CN215526070U - 一种焊接电源监测及控制设备 - Google Patents

Abstract

一种焊接电源监测及控制设备，包括检测电路、控制电路和探测电路；检测电路包括安装在元件盒内其电性连接的稳压电源、单片机模块和GPRS模块、热敏电阻，热敏电阻安装在电焊机的铁芯外侧发热部位；探测电路包括安装在元件盒A内且电性连接的接近开关、触发子电路、蓄电池、稳压模块、无线发射子电路、电源开关。本新型位于管理人员能实时掌握焊机的温升及电流数据，当某台焊机出现异常时能及时通知相关工作人员进行处置，由此减少了故障扩大化的几率，工作人员手握住焊把时，控制电路才自动控制焊机得电工作，人手离开焊把时焊机会自动失电不再工作，实现了智能化控制目的前提下，还能减少焊机由于空载带来的电能浪费，且减少了焊机出现故障几率。

Description

一种焊接电源监测及控制设备

技术领域

本实用新型涉及焊机配套设备技术领域，特别是一种焊接电源监测及控制设备。

背景技术

电焊机是一种使用非常广泛的焊接设备。焊机工作时其温升和输出电流数据等是衡量其工作性能的主要指标。现有的焊机由于结构所限，一般不配备温度及电流监测机构，这样当焊机因各种原因出现温度升高及电流输出异常时(比如短路引起电流输出变大、焊机升温过高)，如果工作人员没有及时进行处置，会造成故障扩大化，给使用者带来不必要的损失。

还有就是，现有的电焊机使用前都是工作人员先打开焊机的电源，然后在手握焊把焊接设备。这样存在一个问题，就是当没有焊接设备的间隙、工作人员没有关闭焊机电源时，或者完成焊接后没有关闭焊机电源时，不但会造成焊机空载从而导致不必要的电能浪费，还会因为焊机长时间通电增加了出现故障的几率。综上所述，提供一种特别适用于工厂具有若干台焊机管理使用，相关管理人员能实时掌握焊机的工况，在出现异常时能及时提示相关工作人员进行处置，且焊机在没有焊接时能自动失电，不但能节省电能，还能尽可能减少故障的焊机焊接电源监测及控制设备显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有焊机由于没有实时温度及工作电流监测设备，在因故障出现温度升高及输出电流异常时，工作人员不能及时进行处置，存在焊机故障扩大化的缺点，以及由于是通过人为开闭焊机的电源，焊机焊接的间隙或者焊接完毕工作人员没有关机时，焊机空载时间过长会造成电能浪费等的弊端，本实用新型提供了特别适用于工厂等具有若干台焊机的区域管理使用，在相关机构及电路共同左右作用下，能实时监测焊机的工作温度和输出电流数据，相关管理人员基于现有成熟的物联网数据收发技术，能实时掌握焊机的温升及电流数据，出现异常时能及时通知相关工作人员进行处置，由此减少了故障扩大化的几率，且焊接中，只有工作人员手握住焊把时焊机才会得电工作，人手离开焊把时焊机会自动失电不再工作，由此实现了智能化控制目的前提下，还能减少焊机由于空载带来的电能浪费，且减少了焊机出现故障几率的一种焊接电源监测及控制设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种焊接电源监测及控制设备，其特征在于包括检测电路、控制电路和探测电路；所述检测电路包括稳压电源、单片机模块、热敏电阻和GPRS模块，热敏电阻安装在电焊机的铁芯外侧发热部位；所述稳压电源、单片机模块和GPRS模块、控制电路安装在元件盒内；所述探测电路包括接近开关、触发子电路、蓄电池、稳压模块、无线发射子电路、电源开关，接近开关安装在电焊机的焊接手把内且探测面位于手把外；所述触发子电路、蓄电池、稳压模块、无线发射子电路、电源开关安装在元件盒A内，元件盒A和手把安装在一起；所述控制电路的控制电源输出端和电焊机的电源输入端电性连接，焊机的相线电源输入端、热敏电阻一端和单片机模块的信号输入端电性连接，单片机模块的信号输出端和GPRS模块的信号输入端电性连接；所述接近开关的信号输出端和触发子电路的信号输入端电性连接，触发子电路的信号输出端和无线发射子电路的信号输入端电性连接。

进一步地，所述检测电路的热敏电阻是负温度系数热敏电阻；单片机模块的主控芯片型号是STC12C5A60S2。

进一步地，所述控制电路包括电性连接的无线接收电路模块、电阻、NPN三极管和继电器，继电器正极电源输入端和无线接收电路模块正极电源输入端连接，无线接收电路模块的其中一个输出端和电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，无线接收电路模块的负极电源输入端和NPN三极管发射极连接。

