CN206573923U - 一种电气安全装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电气安全装置，包括安全光栅以及安全继电器，所述安全光栅包括光栅发射端以及光栅接收端，所述光栅接收端与安全继电器相连，所述安全继电器安装在设备电源输入端；所述光栅发射端包括红外光源阵列、扫描电路以及输出脉冲方波的调制驱动电路，所述光栅接收端包括红外接收阵列、放大电路、信号转换电路、逻辑运算电路、控制器以及电源模块。本实用新型在设备一定范围外安装安全光栅，正常情况下安全光栅的光栅接收端和一直接收到光栅发射端所发射的红外光信号，当有人或其他物件靠近时，会遮挡红外光信号的传播，光栅接收端由于无法接收到红外光信号而向安全继电器输出相关信号，继电器将会断开设备的通电连接。

Description

一种电气安全装置

技术领域

本实用新型涉及电气设备领域，具体地说是一种应用于电气设备，预防事故发生的安全装置。

背景技术

每个制造业公司的生产厂房基本上都会配置有大型的机床以及其他生产设备，而这些大型的生产设备普遍存在以下共同点，首先使用的都是三相电源，其次吨位较大，因此一旦发生安全事故，对工作人员的危害较大。

目前很多大型电气设备运行时，只是在设备周围放置护栏或者警告牌，这种安全措施存在很大的安全隐患，容易发生安全事故，造成设备装置损坏或者人员伤亡因此需要一款能够自动识别一定区域范围内是否有人靠近。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种应用在电气设备中的安全装置。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：

一种电气安全装置，包括安全光栅以及安全继电器，所述安全光栅包括光栅发射端以及光栅接收端，所述光栅接收端与安全继电器相连，所述安全继电器安装在设备电源输入端；所述光栅发射端包括红外光源阵列、扫描电路以及输出脉冲方波的调制驱动电路，所述光栅接收端包括红外接收阵列、放大电路、信号转换电路、逻辑运算电路、控制器以及电源模块；所述红外接收阵列与放大电路输入端相连，所述放大电路的输出端与信号转换电路的输入端相连，所述信号转换电路的输出端与逻辑运算电路的输入端相连，所述逻辑运算电路的输出端与控制器输入端相连，所述控制器的输出端与扫描电路的输入端相连，所述调制驱动电路的输出端和扫描电路的输出端分别与红外光源阵列相连，所述电源模块分别与控制器和调制驱动模块相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调制驱动电路所输出的脉冲方波频率为38KHZ。

作为上述技术方案的进一步改进，所述红外光源阵列包括安装面板和多个红外发光二极管，所述红外发光管均匀分布在安装面板上，所述安装面板垂直方向上相邻的红外发光管距离为7.5mm或15mm或30mm。

作为上述技术方案的进一步改进，所述安全继电器包括控制模块、触发装置以及复位电路，所述控制模块分别与触发装置以及复位电路相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述安全继电器还包括电压互感器、电流互感器、信号转换模块以及功能开关，所述电流互感器输出端和电压互感器输出端分别与信号转换模块的输入端相连，所述信号转换模块通过功能开关与控制模块相连。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括PLC处理器以及人机交互界面，所述PLC处理器通过有线或无线传输模块与安全继电器的控制模块通信连接，所述PLC处理器与人机交互界面相连。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在设备一定范围外安装安全光栅，正常情况下安全光栅的光栅接收端和一直接收到光栅发射端所发射的红外光信号，当有人或其他物件靠近时，会遮挡红外光信号的传播，光栅接收端由于无法接收到红外光信号而向安全继电器输出相关信号，继电器将会断开设备的通电连接。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实用新型的装置连接图；

图2是本实用新型安全光栅的电路原理图；

图3是本实用新型安全继电器的电路原理图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1至图3，本实用新型公开了一种应用在电气设备上的安全装置，包括安全光栅以及安全继电器，所述安全光栅包括光栅发射端以及光栅接收端，所述光栅接收端与安全继电器相连，所述安全继电器安装在设备电源输入端；所述光栅发射端包括红外光源阵列、扫描电路以及输出脉冲方波的调制驱动电路，所述光栅接收端包括红外接收阵列、放大电路、信号转换电路、控制器以及电源模块；所述红外接收阵列与放大电路输入端相连，所述放大电路的输出端与信号转换电路的输入端相连，所述信号转换电路的输出端与逻辑运算电路的输入端相连，所述逻辑运算电路的输出端与控制器输入端相连，所述控制器的输出端与扫描电路的输入端相连，所述调制驱动电路的输出端和扫描电路的输出端与红外光源阵列相连，所述电源模块分别与控制器和调制驱动电路相连。

