CN217543719U - 一种矿用防爆电控系统的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种矿用防爆电控系统的检测装置，包括主控芯片、继电器驱动芯片和信号输出模块；主控芯片与继电器驱动芯片连接，信号输出模块的输入端分别与主控芯片以及继电器驱动芯片的输出端连接，信号输出模块的输出端用于连接待检测的矿用防爆电控系统的信号输入端；信号输出模块包括频率信号输出电路、电阻信号输出电路、电压信号输出电路、电流信号输出电路和开关信号输出电路中的任一种电路或多种电路的组合。利用本实用新型的检测装置，无需人为辅助操作，为对矿用防爆电控系统的多种输入信号全自动检测提供硬件条件。

Description

一种矿用防爆电控系统的检测装置

技术领域

本实用新型涉及矿用防爆电控系统领域，具体涉及一种矿用防爆电控系统的检测装置。

背景技术

矿用防爆电控系统可包括：矿用防爆柴油机燃油喷射电控装置、矿用防爆柴油机车电控装置采集器、矿用防爆柴油机车电控装置控制器、矿用柴油机自动保护装置等具有信号(电阻、电压、电流、开关、频率等)输入、驱动(高边、低边、继电器、H桥等)输出及通信(CAN、RS485、RS232等)的设备。随着科技的发展，矿用防爆柴油机正式进入电控时代，这也给矿用防爆电控系统的生产带来了很大的挑战。由于煤炭行业的特殊性，按照国家安标要求，产品检测子项目众多，操作繁复，流程复杂。现阶段，电控车间所使用的电控测试系统为半自动设备，但仍需要操作人员进行相应辅助操作，对不同的测试项目需切换不同的测试设备，不能形成批量生产，影响生产效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种矿用防爆电控系统的检测装置，为矿用防爆电控系统的全自动检测提供硬件条件。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种矿用防爆电控系统的检测装置，包括主控芯片、继电器驱动芯片和信号输出模块；所述主控芯片与所述继电器驱动芯片连接，所述信号输出模块的输入端分别与所述主控芯片以及所述继电器驱动芯片的输出端连接，所述信号输出模块的输出端用于连接待检测的矿用防爆电控系统的信号输入端；所述信号输出模块包括频率信号输出电路、电阻信号输出电路、电压信号输出电路、电流信号输出电路和开关信号输出电路中的任一种电路或多种电路的组合。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述频率信号输出电路包括继电器LS1，所述继电器LS1的线圈一端接入继电器电源信号，所述继电器LS1的线圈另一端连接在所述继电器驱动芯片的输出端上；所述继电器LS1的公共端通过第一电路连接在所述主控芯片的输出端上，所述继电器LS1的常开端连接在待检测的矿用防爆电控系统的频率信号输入端上，所述继电器LS1的常闭端通过第二电路连接在所述主控芯片的频率采集通道上；

所述第一电路包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2；所述三极管Q1的集电极与所述继电器LS1的公共端连接，所述三极管Q1的发射极以及所述电阻R1的一端均连接本安电源地，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的另一端连接后共同接入所述主控芯片的输出端上；

所述第二电路包括斯密特触发反相器U1、电阻R3、电阻R4和电容C1；所述斯密特触发反相器U1的输入引脚与所述继电器LS1的常闭端连接，所述斯密特触发反相器U1的输入引脚还分别通过所述电阻R3以及所述电容C1接本安电源地，所述斯密特触发反相器U1的电源引脚以及所述电阻R4的一端均接入5V本安电源上，所述电阻R4的另一端与所述斯密特触发反相器U1的输入引脚连接，所述斯密特触发反相器U1的接地引脚接本安电源地，所述斯密特触发反相器U1的输出引脚连接在所述主控芯片的频率采集通道上。

进一步，所述电阻信号输出电路包括数字电位计U2、继电器LS2、继电器LS3、继电器LS4和继电器LS5；所述数字电位计U2的信号输入引脚与所述主控芯片的输出端连接，所述数字电位计U2的电阻输出引脚分别与所述继电器LS2的常闭端、所述继电器LS3的常开端、所述继电器LS4的常开端以及所述继电器LS5的常开端连接，所述继电器LS2的公共端通过第三电路与所述主控芯片的电压信号输入端连接，所述继电器LS3的公共端、所述继电器LS4的公共端以及所述继电器LS5的公共端均与待检测的矿用防爆电控系统的电阻信号输入端连接；所述继电器LS2的线圈一端、所述继电器LS3的线圈一端、所述继电器LS4的线圈一端以及所述继电器LS5的线圈一端均接入继电器电源信号；所述继电器LS2的线圈另一端、所述继电器LS3的线圈另一端、所述继电器LS4的线圈另一端以及所述继电器LS5的线圈另一端均与所述继电器驱动芯片的输出端连接；

所述第三电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7，二极对管D1和电容C2；所述电阻R5的一端、所述电阻R6的一端以及所述电阻R7的一端均与所述继电器LS2的公共端连接，所述电阻R5的另一端以及所述二极对管D1的负极均接入5V电源信号，所述电阻R6的另一端与所述二极对管D1的正极连接，所述电阻R7的另一端与所述二极对管D1的中间端连接，所述电容C2的一端与所述二极对管D1的正极连接，所述电容C2的另一端与所述二极对管D1的中间端连接，所述二极对管D1的中间端还与所述主控芯片的电压信号输入端连接。

