專利名稱：智能排流柜的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實用新型涉及一種智能排流柜，尤其適用于地鐵(輕軌)埋地金屬結(jié)構(gòu)物或埋地管道與鋼軌回流點連接，使埋地金屬結(jié)構(gòu)物或埋地管道中流動的雜散電流返回到變電所整流器負(fù)極，以減少雜散電流對金屬結(jié)構(gòu)物的腐蝕。
二背景技術(shù)：
目前使用的直流電流鐵路運輸系統(tǒng)中，在檢測或發(fā)現(xiàn)被保護(hù)的埋地金屬管道處于雜散電流腐蝕狀態(tài)時，是以人工為埋地金屬管道接地線排流，其工作量大，效果差，沒有專門的裝置為其自動排流，更談不上能遠(yuǎn)距離監(jiān)測或控制排流。
三、技術(shù)內(nèi)容1.發(fā)明目的本實用新型的目的是提供一種智能排流柜，它可以根據(jù)實時檢測的被保護(hù)的埋地結(jié)構(gòu)物的極化電位，判斷是否處于腐蝕狀態(tài)，如處于該狀態(tài)，則控制排流柜排流，否則切斷排流柜主通道，避免加大未進(jìn)行排流保護(hù)的埋地金屬結(jié)構(gòu)物的電腐蝕，并將排流工作狀態(tài)和檢測信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)端檢測與控制設(shè)備中。
2.技術(shù)方案本實用新型智能排流柜，它由排流主回路和單片機檢測控制裝置組成，在排流主回路中，埋地金屬結(jié)構(gòu)物上的一點通過接觸器接點接到一分流器的一端，分流器的另一端與一大功率二極管的正極相連，通過接觸器接點接通或斷開排流通路；大功率二極管與壓敏電阻(RV1)及阻容吸收裝置C1串R1兩條支路相連，電阻電容起阻容吸收保護(hù)作用，壓敏電阻起過壓保護(hù)作用；二極管的負(fù)極與帶輔助觸點的熔斷器的一端相連，以上電路并列三組，與限流電阻箱相連，限流電阻箱的另一端接到負(fù)母線上，埋地金屬結(jié)構(gòu)物上點與參比電極Cu/CuSO4的一端通過電阻兩個接到一放大器的正負(fù)極，正極通過一電阻接到放大器的輸出端，然后接到檢測電路板的一個A/D轉(zhuǎn)換接口，負(fù)極通過一電阻接到地線上；分流器兩端分別通過電阻接到單片機電路的另一放大器的正負(fù)極，正極通過一電阻接到放大器的輸出端，然后接到單片機的另一個A/D轉(zhuǎn)換接口，負(fù)極通過一電阻接到電路板地線上，單片機一端口通過電流放大芯片的一輸入口，電流放大芯片對應(yīng)輸出口接到一中間繼電器的線圈一端，中間繼電器線圈的另一端接到電路板地線上，電源一端通過中間繼電器接點接到接觸器線圈一端，接觸器線圈另一端接到電源的另一端上，以上電路并列三組。所述的單片機檢測控制裝置中的單片機為MCS51系列單片機。所述的單片機檢測控制裝置，擴充有(IC10)75LBC184串行接口芯片和鍵盤顯示接口芯片8279(IC11)。75LBC184將排流柜檢測信息變換為標(biāo)準(zhǔn)RS485信號，傳送到遠(yuǎn)端控制設(shè)備，便于遠(yuǎn)端監(jiān)控設(shè)備；鍵盤顯示接口可將指令發(fā)給單片機系統(tǒng)，并便于現(xiàn)場檢測和調(diào)試設(shè)備。
3.技術(shù)效果本實用新型智能排流柜，最適用于地鐵(輕軌)埋地金屬結(jié)構(gòu)物或埋地管道與鋼軌回流點連接，它主要由排流主回路和單片機檢測控制裝置組成，在排流主回路中，埋地金屬結(jié)構(gòu)物上的一點通過接觸器接點接到一分流器的一端，分流器的另一端與一大功率二極管的正極相連，通過接觸器接點接通或斷開排流通路，排流柜的工作狀態(tài)通過標(biāo)準(zhǔn)RS485接口遠(yuǎn)傳到其它監(jiān)控系統(tǒng)中，以便操作人員及時了解排流柜的工作狀態(tài)，保證設(shè)備的正常工作，解決了被保護(hù)的埋地金屬結(jié)構(gòu)物極性排流的問題，并保證在埋地金屬結(jié)構(gòu)物處于雜散電流腐蝕危險狀態(tài)時，才自動進(jìn)行排流，同時限制排流量，避免了流量過大，加大未進(jìn)行排流保護(hù)的金屬管道的電腐蝕，省時省力，效果好，具有廣泛的實用性。
四

圖1是本實用新型主電路原理圖。
圖2是本實用新型檢測及控制裝置電路原理圖。