进一步地，所述探测电路的触发子电路包括电性连接的继电器、电阻、NPN三极管，第一只继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和第一只继电器负极电源输入端连接，第一只继电器常开触点端和第二只继电器正极电源输入端连接，第一只继电器常闭触点端和第三只继电器正极电源输入端连接，第二只继电器及第三只继电器负极电源输入端、NPN三极管发射极连接。

进一步地，所述探测电路的接近开关是光电开关；稳压模块是直流转直流开关电源模块；无线发射子电路是无线发射电路模块。

本实用新型有益效果是：本新型特别适用于工厂等具有若干台焊机的区域管理使用，检测电路能实时监测焊机的工作温度和输出电流数据，基于现有成熟的物联网数据收发技术，监测的数据经无线移动网络传递到远端，位于值班室内的管理人员能经PC机或智能手机实时掌握焊机的温升及电流数据，当某台焊机出现异常时能及时通知相关工作人员进行处置，由此减少了故障扩大化的几率。本新型中，工作人员手握住焊把时会遮挡光电开关的探测头，于是无线发射电路得电发射出无线信号，控制电路会自动控制焊机得电工作，人手离开焊把时焊机会自动失电不再工作，由此实现了智能化控制目的前提下，还能减少焊机由于空载带来的电能浪费，且减少了焊机出现故障几率(其他电路待机电流只有10几mA，远低于电焊机的空载电流)。基于上述，所以本实用新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2、3是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1、2、3所示，一种焊接电源监测及控制设备，包括检测电路、控制电路2和探测电路；所述检测电路包括稳压电源A1、热敏电阻RT、单片机模块A2和GPRS模块A3，热敏电阻RT用“Π”型固定夹及螺杆螺母安装在电焊机的铁芯外侧发热部位、且热敏电阻RT的受热面紧贴焊机铁芯外侧发热面；所述稳压电源A1、单片机模块A2和GPRS模块A3、控制电路2安装在元件盒1内电路板上，元件盒1经螺杆螺母安装在电焊机的外壳外侧上端；所述探测电路包括接近开关A6、触发子电路2、蓄电池G、稳压模块A5、无线发射子电路A7、电源开关S，在电焊机的焊接手把3后中部侧端有个开孔，接近开关A6垂直安装在开孔内且接近开关A6的探测面(和手把上端水平)位于手把上端外；所述触发子电路2、蓄电池G、稳压模块A5、无线发射子电路A7、电源开关S(操作手柄位于元件盒A4上端开孔外)安装在圆形中空元件盒A4内，元件盒A4中部有个环形开孔，元件盒A4经中部环形开孔紧套在手把3的后端外侧。

图1、2、3所示，检测电路的稳压电源A1是型号220V/12V/100W的交流220V转直流12V开关电源模块成品；热敏电阻RT是负温度系数热敏电阻；GPRS模块A3型号是ZLAN8100，GPRS模块成品上有RS485数据输入端口(两个电源输入端、一路信号输入端)；单片机模块A2的主控芯片型号是STC12C5A60S2，单片机模块成品上有多个模拟信号接入端，单片机模块成品A2上有一个RS485数据输出端口。控制电路包括经电路板布线连接的型号TWH9236/TWH9238无线收发组件的无线接收电路模块A4、电阻R2、NPN三极管Q1和继电器K1，继电器K1正极电源输入端和无线接收电路模块A4正极电源输入端1脚连接，无线接收电路模块A4的其中一个输出端4脚(2、5、6、7脚悬空)和电阻R2一端连接，电阻R2另一端和NPN三极管Q1基极连接，NPN三极管Q1集电极和继电器K1负极电源输入端连接，无线接收电路模块A4的负极电源输入端3脚和NPN三极管Q1发射极连接。探测电路的触发子电路包括经电路板布线连接的继电器K2、K3、K4，电阻R1，NPN三极管Q2；第一只继电器K2正极电源输入端及控制电源输入端连接，电阻R1一端和NPN三极管Q1基极连接，NPN三极管Q1集电极和第一只继电器K2负极电源输入端连接，第一只继电器K2常开触点端和第二只继电器K3正极电源输入端连接，第一只继电器K2常闭触点端和第三只继电器K4正极电源输入端连接，第二只继电器K3及第三只继电器K4负极电源输入端、NPN三极管Q1发射极连接。探测电路的接近开关A6是型号LTD-12NO的PNP型小型光电开关成品，其具有三根引线，两根为电源输入线，第三根为信号输出线，应用中其上端探测头发射出的红外光束被阻挡后其信号输出线会输出高电平信号，探测头的探测距离是1-4厘米可调；稳压模块A5是DC-DC的直流转直流开关电源模块、型号URB2405YMD-6W、输入电源直流72V以下、输出直流12V；蓄电池G是型号12V/2Ah的锂蓄电池；无线发射子电路A7是型号TWH9236/TWH9238无线收发组件的无线发射电路模块(具有四个无线信号发射按键)。