进一步，所述电压信号输出电路包括数模转换芯片U3、继电器LS6、继电器LS7、继电器LS8、继电器LS9和继电器LS10；所述数模转换芯片U3的信号输入引脚与所述主控芯片的输出端连接，所述数模转换芯片U3的VSS引脚接入信号模拟地，所述数模转换芯片U3的VSS引脚与所述数模转换芯片U3的输出引脚VOUTB之间连接有电阻R200，所述数模转换芯片U3的

引脚通过电阻R300接入信号模拟地，所述数模转换芯片U3的输出引脚VOUTA和输出引脚VOUTB分别对应通过电感L1和电感L2与所述继电器LS6的常闭端、所述继电器LS7的常开端、所述继电器LS8的常开端、所述继电器LS9的常开端以及所述继电器LS10的常开端连接，所述继电器LS6的公共端通过第四电路与所述主控芯片的电压信号输入端连接，所述继电器LS7的公共端、所述继电器LS8的公共端、所述继电器LS9的公共端以及所述继电器LS10的公共端与待检测的矿用防爆电控系统的电压信号输入端连接；所述继电器LS6的线圈一端、所述继电器LS7的线圈一端、所述继电器LS8的线圈一端、所述继电器LS9的线圈一端以及所述继电器LS10的线圈一端均接入继电器电源信号，所述继电器LS6的线圈另一端、所述继电器LS7的线圈另一端、所述继电器LS8的线圈另一端、所述继电器LS9的线圈另一端以及所述继电器LS10的线圈另一端与所述继电器驱动芯片的输出端连接；

所述第四电路包括电阻R8、电阻R9和电容C3；所述电阻R8的一端以及所述电阻R9的一端均与所述继电器LS6的公共端连接，所述电阻R8的另一端和所述电阻R9的另一端分别连接在所述电容C3的两端，所述电容C3与所述电阻R8连接的一端与所述主控芯片的电压信号输入端连接，所述电容C3与所述电阻R9连接的一端还接本安电源地。

进一步，所述电流信号输出电路包括数模转换芯片U4、电流转换电路和继电器LS11；所述数模转换芯片U4的信号输入端与所述主控芯片的输出端连接，所述数模转换芯片U4的输出端与所述电流转换电路的输入端连接，所述电流转换电路的输出端与所述继电器LS11的公共端连接，所述继电器LS11的常闭端通过第五电路与所述主控芯片的电流信号输入端连接，所述继电器LS11的常开端与待检测的矿用防爆电控系统的电流信号输入端连接，所述继电器LS11的线圈一端接入继电器电源信号，所述继电器LS11的线圈另一端接入继电器数字信号；

所述第五电路包括电阻R10、电阻R11和电容C4，所述电阻R10的一端以及所述电阻R11的一端均与所述继电器LS11的常闭端连接，所述电阻R10的另一端接地，所述电阻R11的另一端通过所述电容C4接地，所述电阻R11的另一端与所述主控芯片的电流信号输入端连接；

所述电流转换电路包括电压-电流转换芯片U8、三极管Q100和MOS管200；所述电压-电流转换芯片U8的GND1引脚、OD引脚、GND2引脚接入本安电源地，所述电压-电流转换芯片U8的SET引脚通过电阻R400接入本安电源地，所述电压-电流转换芯片U8的VI N引脚通过电阻R500连接所述数模转换芯片U4的输出端，所述电压-电流转换芯片U8的REGF引脚通过电容C100接入本安电源地，所述电压-电流转换芯片U8的REGF引脚还通过串联的电阻R600和电阻R700接入本安电源地，所述电压-电流转换芯片U8的REGS引脚接入所述电阻R600与所述电阻R700之间，所述电压-电流转换芯片U8的VG引脚分别连接在所述三极管Q100的集电极和所述MOS管200的栅极上，所述电压-电流转换芯片U8的I S引脚连接在所述三极管Q100的发射极上，所述电压-电流转换芯片U8的VSP引脚通过二极管D100连接在所述MOS管200的漏极上，所述三极管Q100的发射极通过电阻R800连接在所述MOS管200的源极上，所述三极管Q100的基极连接在所述MOS管200的源极上，所述MOS管200的漏极通过电容C200接入本安电源地，所述MOS管200的漏极通过电阻R900连接在所述继电器LS11的公共端上。

进一步，所述开关信号输出电路包括继电器LS12、继电器LS13和继电器LS14；所述继电器LS12、继电器LS13和继电器LS14均为两开两闭型继电器，所述继电器LS12的两个常闭端分别对应接入非本安电源和本安电源，所述继电器LS12的两个常开端分别对应接入非本安电源地和本安电源地，所述继电器LS12的非本安公共端通过第六电路与所述主控芯片的开关信号输入通道连接，所述继电器LS12的本安公共端通过第七电路与所述主控芯片的开关信号输入通道连接；

所述继电器LS13的两个常开端分别连接在所述继电器LS12的非本安公共端和本安公共端上，所述继电器LS13的两个公共端与待检测的矿用防爆电控系统的开关信号输入端连接；

