CN2122246U

CN2122246U - 八路巡检式空压机安全监控仪

Info

Publication number: CN2122246U
Application number: CN 91233238
Authority: CN
Inventors: 张景辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1992-11-18

Abstract

本实用新型属于大型空气压缩机的安全监测、保护装置。它采用高精度温度和压力传感器对设备运行中的水温、油温、风包和排气温度、冷却水和润滑油压(有双限保护)八种安全参数集中进行自动巡回检测、模拟数字显示和通道开关指示，对十项保护指标实行定量控制。当发生超限或低限故障时，能自动停机并声光报警，同时锁定模拟显示器和相应的通道指示灯。监控仪具有定点显示，手动恢复和电路自检功能，不需改动设备结构即可投入运行，能在遥测，遥控条件下保障设备安全，特别适用干我国目前煤矿生产的状况。

Description

本实用新型是为20m³／min及以上空气压缩机设计的八种安全参数集中监测和保护装置。

目前我国生产和使用的大型空气压缩机，如矿用4L、5L系列等都没有集中监控装置，有些仪表和保护安装在设备各部位，象水银温度计、电接点压力表等，信号采集方式落后，使用起来即不方便又不可靠，甚至发生恶性事故。

为了克服现有产品的不足，保障设备安全运转，根据有关规程要求，研制出一种新型的空压机集中监控仪，它可以在设备正常运转情况下，随时遥测空压机的工作状态，当发生各种温度和压力超限等故障时可自动停机并声光告警。

本实用新型的工作原理如图1－2所示：

由PN结PN_1－3构成的低温传感器由R_1－3恒流供电，分别检测冷却水温、润滑油温和风包温度，集成四运放IC₁和IC₂有三个电路接成反相放大器，把传感器产生的－2.2mv／℃的检测信号，转换为10mv／℃的模拟信号送至IC7，另三个电路接成比较器，输出数字信号送至IC₈。其中电位器W1－3和W4－6用来调零和调整增益，W7－9分别设定温度保护动作值。

由铂热电阻Pt构成的高温传感器和电阻R23 26组成电桥，用以检测排气温度，四运放IC3中的一个接成电压跟随器，向桥路恒压供电另两个接成差动放大和反相放大器，把10mv／℃的模拟信号送至IC7其中W10用以调零，W11调整增益。最后一个运放接成比较器，输出数字信号至IC8，由W12设定保护动作值。

一、二级风压、冷却水及润滑油压均采用固态压阻式（或合金薄膜型）压力传感器检测，四运放IC4用两个电路接成差动放大器分别处理一、二级风压的检测信号，将每KPa 10mv的信号送至IC7，另外两个电路接成比较器，它们的输出送至IC8。四运放IC5用一个电路接成差动放大器，将每KPa 10mv的冷却水压检测信号送至IC7，用两个电路接成窗口比较器，输出数字信号至IC8，其压力保护的上、下限分别由W23和W24设定。润滑油压的检测和保护由四运放IC6完成其电路接法与IC5相同。

IC7和IC8是两个单八路（也可用一个双八路）模拟开关。IC7的作用是把各放大器送来的模拟信号选通后送至31／2位双积分A／D转换器IC19。IC19与外围元件及三只LED数码管组成了两位半（若用三只数码管可接成三位半）数字电压表。它所显示的温度最大值为199℃，压力最大值为1.99MPa。

IC8的作用是把各比较器送来的数字信号选通后送至四运放IC14 IC14中两个比较电路的特殊接法具有记忆功能：在正常情况下，第一个比较器输出高电平（做为报警信号），通过D11接至IC11的2号端第二个比较器输出低电平，不能使LED4和BG1工作。当有故障时，在超限信号触发下，两个比较器同时翻转，并能保持住，使故障指示灯LED4点亮，三极管BG1导通，由继电器J执行跳闸和发出音响信号（音响电路可任意设置，图中未画出）。N2是恢复按钮。