图1、2、3所示，稳压电源A1的电源输入端1及2脚和交流220V电源两极(可以是三相四线电源的一根相线和零线)分别经导线连接，稳压电源A1的电源输出端正极3脚和热敏电阻RT一端、单片机模块A2及GPRS模块A3正极电源输入端1脚、控制电路的正极电源输入端继电器K1正极电源输入端经导线连接，稳压电源A1的电源输出端负极4脚和单片机模块A2及GPRS模块A3负极电源输入端2脚、控制电路的负极电源输入端NPN三极管Q1发射极经导线连接。焊机的供电端和控制电路的继电器K1两个控制电源输入端经导线分别连接，控制电路的控制电源输出端继电器K1的两个常开触点端和焊机M的电源输入端分别经导线连接。焊机的相线电源输入端与一只电阻R串联、热敏电阻RT另一端和单片机模块A2的信号输入端4及3脚分别经导线连接。单片机模块A2的信号输出端和GPRS模块A3的信号输入端经导线连接。稳压模块A5的电源输入端1及2脚和电焊机的电源输出导线(焊接手把处)两极分别经导线连接，稳压模块A5的电源输出端3及4脚经电源开关S串联和接近开关A6的电源输入端1及2脚、触发子电路的电源输入端继电器K2正极电源输入端及NPN三极管Q2发射极、蓄电池G两极(直接和稳压模块A5的3及4脚相连)、无线发子电路A7的电源输入端1及2脚分别经导线连接。接近开关A6的信号输出端3脚和触发子电路的信号输入端电阻R1另一端经导线连接，触发子电路的信号输出端继电器K3、K4控制触点端及常开触点端分别和无线发射子电路的两个信号输入端第一只发射按键S1键下两个触点、第二只发射按键S2键下两个触点经导线连接。

图1、2、3所示，220V交流电源进入稳压电源A1的电源输入端后，稳压电源A1在内部电路作用下3及4脚会输出稳定的直流12V电源进入热敏电阻RT一端及单片机模块A2、GPRS模块A3、控制电路的电源输入端。电焊机工作时其输出到焊点焊把处的直流电源会进入稳压模块A5的电源输入端，于是，稳压模块A5在其内部电路作用下3、4脚会输出稳定的直流12V电源进入接近开关A6、触发子电路、无线发射电路模块A7的电源输入端(电源开关S打开的前提下)，同时进入蓄电池G的电源输入端为蓄电池G充电，保证本新型焊机没有输出电源到焊接点位时也能正常工作)。本新型中，由于热敏电阻RT的感温面紧贴焊机的铁芯外侧，这样，铁芯产生的热量会作用于热敏电阻RT、温度高时热敏电阻RT的电阻低，12V电源经热敏电阻RT降压限流后进入单片机模块A2的3脚信号电压相对高，温度低时热敏电阻RT的电阻大，12V电源经热敏电阻RT降压限流后进入单片机模块A2的3脚信号电压相对低。焊机工作时其输入端相线电压会经电阻R降压限流进入单片机模块A2的4脚，负荷过大(包括短路)时输入到单片机模块A2的4脚信号电流高(电流高信号电压相对高、反之相对低)、反之就低。单片机模块A2在内部电路作用下将输入动态变化的模拟电压信号转换为数字信号输出、GPRS模块A3接收到数字信号后，会经无线移动网络将数据传递到远端，位于值班室内的管理人员能经PC机或智能手机实时掌握焊机的温升及电流数据，当某台焊机出现异常时(温度过高或输入电流过大，比如温度超过70℃、根据焊机型号该台焊机的工作电流超过了其最高200A限流以上)能及时通知相关工作人员进行处置，由此减少了故障扩大化的几率(相关电路采集模拟电压信号数据，然后模数转换后通过无线移动网络发送数据，远端PC及或智能手机应用接收数字信号数据，并经显示屏波形图或数字、文字显示是现有极为成熟的物联网技术)。