所述继电器LS14的两个常开端均连接在所述继电器LS12的本安公共端上，所述继电器LS14的两个公共端与待检测的矿用防爆电控系统的开关信号输入端连接；

所述继电器LS12的线圈一端、所述继电器LS13的线圈一端以及所述继电器LS14的线圈一端均接入继电器电源信号，所述继电器LS12的线圈另一端、所述继电器LS13的线圈另一端以及所述继电器LS14的线圈另一端均与所述继电器驱动芯片的输出端连接；

所述第六电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、恒流二极管D2、稳压二极管D3、光耦U5、斯密特触发反相器U6、电容C5以及电容C6；所述电阻R12的一端与所述继电器LS12的非本安公共端连接，所述电阻R12的另一端还分别通过所述电容C5以及稳压二极管D3接地，所述电阻R12的另一端还通过所述恒流二极管D2与所述光耦U5的输入端连接，所述光耦U5的一输出端连接在所述斯密特触发反相器U6的输入端上，所述光耦U5的一输出端还通过所述电阻R13连接在所述斯密特触发反相器U6的电源端上，所述光耦U5的一输出端还分别通过所述电阻R14以及所述电容C6接地，所述光耦U5的另一输出端以及所述斯密特触发反相器U6的接地端接地，所述斯密特触发反相器U6的输出端与所述主控芯片的非本安开关信号输入端连接；

所述第七电路包括电阻R15、电阻R16、电容C7和斯密特触发反相器U7；所述电阻R15的一端连接在所述继电器LS12的本安公共端上，所述电阻R15的另一端与所述斯密特触发反相器U7的输入端连接，所述电阻R15的另一端还分别通过所述电阻R16以及所述电容C7接地，所述斯密特触发反相器U7的接地端接地，所述斯密特触发反相器U7的输出端与所述主控芯片的本安开关信号输入端连接。

本实用新型的有益效果是：在本实用新型一种矿用防爆电控系统的检测装置中，主控芯片和继电器驱动芯片协调信号输出模块输出频率信号、电阻信号、电压信号、电流信号和开关信号中的一种或多种信号，信号输出模块输出的信号接至矿用防爆电控系统；通过对比矿用防爆电控系统的输入信号和输出信号，即可判断矿用防爆电控系统对应的信号输入通道是否合格；利用本实用新型的检测装置，无需人为辅助操作，为对矿用防爆电控系统的多种输入信号全自动检测提供硬件条件。

附图说明

图1为本实用新型一种矿用防爆电控系统的检测装置的整体结构框图；

图2为频率信号输出电路的电路结构示意图；

图3为电阻信号输出电路的电路结构示意图；

图4为电压信号输出电路的电路结构示意图；

图5为电流信号输出电路的电路结构示意图；

图6为开关信号输出电路的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种矿用防爆电控系统的检测装置，包括主控芯片、继电器驱动芯片和信号输出模块；所述主控芯片与所述继电器驱动芯片连接，所述信号输出模块的输入端分别与所述主控芯片以及所述继电器驱动芯片的输出端连接，所述信号输出模块的输出端用于连接待检测的矿用防爆电控系统的信号输入端；所述信号输出模块包括频率信号输出电路、电阻信号输出电路、电压信号输出电路、电流信号输出电路和开关信号输出电路中的任一种电路或多种电路的组合。

在本具体实施例中，如图2所示：所述频率信号输出电路包括继电器LS1，所述继电器LS1的线圈一端接入继电器电源信号，所述继电器LS1的线圈另一端连接在所述继电器驱动芯片的输出端上；所述继电器LS1的公共端通过第一电路连接在所述主控芯片的输出端上，所述继电器LS1的常开端连接在待检测的矿用防爆电控系统的频率信号输入端上，所述继电器LS1的常闭端通过第二电路连接在所述主控芯片的频率采集通道上；

所述第一电路包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2；所述三极管Q1的集电极与所述继电器LS1的公共端连接，所述三极管Q1的发射极以及所述电阻R1的一端均连接本安电源地，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的另一端连接后共同接入所述主控芯片的输出端上；

所述第二电路包括斯密特触发反相器U1、电阻R3、电阻R4和电容C1；所述斯密特触发反相器U1的输入引脚与所述继电器LS1的常闭端连接，所述斯密特触发反相器U1的输入引脚还分别通过所述电阻R3以及所述电容C1接本安电源地，所述斯密特触发反相器U1的电源引脚以及所述电阻R4的一端均接入5V本安电源上，所述电阻R4的另一端与所述斯密特触发反相器U1的输入引脚连接，所述斯密特触发反相器U1的接地引脚接本安电源地，所述斯密特触发反相器U1的输出引脚连接在所述主控芯片的频率采集通道上。

其中，继电器LS1为AGQ20012型号的继电器，其为两开两闭八脚型继电器，继电器LS1的两个公共端分别对应通过两个第一电路连接在所述主控芯片的输出端上，所述继电器LS1的两个常闭端分别对应通过两个第二电路连接在所述主控芯片的频率采集通道上。

