏前实现提前预警，保证车上水箱和污物箱等在车辆运行过程中保持工作正常。
显示单元17包括多个LED指示灯，分别为电源指示灯10、加热正常指示灯11、加热故障指示灯12。当微控制器4确定加热状态为正常时，加热正常指示灯11亮，当微控制器4确定加热状态为故障时，加热故障指示灯11亮。电源指示灯10在接入电路正常时均亮，出现故障时灭。
该装置还具有调整按钮13，调整按钮13安装在设备接入接口2和显示单元之间的位置。在该装置正常工作前，将N-1(N为加热装置的总数量)个加热设备接入标准电源回路使其正常工作，然后将该装置串联接入回路中，检测回路中的电流及电压等参数，按压设备上的调整按钮13。再将N(N为加热装置的总数量)个加热装置接入标准电源回路使其正常工作，然后将该装置串联接入回路中，检测回路中的电流及电压等参数，再按压设备上的调整按钮13。该装置自动将两次测量的数据作为微控制器4的输入参数，作为监测装置的校正参数。
在外壳9的后壁上安装有DIN导轨卡子18,用以固定在电气箱内部的DIN导轨上，拆装非常方便，方便工作人员观察加热设备16的加热状态，并利于该装置的检修、维护。在外壳9的接缝处填充防水的密封胶，提高了该监测装置的使用寿命和环境适应能力。
本实用新型可以快速、有效地读取加热状态的参数，在列车运行过程对车上的水箱、污物箱或其它相应的加热设备的加热状态进行实时监测，保证安全运行。
如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种加热设备的加热状态监测装置，其特征在于：包括用于与待测加热设备电路连接的设备接入接口、用于显示加热状态的显示单元、用于与上位设备通讯连接的通讯接口、用于实时监测电路电流和电压的电流监测电路和电压监测电路、以及微控制器，所述设备接入接口与电流监测电路和电压监测电路连接，所述电流监测电路和电压监测电路的输出端与微控制器连接，所述通讯接口和显示单元与所述微控制器连接，所述微控制器实时对接收的监测数据进行处理并将处理结果和数据上传至显示单元和通过通讯接口上传至上位控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种加热设备的加热状态监测装置，其特征在于：所述电流监测电路由依次连接的电流互感器、整流滤波电路及集成运放电路组成，所述电流互感器的输入端与设备接入接口连接，所述集成运放电路的输出端与微控制器连接。
3.根据权利要求1所述的一种加热设备的加热状态监测装置，其特征在于：所述电压监测电路包括电压运放电路，所述电压运放电路的输入端与设备接入接口连接，所述电压运放电路的输出端与微控制器连接。
4.根据权利要求1所述的一种加热设备的加热状态监测装置，其特征在于：所述设备接入接口为弹簧压接端子。
5.根据权利要求1所述的一种加热设备的加热状态监测装置，其特征在于：所述显示单元包括多个LED指示灯，分别为电源指示灯、加热正常指示灯、加热故障指示灯。
6.根据权利要求1所述的一种加热设备的加热状态监测装置，其特征在于：所述微控制器还连接有一用于与远端显示设备连接的远端显示接口。
7.根据权利要求1所述的一种加热设备的加热状态监测装置，其特征在于：该监测装置连接DC24V电源。
8.根据权利要求1所述的一种加热设备的加热状态监测装置，其特征在于：该装置的外壳上安装有DIN导轨卡子，安装在电气控制柜的DIN导轨上。
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| CN201621353387.XU CN206515407U (zh) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | 一种加热设备的加热状态监测装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN111913131A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-11-10 | 中车大同电力机车有限公司 | 车辆加热监测系统 |
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2016
- 2016-12-09 CN CN201621353387.XU patent/CN206515407U/zh active Active
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| CN111913131B (zh) * | 2019-06-28 | 2023-08-25 | 中车大同电力机车有限公司 | 车辆加热监测系统 |
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