具体地，装置运行时，红外光源阵列受调制驱动电路和扫描电路驱动形成了一定高度的红外光光幕；所述调制驱动电路向红外光源阵列输出频率为38KHZ的脉冲方波，红外光源阵列在该频率脉冲方波驱动下所输出的红外光抗干扰能力强，传输过程衰减量少，传输距离较远，另外所述调制驱动电路与现有的技术相比区别之处在于现有技术中一般都是利用控制器内部配置的定时器输出所需频率的脉冲方波，但却会浪费定时器资源，且编程难度较大，本实施例中所述调制驱动电路包括晶体振荡器；所述扫描电路受控制器控制，实现逐点点亮红外光源阵列，降低装置工作时的耗电量；所述红外接收阵列是由多个红外接收管，所述红外接收管可以是红外光敏二极管或者红外光敏三极管，用于将接收到的红外光信号转换成电信号，实现测量信号特性转换；所述放大电路用于将红外接收阵列所传输的微弱电信号进行放大，便于后续电路的处理；所述信号转换电路用于将输入的模拟量电信号转换成数字信号，便于逻辑运算电路处理；另外由于所述红外接收阵列配置有多个红外接收管，就会产生多个电信号，因此需要利用所述逻辑运算电路对多个输入的电信号进行运算，得出一个处理结果，再传输到控制器。

本实用新型使用时，在正常情况下，所述红外接收阵列会一直接收到来自红外光源阵列的红外光信号而产生多个电信号A，当有人靠近并遮挡光幕时，红外接收阵列中个别红外接收管因无法接收到红外光信号而产生一个或多个电信号B，所述电信号A和电信号B经信号转换电路分别转换成不同的数字信号。当所述信号A转换成数字信号为1，信号B转换成数字信号为0时，所述逻辑运算电路可以是将所有输入做逻辑与运算，逻辑运算电路输出数字信号1时，表示无人遮挡光幕，逻辑运算电路输出数字信号0时，表示有人遮挡光幕；当所述电信号A转换成数字信号为0，电信号B转换成数字信号为1时，所述逻辑运算电路可以使将所有输入做逻辑或运算，辑运算电路输出数字信号0时，表示无人遮挡光幕，逻辑运算电路输出数字信号1时，表示有人遮挡光幕。

进一步作为优选的实施方式，所述红外光源阵列包括多个红外发光二极管和安装面板，红外发光管在安装面板垂直方向上的位置分布直接影响检测物体的分辨率，本实施例中红外发光管均匀分布在安装面板上，所述安装面板垂直方向上相邻的红外发光管距离为7.5mm或15mm或30mm，红外发光管在此方式的分布方式下能够检测到细小物件的遮挡，使安全光栅检测精度更高，检测更加全面。

进一步作为优选的实施方式，所述安全继电器包括控制模块、触发装置以及复位电路，所述触发装置是安全继电器的执行部件，安装在设备与市电输入端之间，用于形成通电回路，所述复位电路用于恢复安全继电器的正常工作状态，所述控制模块分别与触发装置以及复位电路相连。

进一步所述安全继电器还可以配置有短路检测功能，所述安全继电器还包括电压互感器、电流互感器、信号转换模块以及功能开关，其中电压互感器以及电流互感器分别用于检测电源输入端的电压电流，所述信号转换模块用于将电压互感器和电流互感器采集到的模拟量信号转换为数字量信号，便于控制模块处理，所述功能开关设置在安全继电器外壳表面方便用户操作，用于短路检测功能的使能控制，所述电流互感器输出端和电压互感器输出端分别与信号转换模块的输入端相连，所述信号转换模块通过功能开关与控制模块相连。

进一步作为优选的实施方式，本装置还可以与其他智能控制系统配合使用，将本装置与智能控制系统的PLC处理器以及人机交互界面，所述PLC处理器与安全继电器的控制模块通信连接，并将安全继电器的运行状态输出到所述人机交互界面。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种电气安全装置，其特征在于：包括安全光栅以及安全继电器，所述安全光栅包括光栅发射端以及光栅接收端，所述光栅接收端与安全继电器相连，所述安全继电器安装在设备电源输入端；所述光栅发射端包括红外光源阵列、扫描电路以及输出脉冲方波的调制驱动电路，所述光栅接收端包括红外接收阵列、放大电路、信号转换电路、逻辑运算电路、控制器以及电源模块；所述红外接收阵列与放大电路输入端相连，所述放大电路的输出端与信号转换电路的输入端相连，所述信号转换电路的输出端与逻辑运算电路的输入端相连，所述逻辑运算电路的输出端与控制器输入端相连，所述控制器的输出端与扫描电路的输入端相连，所述调制驱动电路的输出端和扫描电路的输出端分别与红外光源阵列相连，所述电源模块分别与控制器和调制驱动模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种电气安全装置，其特征在于：所述调制驱动电路所输出的脉冲方波频率为38KHZ。

3.根据权利要求1所述的一种电气安全装置，其特征在于：所述红外光源阵列包括安装面板和多个红外发光二极管，所述红外发光管均匀分布在安装面板上，所述安装面板垂直方向上相邻的红外发光管距离为7.5mm或15mm或30mm。

4.根据权利要求1所述的一种电气安全装置，其特征在于：所述安全继电器包括控制模块、触发装置以及复位电路，所述控制模块分别与触发装置以及复位电路相连。

5.根据权利要求4所述的一种电气安全装置，其特征在于：所述安全继电器还包括电压互感器、电流互感器、信号转换模块以及功能开关，所述电流互感器输出端和电压互感器输出端分别与信号转换模块的输入端相连，所述信号转换模块通过功能开关与控制模块相连。

6.根据权利要求5所述的一种电气安全装置，其特征在于：还包括PLC处理器以及人机交互界面，所述PLC处理器通过有线或无线传输模块与安全继电器的控制模块通信连接，所述PLC处理器与人机交互界面相连。