在图2中，I_S_FRE.1和I_S_FRE.2为主控芯片的输出端输出的信号，I_S_RELAY.1为继电器驱动芯片的输出端输出的信号,O_S_FRE_E.1和O_S_FRE_E.2为频率信号输出电路输出的频率信号(连接至待检测的矿用防爆电控系统),O_S_FRE_M.1和O_S_FRE_M.2为频率信号输出电路的频率信号回采信号(接入主控芯片的频率采集通道)。

具体的：

频率信号输出电路设计输出4通道，可设置为普通PWM输出、固定频率矩形波输出、特殊PWM波形输出(多齿或缺齿波形)。

频率信号输出电路输出波形幅值可通过上位机设置，5V/12V/24V可调。

频率检测电路输出频率信号接至待检测的矿用防爆电控系统的频率信号输入端；将输入至矿用防爆电控系统的频率信号与防爆电控系统输出的频率信号作比较即可判断矿用防爆电控系统的频率输出通道是否合格。

在本具体实施例中，如图3所示：所述电阻信号输出电路包括数字电位计U2、继电器LS2、继电器LS3、继电器LS4和继电器LS5；所述数字电位计U2的信号输入引脚与所述主控芯片的输出端连接，所述数字电位计U2的电阻输出引脚分别与所述继电器LS2的常闭端、所述继电器LS3的常开端、所述继电器LS4的常开端以及所述继电器LS5的常开端连接，所述继电器LS2的公共端通过第三电路与所述主控芯片的电压信号输入端连接，所述继电器LS3的公共端、所述继电器LS4的公共端以及所述继电器LS5的公共端均与待检测的矿用防爆电控系统的电阻信号输入端连接；所述继电器LS2的线圈一端、所述继电器LS3的线圈一端、所述继电器LS4的线圈一端以及所述继电器LS5的线圈一端均接入继电器电源信号；所述继电器LS2的线圈另一端、所述继电器LS3的线圈另一端、所述继电器LS4的线圈另一端以及所述继电器LS5的线圈另一端均与所述继电器驱动芯片的输出端连接；

所述第三电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7，二极对管D1和电容C2；所述电阻R5的一端、所述电阻R6的一端以及所述电阻R7的一端均与所述继电器LS2的公共端连接，所述电阻R5的另一端以及所述二极对管D1的负极均接入5V电源信号，所述电阻R6的另一端与所述二极对管D1的正极连接，所述电阻R7的另一端与所述二极对管D1的中间端连接，所述电容C2的一端与所述二极对管D1的正极连接，所述电容C2的另一端与所述二极对管D1的中间端连接，所述二极对管D1的中间端还与所述主控芯片的电压信号输入端连接。

其中，继电器LS2、继电器LS3、继电器LS4和继电器LS5均为AGQ20012型号的继电器，其为两开两闭八脚型继电器，继电器LS2的两个公共端分别对应通过两个第三电路与所述主控芯片的电压信号输入端连接。

在图3中，I_S_CS4231.1、I_S_SCK4231、I_S_SD I.4231、I_S_SHDN.4231、I_S_RELAY.1～8为均主控芯片的输出端输出的信号，O_S_SDO.4231为数字电位计U2输入至主控芯片的反馈信号；U为继电器驱动芯片，继电器驱动芯片输出O_S_RELAY.4、6～8控制继电器LS2～5。O_A_RES.M1、O_A_RES.M2接入主控芯片,O_A_RES.E1～6为电阻信号输出电路输出信号，接入待检测的矿用防爆电控系统。

具体的：

电阻信号输出电路设计输出6通道，输出电阻(10～50K)Ω连续可调，分辨率10Ω。

电阻信号输出电路输出电阻信号接至待检测的矿用防爆电控系统的电阻信号输入端；将输入至矿用防爆电控系统的电阻信号与防爆电控系统输出的电阻信号作比较即可判断矿用防爆电控系统的电阻输出通道是否合格。

在本具体实施例中，如图4所示：所述电压信号输出电路包括数模转换芯片U3、继电器LS6、继电器LS7、继电器LS8、继电器LS9和继电器LS10；所述数模转换芯片U3的信号输入引脚与所述主控芯片的输出端连接，所述数模转换芯片U3的VSS引脚接入信号模拟地，所述数模转换芯片U3的VSS引脚与所述数模转换芯片U3的输出引脚VOUTB之间连接有电阻R200，所述数模转换芯片U3的

引脚通过电阻R300接入信号模拟地，所述数模转换芯片U3的输出引脚VOUTA和输出引脚VOUTB分别对应通过电感L1和电感L2与所述继电器LS6的常闭端、所述继电器LS7的常开端、所述继电器LS8的常开端、所述继电器LS9的常开端以及所述继电器LS10的常开端连接，所述继电器LS6的公共端通过第四电路与所述主控芯片的电压信号输入端连接，所述继电器LS7的公共端、所述继电器LS8的公共端、所述继电器LS9的公共端以及所述继电器LS10的公共端与待检测的矿用防爆电控系统的电压信号输入端连接；所述继电器LS6的线圈一端、所述继电器LS7的线圈一端、所述继电器LS8的线圈一端、所述继电器LS9的线圈一端以及所述继电器LS10的线圈一端均接入继电器电源信号，所述继电器LS6的线圈另一端、所述继电器LS7的线圈另一端、所述继电器LS8的线圈另一端、所述继电器LS9的线圈另一端以及所述继电器LS10的线圈另一端与所述继电器驱动芯片的输出端连接；