模拟开关IC7与IC8的同步和选通作用靠一组三位二进制数码进行，它是由一可控振荡器IC11通过双四位二进制同步加计数器IC10产生的。IC11为四双输入端施密特与非门，其中第一个门与R65、R66和C11构成方波发生器，通过R65调整巡检周期。正常情况下，由IC14送来的报警信号为高电平，第二个门的状态受1号端的控制。平时1端与第三个门的13号输入端通过R64接正电源，故3端输出为0，第四个门的4端输出为1，第一个门起振，产生方波通过第三个门的11端输出，给计数器计数。当按下定点按钮N1时、1端和13端接地3端变为高电平，4端转为0，第一个门停振，10端为1，由D12的单向导电性使C10上的高电平只能通过R67放电，构成延时。这时按钮即使松开，3端变为0，但5、6端仍为1。因此，11端的输出取决于13端，每按一次按钮，13端变换一次电平，从而计数器由手动计数，R63、C9构成防抖动电路。通过改变R67和C10的参数可以调整延时的长短，延时的目地，是为了无需用手一直按着按钮来短期监视某一通道，而又不会长期锁住，使仪器不巡检。当报警信号为低电平时，说明该检测通道发生超限故障，这时3端恒为1，方波发生器被锁住，此时手动巡检仍起作用，但若不按按钮N1，模拟显示则一直锁定在该通道上。通道指示是由BCD－十进制译码器IC9控制两个四运放IC12－13驱动8只发光管LED01－80来完成的。

本实用新型由单相变压器B、整流、滤波和集成稳压电路IC15－17等提供直流电源。其中运算放大器和A／D转换器采用±5V双电源，CMOS集成电路采用＋5V单电源，继电器J采用＋24V电源。压力传感器CY1－4的电源经稳压后，分别由三极管恒流源BG2－5供给，R82－85为反馈电阻。在公共偏置电路中，电位器W27用以调整恒流大小，发光管LED5用做电源指示灯，在正常工作时发绿光。

当BG2－5中有的集电极开路时，由于该管反馈电阻上的压降变小，使基极电流剧增，将在上偏置电阻R81上产生较大压降，这时LED5熄灭，说明压力传感器电源出现开路故障。而当温度传感器PN1－3开路时，LED1－3显示－1，短路时显示1并自动报警和引起保护动作。

本实用新型的主要设计指标为

监测内容及保护指标：风包温度120℃；冷却水温40℃；润滑油温70℃；排气温度160℃；二级风压800KPa；润滑油压低限10KPa高限30KPa；一级风压250KPa；冷却水压低限7KPa、高限200KPa。

监控方式：各项安全参数在空压机正常工作时巡回显示，自动巡检周期30±5秒，人工定点延时10±2秒；被监控指标中任一项超限时能定点显示，并实现声光报警和自动关机。

监控精度：温度标定的系统非线性误差应≤±2℃；压力标定的系统非线性误差应≤2KPa。

实施例

本实用新型的实施产品由传感器和监控仪两部分组成。温度和压力传感器全部采用密封型结构和恒流供电，能够远距离传输和在各种恶劣条件下工作，监控仪可安置在条件较好的工作间。由于线路简单可靠，机内除变压器、继电器和面板上的操作、显示器件外，其它全部装在一块印制电路插件板上，可以采用单台或多台组合的结构制成各种实用机型。

本实用新型具有保护齐全，功能完善、成本较低和按装方便的特点，不需对设备结构做任何改动即可投入运行，特别适合于我国目前煤矿生产的状况。

附图说明

图1：检测和控制电路

图2：电源和显示电路

Claims

1、一种大型空气压缩机的安全监测、保护装置，它主要由温度传感器PN_1-3、Pt和压力传感器CY_1-4，信号处理和数字显示电路IC_1-6、IC_18-19，通道和故障指示电路IC₉、IC_12-14及驱动执行电路BG1、J等组成，其特征在于：由可控振荡器IC₁₁、计数电路IC₁₀和模拟开关IC_7-8及译码电路IC₉组成的巡回检测环节，可用一套数字显示器件LED_1-3和通道指示灯LED_01-08分别对八个模拟量进行自动分时显示和人为定点显示，当任一模拟量超限时，能自动锁定模拟显示和通道显示，并发出声光警报及跳闸信号；由BG_2-5、LED₅、W₂₇和R_81-85组成的传感器恒流源，具有电路自检功能，当任一输出开路时，电源灯LED₅即熄灭指出故障。

2、按权利要求1所述的监控仪，其特征是：传感器可以用PN结测低温，用铂热电阻测高温，用固态压阻式或合金薄模型传感器测量各种气体和液体的压力：各温度和压力参数的保护值可分别设置，并能双限保护；也可换用其它类型的传感器以监测和保护其它参数或其它设备，而不影响巡检性能。

3、按权利要求1所述的监控装置，其特征是：IC₁₀可以采用四位或双四位二进制同步加计数器，IC_7－8可以采用两个单八路或一个双八路模拟开关，IC₁₁可以采用四双输入端施密特与非门等CMOS集成块组成巡检电路，IC₉可以采用BCD－－十进制译码器，控制两个四运放驱动8只发光管显示通道的开关；IC₁₉可以采用31／2位双积分A／D转换器，它与LED数码管可组成两位半或三位半的数显电路。