图1、2、3所示，平时工作人员没有焊接(焊把摆放在地面时由于前端焊嘴宽度宽，因此无论是向左倒、向右倒位于地面，地面都不会遮挡接近开关的探测头)手部没有接触焊把时，接近开关A6的探测头没有被遮挡，这样接近开关A6的3脚不输出高电平，那么继电器K2不会得电吸合，后级的无线发射电路模块A7不会发射出无线信号。当工作人员要焊接手部握住焊把时，手部会遮挡接近开关A6的探测头，于是接近开关A6的3脚会输出高电平经电阻R1降压限流进入NPN三极管Q2的基极，NPN三极管Q2导通集电极输出低电平进入继电器K2负极电源输入端，继电器K2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，其控制电源输入端和常闭触点端开路。进而，12V电源正极会经继电器K2控制电源输入端及常开触点端进入继电器K3正极电源输入端，继电器K3得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合，由于，继电器K3控制触点端及常开触点端分别和无线发射子电路第一只发射按键S1键下两个触点经导线连接，所以此刻无线发射电路模块A7会发射出第一路无线闭合信号。当工作人员没有焊接、手部离开焊把时，由于接近开关A6的探测头没有遮挡其3脚停止输出高电平，进而继电器K2失电不再吸合其控制电源输入端和常闭触点端闭合，12V电源正极会经继电器K2控制电源输入端及常闭触点端进入继电器K4正极电源输入端，继电器K4得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合，由于，继电器K4控制触点端及常开触点端分别和无线发射子电路第二只发射按键S2键下两个触点经导线连接，所以此刻无线发射电路模块A7会发射出第一路无线开路信号。

图1、2、3所示，当工作人员焊接、手握住焊把无线发射电路模块A7发射出第一路无线闭合信号，无线接收电路模块A4接收到无线闭合信号后，其4脚会输出高电平经电阻R2降压限流进入NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1导通集电极输出低电平进入继电器K1的负极电源输入端，继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合。由于，继电器K1的两个常开触点端和焊机M的电源输入端分别经导线连接，所以此刻焊机就会自动得电工作。当工作人员不再焊接、手部离开焊把，无线发射电路模块A7发射出第一路无线开路信号，无线接收电路模块A4接收到无线开信号后其4脚会停止输出高电平，进而NPN三极管Q1截止、继电器K1失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，那么此刻焊机就会自动失电不再工作。通过上述所有电路及机构共同作用，本新型能实时监测焊机的工作温度和输出电流数据，位于值班室内的管理人员能经PC机或智能手机实时掌握焊机的温升及电流数据，当某台焊机出现异常时能及时通知相关工作人员进行处置，由此减少了故障扩大化的几率，工作人员手握住焊把时，控制电路才会自动控制焊机得电工作，人手离开焊把时焊机会自动失电不再工作，实现了智能化控制目的前提下，还能减少焊机由于空载带来的电能浪费，且减少了焊机出现故障几率(其他电路待机电流只有10几mA，远低于电焊机的空载电流)。电路中，热敏电阻RT是型号NTC103D的负温度系数热敏电阻；继电器K1、K2、K3、K4是DC12V直流继电器；电阻R、R2、R1阻值分别是1.5M、1K、1K；NPN三极管Q1、Q2型号是9013。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种焊接电源监测及控制设备，其特征在于包括检测电路、控制电路和探测电路；所述检测电路包括稳压电源、单片机模块、热敏电阻和GPRS模块，热敏电阻安装在电焊机的铁芯外侧发热部位；所述稳压电源、单片机模块和GPRS模块、控制电路安装在元件盒内；所述探测电路包括接近开关、触发子电路、蓄电池、稳压模块、无线发射子电路、电源开关，接近开关安装在电焊机的焊接手把内且探测面位于手把外；所述触发子电路、蓄电池、稳压模块、无线发射子电路、电源开关安装在元件盒A内，元件盒A和手把安装在一起；所述控制电路的控制电源输出端和电焊机的电源输入端电性连接，焊机的相线电源输入端、热敏电阻一端和单片机模块的信号输入端电性连接，单片机模块的信号输出端和GPRS模块的信号输入端电性连接；所述接近开关的信号输出端和触发子电路的信号输入端电性连接，触发子电路的信号输出端和无线发射子电路的信号输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种焊接电源监测及控制设备，其特征在于，检测电路的热敏电阻是负温度系数热敏电阻；单片机模块的主控芯片型号是STC12C5A60S2。

3.根据权利要求1所述的一种焊接电源监测及控制设备，其特征在于，控制电路包括电性连接的无线接收电路模块、电阻、NPN三极管和继电器，继电器正极电源输入端和无线接收电路模块正极电源输入端连接，无线接收电路模块的其中一个输出端和电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，无线接收电路模块的负极电源输入端和NPN三极管发射极连接。

4.根据权利要求1所述的一种焊接电源监测及控制设备，其特征在于，探测电路的触发子电路包括电性连接的继电器、电阻、NPN三极管，第一只继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和第一只继电器负极电源输入端连接，第一只继电器常开触点端和第二只继电器正极电源输入端连接，第一只继电器常闭触点端和第三只继电器正极电源输入端连接，第二只继电器及第三只继电器负极电源输入端、NPN三极管发射极连接。

5.根据权利要求1所述的一种焊接电源监测及控制设备，其特征在于，探测电路的接近开关是光电开关；稳压模块是直流转直流开关电源模块；无线发射子电路是无线发射电路模块。

Images