所述第四电路包括电阻R8、电阻R9和电容C3；所述电阻R8的一端以及所述电阻R9的一端均与所述继电器LS6的公共端连接，所述电阻R8的另一端和所述电阻R9的另一端分别连接在所述电容C3的两端，所述电容C3与所述电阻R8连接的一端与所述主控芯片的电压信号输入端连接，所述电容C3与所述电阻R9连接的一端还接本安电源地。

在图4中，I_S_CS4812、I_S_SCK4812、I_S_SDL4812、I_S_RELAY.1～8为主控芯片输出信号，I_V_AGND为信号模拟地，U为继电器驱动芯片，继电器驱动芯片U输出O_S_RELAY.4～8控制继电器LS6～10。O_A_VOL.M1接入主控芯片,O_A_VOL.E1～8为电压信号输出电路输出信号，接入待检测的矿用防爆电控系统。

在电压信号输出电路中，设计输出8通道，输出电压(0～5)V连续可调，分辨率0.02V。

电压信号输出电路输出电压信号接至待检测的矿用防爆电控系统的电压信号输入端；将输入至矿用防爆电控系统的电压信号与防爆电控系统输出的电压信号作比较即可判断矿用防爆电控系统的电压输出通道是否合格。

在本具体实施例中，如图5所示：所述电流信号输出电路包括数模转换芯片U4、电流转换电路和继电器LS11；所述数模转换芯片U4的信号输入端与所述主控芯片的输出端连接，所述数模转换芯片U4的输出端与所述电流转换电路的输入端连接，所述电流转换电路的输出端与所述继电器LS11的公共端连接，所述继电器LS11的常闭端通过第五电路与所述主控芯片的电流信号输入端连接，所述继电器LS11的常开端与待检测的矿用防爆电控系统的电流信号输入端连接，所述继电器LS11的线圈一端接入继电器电源信号，所述继电器LS11的线圈另一端接入继电器数字信号；

所述第五电路包括电阻R10、电阻R11和电容C4，所述电阻R10的一端以及所述电阻R11的一端均与所述继电器LS11的常闭端连接，所述电阻R10的另一端接地，所述电阻R11的另一端通过所述电容C4接地，所述电阻R11的另一端与所述主控芯片的电流信号输入端连接；

所述电流转换电路包括电压-电流转换芯片U8、三极管Q100和MOS管200；所述电压-电流转换芯片U8的GND1引脚、OD引脚、GND2引脚接入本安电源地，所述电压-电流转换芯片U8的SET引脚通过电阻R400接入本安电源地，所述电压-电流转换芯片U8的VI N引脚通过电阻R500连接所述数模转换芯片U4的输出端，所述电压-电流转换芯片U8的REGF引脚通过电容C100接入本安电源地，所述电压-电流转换芯片U8的REGF引脚还通过串联的电阻R600和电阻R700接入本安电源地，所述电压-电流转换芯片U8的REGS引脚接入所述电阻R600与所述电阻R700之间，所述电压-电流转换芯片U8的VG引脚分别连接在所述三极管Q100的集电极和所述MOS管200的栅极上，所述电压-电流转换芯片U8的I S引脚连接在所述三极管Q100的发射极上，所述电压-电流转换芯片U8的VSP引脚通过二极管D100连接在所述MOS管200的漏极上，所述三极管Q100的发射极通过电阻R800连接在所述MOS管200的源极上，所述三极管Q100的基极连接在所述MOS管200的源极上，所述MOS管200的漏极通过电容C200接入本安电源地，所述MOS管200的漏极通过电阻R900连接在所述继电器LS11的公共端上。

其中，继电器LS11为AGQ20012型号的继电器，其为两开两闭八脚型继电器，继电器LS11的两个常闭端分别对应通过两个第五电路与主控芯片的电流信号输入端连接。电流转换电路设有两个，两个电流转换电路的输出端对应与继电器LS11的两个公共端连接。电流转换电路采用XTR111型号的电压-电流转换芯片U8可以输出(4～20)mA电流，且线性度较高。

在图5中，I_S_CS4812、I_S_SCK4812和I_S_SDL4812为元主控芯片的输出端输出的信号。O_A_VOL.M1、O_A_VOL.M2接入主控芯片,O_A_CUR.E1～2为电流信号输出电路的输出信号，接入待检测的矿用防爆电控系统。

在电流信号输出电路中，设计输出2通道，输出电流(4～20)mA连续可调，分辨率0.5mA。

电流信号输出电路输出电流信号接至待检测的矿用防爆电控系统的电流信号输入端；将输入至矿用防爆电控系统的电流信号与防爆电控系统输出的电流信号作比较即可判断矿用防爆电控系统的电流输出通道是否合格。

在本具体实施例中，如图6所示：所述开关信号输出电路包括继电器LS12、继电器LS13和继电器LS14；所述继电器LS12、继电器LS13和继电器LS14均为两开两闭型继电器，所述继电器LS12的两个常闭端分别对应接入非本安电源和本安电源，所述继电器LS12的两个常开端分别对应接入非本安电源地和本安电源地，所述继电器LS12的非本安公共端通过第六电路与所述主控芯片的开关信号输入通道连接，所述继电器LS12的本安公共端通过第七电路与所述主控芯片的开关信号输入通道连接；

所述继电器LS13的两个常开端分别连接在所述继电器LS12的非本安公共端和本安公共端上，所述继电器LS13的两个公共端与待检测的矿用防爆电控系统的开关信号输入端连接；

所述继电器LS14的两个常开端均连接在所述继电器LS12的本安公共端上，所述继电器LS14的两个公共端与待检测的矿用防爆电控系统的开关信号输入端连接；

所述继电器LS12的线圈一端、所述继电器LS13的线圈一端以及所述继电器LS14的线圈一端均接入继电器电源信号，所述继电器LS12的线圈另一端、所述继电器LS13的线圈另一端以及所述继电器LS14的线圈另一端均与所述继电器驱动芯片的输出端连接；

所述第六电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、恒流二极管D2、稳压二极管D3、光耦U5、斯密特触发反相器U6、电容C5以及电容C6；所述电阻R12的一端与所述继电器LS12的非本安公共端连接，所述电阻R12的另一端还分别通过所述电容C5以及稳压二极管D3接地，所述电阻R12的另一端还通过所述恒流二极管D2与所述光耦U5的输入端连接，所述光耦U5的一输出端连接在所述斯密特触发反相器U6的输入端上，所述光耦U5的一输出端还通过所述电阻R13连接在所述斯密特触发反相器U6的电源端上，所述光耦U5的一输出端还分别通过所述电阻R14以及所述电容C6接地，所述光耦U5的另一输出端以及所述斯密特触发反相器U6的接地端接地，所述斯密特触发反相器U6的输出端与所述主控芯片的非本安开关信号输入端连接；

所述第七电路包括电阻R15、电阻R16、电容C7和斯密特触发反相器U7；所述电阻R15的一端连接在所述继电器LS12的本安公共端上，所述电阻R15的另一端与所述斯密特触发反相器U7的输入端连接，所述电阻R15的另一端还分别通过所述电阻R16以及所述电容C7接地，所述斯密特触发反相器U7的接地端接地，所述斯密特触发反相器U7的输出端与所述主控芯片的本安开关信号输入端连接。

在图6中，I_V_SW为非本安24V电源,I_V_SW.EXBI为本安24V电源，O_S_SW_M.2为非本安开关信号回采通道(接入主控芯片的开关信号输入通道)，O_S_SW_M.1为本安开关信号回采通道(接入主控芯片的开关信号输入通道)，O_S_SW_E.1～4为开关信号输出电路输出的开关信号输出信号(通过线束接至待检测的矿用防爆电控系统)。

主控芯片输出信号接入继电器驱动芯片(图6中未示出)，继电器驱动芯片输出O_S_RELAY1、O_S_RELAY2和O_S_RELAY8分别对应控制继电器LS13、继电器LS14和继电器LS12。

在开关信号输出电路中，可配置为高边开关输出或者低边开关输出。通过继电器LS12切换开关输出状态(低：电源地，高:开关电源输出电压)；光耦U5为光隔离器件，用于待测产品的非本安型开关信号测试。

继电器LS12输出接入继电器LS13的输入通道，通过控制继电器选通实现通道扩展(增加测试通道只需增加输出继电器即可)，继电器LS13的输出通过线束连接至待检测的矿用防爆电控系统的开关输入通道。

开关检测电路输出开关信号接至待检测的矿用防爆电控系统的开关信号输入端；将输入至矿用防爆电控系统的开关信号与防爆电控系统输出的开关信号作比较即可判断矿用防爆电控系统的开关输出通道是否合格。

在本具体实施例中，主控芯片可以为MCU器件也可以为FPGA器件。

在本实用新型一种矿用防爆电控系统的检测装置中，主控芯片协调信号输出模块输出频率信号、电阻信号、电压信号、电流信号和开关信号中的一种或多种信号，信号输出模块输出的信号接至矿用防爆电控系统；通过对比矿用防爆电控系统的输入信号和输出信号，即可判断矿用防爆电控系统对应的信号输入通道是否合格；利用本实用新型的检测装置，无需人为辅助操作，为对矿用防爆电控系统的多种输入信号全自动检测提供硬件条件。

需要说明的是：本实用新型并不涉及计算机程序的改进，本申请旨在保护各硬件以及各硬件之间的连接关系，为矿用防爆电控系统的全自动检测提供硬件条件。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种矿用防爆电控系统的检测装置，其特征在于：包括主控芯片、继电器驱动芯片和信号输出模块；所述主控芯片与所述继电器驱动芯片连接，所述信号输出模块的输入端分别与所述主控芯片以及所述继电器驱动芯片的输出端连接，所述信号输出模块的输出端用于连接待检测的矿用防爆电控系统的信号输入端；所述信号输出模块包括频率信号输出电路、电阻信号输出电路、电压信号输出电路、电流信号输出电路和开关信号输出电路中的任一种电路或多种电路的组合。

2.根据权利要求1所述的矿用防爆电控系统的检测装置，其特征在于：所述频率信号输出电路包括继电器LS1，所述继电器LS1的线圈一端接入继电器电源信号，所述继电器LS1的线圈另一端连接在所述继电器驱动芯片的输出端上；所述继电器LS1的公共端通过第一电路连接在所述主控芯片的输出端上，所述继电器LS1的常开端连接在待检测的矿用防爆电控系统的频率信号输入端上，所述继电器LS1的常闭端通过第二电路连接在所述主控芯片的频率采集通道上；

所述第一电路包括三极管Q1、电阻R1和电阻R2；所述三极管Q1的集电极与所述继电器LS1的公共端连接，所述三极管Q1的发射极以及所述电阻R1的一端均连接本安电源地，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的另一端连接后共同接入所述主控芯片的输出端上；

所述第二电路包括斯密特触发反相器U1、电阻R3、电阻R4和电容C1；所述斯密特触发反相器U1的输入引脚与所述继电器LS1的常闭端连接，所述斯密特触发反相器U1的输入引脚还分别通过所述电阻R3以及所述电容C1接本安电源地，所述斯密特触发反相器U1的电源引脚以及所述电阻R4的一端均接入5V本安电源上，所述电阻R4的另一端与所述斯密特触发反相器U1的输入引脚连接，所述斯密特触发反相器U1的接地引脚接本安电源地，所述斯密特触发反相器U1的输出引脚连接在所述主控芯片的频率采集通道上。

3.根据权利要求1所述的矿用防爆电控系统的检测装置，其特征在于：所述电阻信号输出电路包括数字电位计U2、继电器LS2、继电器LS3、继电器LS4和继电器LS5；所述数字电位计U2的信号输入引脚与所述主控芯片的输出端连接，所述数字电位计U2的电阻输出引脚分别与所述继电器LS2的常闭端、所述继电器LS3的常开端、所述继电器LS4的常开端以及所述继电器LS5的常开端连接，所述继电器LS2的公共端通过第三电路与所述主控芯片的电压信号输入端连接，所述继电器LS3的公共端、所述继电器LS4的公共端以及所述继电器LS5的公共端均与待检测的矿用防爆电控系统的电阻信号输入端连接；所述继电器LS2的线圈一端、所述继电器LS3的线圈一端、所述继电器LS4的线圈一端以及所述继电器LS5的线圈一端均接入继电器电源信号；所述继电器LS2的线圈另一端、所述继电器LS3的线圈另一端、所述继电器LS4的线圈另一端以及所述继电器LS5的线圈另一端均与所述继电器驱动芯片的输出端连接；

所述第三电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7，二极对管D1和电容C2；所述电阻R5的一端、所述电阻R6的一端以及所述电阻R7的一端均与所述继电器LS2的公共端连接，所述电阻R5的另一端以及所述二极对管D1的负极均接入5V电源信号，所述电阻R6的另一端与所述二极对管D1的正极连接，所述电阻R7的另一端与所述二极对管D1的中间端连接，所述电容C2的一端与所述二极对管D1的正极连接，所述电容C2的另一端与所述二极对管D1的中间端连接，所述二极对管D1的中间端还与所述主控芯片的电压信号输入端连接。

4.根据权利要求1所述的矿用防爆电控系统的检测装置，其特征在于：所述电压信号输出电路包括数模转换芯片U3、继电器LS6、继电器LS7、继电器LS8、继电器LS9和继电器LS10；所述数模转换芯片U3的信号输入引脚与所述主控芯片的输出端连接，所述数模转换芯片U3的VSS引脚接入信号模拟地，所述数模转换芯片U3的VSS引脚与所述数模转换芯片U3的输出引脚VOUTB之间连接有电阻R200，所述数模转换芯片U3的

引脚通过电阻R300接入信号模拟地，所述数模转换芯片U3的输出引脚VOUTA和输出引脚VOUTB分别对应通过电感L1和电感L2与所述继电器LS6的常闭端、所述继电器LS7的常开端、所述继电器LS8的常开端、所述继电器LS9的常开端以及所述继电器LS10的常开端连接，所述继电器LS6的公共端通过第四电路与所述主控芯片的电压信号输入端连接，所述继电器LS7的公共端、所述继电器LS8的公共端、所述继电器LS9的公共端以及所述继电器LS10的公共端与待检测的矿用防爆电控系统的电压信号输入端连接；所述继电器LS6的线圈一端、所述继电器LS7的线圈一端、所述继电器LS8的线圈一端、所述继电器LS9的线圈一端以及所述继电器LS10的线圈一端均接入继电器电源信号，所述继电器LS6的线圈另一端、所述继电器LS7的线圈另一端、所述继电器LS8的线圈另一端、所述继电器LS9的线圈另一端以及所述继电器LS10的线圈另一端与所述继电器驱动芯片的输出端连接；

所述第四电路包括电阻R8、电阻R9和电容C3；所述电阻R8的一端以及所述电阻R9的一端均与所述继电器LS6的公共端连接，所述电阻R8的另一端和所述电阻R9的另一端分别连接在所述电容C3的两端，所述电容C3与所述电阻R8连接的一端与所述主控芯片的电压信号输入端连接，所述电容C3与所述电阻R9连接的一端还接本安电源地。

5.根据权利要求1所述的矿用防爆电控系统的检测装置，其特征在于：所述电流信号输出电路包括数模转换芯片U4、电流转换电路和继电器LS11；所述数模转换芯片U4的信号输入端与所述主控芯片的输出端连接，所述数模转换芯片U4的输出端与所述电流转换电路的输入端连接，所述电流转换电路的输出端与所述继电器LS11的公共端连接，所述继电器LS11的常闭端通过第五电路与所述主控芯片的电流信号输入端连接，所述继电器LS11的常开端与待检测的矿用防爆电控系统的电流信号输入端连接，所述继电器LS11的线圈一端接入继电器电源信号，所述继电器LS11的线圈另一端接入继电器数字信号；

所述第五电路包括电阻R10、电阻R11和电容C4，所述电阻R10的一端以及所述电阻R11的一端均与所述继电器LS11的常闭端连接，所述电阻R10的另一端接地，所述电阻R11的另一端通过所述电容C4接地，所述电阻R11的另一端与所述主控芯片的电流信号输入端连接；

所述电流转换电路包括电压-电流转换芯片U8、三极管Q100和MOS管200；所述电压-电流转换芯片U8的GND1引脚、OD引脚、GND2引脚接入本安电源地，所述电压-电流转换芯片U8的SET引脚通过电阻R400接入本安电源地，所述电压-电流转换芯片U8的VIN引脚通过电阻R500连接所述数模转换芯片U4的输出端，所述电压-电流转换芯片U8的REGF引脚通过电容C100接入本安电源地，所述电压-电流转换芯片U8的REGF引脚还通过串联的电阻R600和电阻R700接入本安电源地，所述电压-电流转换芯片U8的REGS引脚接入所述电阻R600与所述电阻R700之间，所述电压-电流转换芯片U8的VG引脚分别连接在所述三极管Q100的集电极和所述MOS管200的栅极上，所述电压-电流转换芯片U8的IS引脚连接在所述三极管Q100的发射极上，所述电压-电流转换芯片U8的VSP引脚通过二极管D100连接在所述MOS管200的漏极上，所述三极管Q100的发射极通过电阻R800连接在所述MOS管200的源极上，所述三极管Q100的基极连接在所述MOS管200的源极上，所述MOS管200的漏极通过电容C200接入本安电源地，所述MOS管200的漏极通过电阻R900连接在所述继电器LS11的公共端上。

6.根据权利要求1所述的矿用防爆电控系统的检测装置，其特征在于：所述开关信号输出电路包括继电器LS12、继电器LS13和继电器LS14；所述继电器LS12、继电器LS13和继电器LS14均为两开两闭型继电器，所述继电器LS12的两个常闭端分别对应接入非本安电源和本安电源，所述继电器LS12的两个常开端分别对应接入非本安电源地和本安电源地，所述继电器LS12的非本安公共端通过第六电路与所述主控芯片的开关信号输入通道连接，所述继电器LS12的本安公共端通过第七电路与所述主控芯片的开关信号输入通道连接；

所述继电器LS13的两个常开端分别连接在所述继电器LS12的非本安公共端和本安公共端上，所述继电器LS13的两个公共端与待检测的矿用防爆电控系统的开关信号输入端连接；

所述继电器LS14的两个常开端均连接在所述继电器LS12的本安公共端上，所述继电器LS14的两个公共端与待检测的矿用防爆电控系统的开关信号输入端连接；

所述继电器LS12的线圈一端、所述继电器LS13的线圈一端以及所述继电器LS14的线圈一端均接入继电器电源信号，所述继电器LS12的线圈另一端、所述继电器LS13的线圈另一端以及所述继电器LS14的线圈另一端均与所述继电器驱动芯片的输出端连接；

所述第六电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、恒流二极管D2、稳压二极管D3、光耦U5、斯密特触发反相器U6、电容C5以及电容C6；所述电阻R12的一端与所述继电器LS12的非本安公共端连接，所述电阻R12的另一端还分别通过所述电容C5以及稳压二极管D3接地，所述电阻R12的另一端还通过所述恒流二极管D2与所述光耦U5的输入端连接，所述光耦U5的一输出端连接在所述斯密特触发反相器U6的输入端上，所述光耦U5的一输出端还通过所述电阻R13连接在所述斯密特触发反相器U6的电源端上，所述光耦U5的一输出端还分别通过所述电阻R14以及所述电容C6接地，所述光耦U5的另一输出端以及所述斯密特触发反相器U6的接地端接地，所述斯密特触发反相器U6的输出端与所述主控芯片的非本安开关信号输入端连接；

所述第七电路包括电阻R15、电阻R16、电容C7和斯密特触发反相器U7；所述电阻R15的一端连接在所述继电器LS12的本安公共端上，所述电阻R15的另一端与所述斯密特触发反相器U7的输入端连接，所述电阻R15的另一端还分别通过所述电阻R16以及所述电容C7接地，所述斯密特触发反相器U7的接地端接地，所述斯密特触发反相器U7的输出端与所述主控芯片的本安开关信号输入端连接。

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