圖中，CB1、CB2、CB3為Cu/CuSO4參比電極，KM1、KM2、KM3為接觸器線圈，KM11、KM21、KM31相應(yīng)為各接觸器的觸點，RS1、RS2、RS3為分流器，D1、D2、D3為大功率二極管，C1、R1、C2、R2、C3、R3為阻容吸收裝置，RV1、RV2、RV3為壓敏電阻，F(xiàn)U1、FU2、FU3為熔斷器，K1、K2、K3為熔斷器觸點，RP1為大功率電阻箱，F(xiàn)Z為負(fù)母線，IC189C51，IC2TLC2543，IC3MC1413，IC4～I(xiàn)C9OP07放大器，J1、J2、J3為中間繼電器線圈，KA1、KA2、KA3為中間繼電器接點，IC1075LBC184，IC118279，IC124～8位LED顯示器，IC134～64鍵小鍵盤。
五具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的一個實施例作進(jìn)一步的描述本實用新型圖1是本實用新型主電路原理圖，它包括排流主回路和單片機檢測控制裝置組成，此排流柜同時可以進(jìn)行三路排流。在埋地金屬結(jié)構(gòu)物上點(DV1、DV2、DV3)通過接觸器接點(KM11、KM21、KM31)接到分流器(RS1、RS2、RS3)的一端(FL1、FL3、FL5)，分流器的另一端(FL2、FL4、FL6)與大功率二極管(D1、D2、D3)的正極相連，大功率二極管與壓敏電阻(RV1、RV2、RV3)及阻容吸收裝置(R1-C1、R2-C2、R3-C3)兩條支路相連，阻容吸收裝置起阻容吸收保護(hù)作用，壓敏電阻起過壓保護(hù)作用；二極管(D1、D2、D3)的負(fù)極與帶輔助觸點(K1、K2、K3)的熔斷器(FU1、FU2、FU3)的一端相連，熔斷器(FU1-FU3)起過流保護(hù)作用，此熔斷器為帶輔助觸點的熔斷器，輔助觸點主要為檢測控制裝置提供主電路的通斷狀態(tài)，(K1-K3)為狀態(tài)信號；以上三條電路并聯(lián)后，與限流電阻箱(RP1)相連，限流電阻箱起限流作用。限流電阻箱的另一端接到負(fù)母線(FZ)上，埋地金屬結(jié)構(gòu)物上點(DV1、DV3、DV5)與Cu/CuSO4參比電極(CB1、CB2、CB3)的一端(DV2、DV4、DV6)通過電阻(R17-R18、R20-R21、R24-R25)接到單片機電路的放大器(IC7、IC8、IC9)的正負(fù)極，正極通過電阻(R16、R23、R26)接到放大器(IC7、IC8、IC9)的輸出端(AIN3、AIN4、AIN5)，然后接到單片機的一個A/D轉(zhuǎn)換接口(AIN3、AIN4、AIN5)，負(fù)極通過電阻(R19、R22、R27)接到電路板地線(GND)；分流器兩端(FL1-FL2、FL3-FL4、FL5-FL6)通過電阻(R5-R6、R9-R10、R12-R13)接到單片機電路的放大器(IC4、IC5、IC6)的正負(fù)極，正極通過電阻(R4、R8、R14)接到放大器(IC4、IC5、IC6)的輸出端(AIN0、AIN1、AIN2)，然后接到單片機的一個A/D轉(zhuǎn)換接口(AIN0、AIN1、AIN2)，負(fù)極通過電阻(R7、R11、R15)接到電路板地線(GND)，主回路中(DV1與DV2、DV3與DV4、DV5與DV6)，是進(jìn)入單片機測量控制裝置三個極化電位的測量點，(FL1與FL2、FL3與FL4、FL5與FL6)是進(jìn)入單片機檢測控制裝置三路排流電流的測量點。單片機(IC1)端口(P10、P11、P12)通過電流放大芯片(IC3)的一輸入口(I1、I2、I3)，電流放大芯片(IC3)對應(yīng)輸出口(O1、O2、O3)接到中間繼電器(J1、J2、J3)的線圈一端，中間繼電器線圈的另一端接到電路板地線(GND)，電源一端(L)通過中間繼電器接點(KA1、KA2、KA3)接到接觸器線圈(KM1、KM2、KM3)一端，接觸器線圈另一端接到電源線的另一端(N)上。
單片機檢測控制裝置中的單片機為MCS51系列單片機，擴充有(IC10)75LBC184串行接口芯片和鍵盤顯示接口芯片8279(IC11)。
主回路中的三個分流器的六個測量點信號分別進(jìn)入運算放大器OP-07，(IC4、IC5、IC6)與外圍電阻(R4-R15)構(gòu)成的差動放大器，信號放大后送入AD轉(zhuǎn)換器的輸入端(AIN0-AIN2)，三個極化電位的六個測量點信號分別進(jìn)入運算放大器OP-07，(IC7、IC8、IC9)與外圍電阻(R16-R27)構(gòu)成的差動放大器，信號放大后送入AD轉(zhuǎn)換器的輸入端(AIN3-AIN5)，IC2為AD轉(zhuǎn)換器，采用TI公司的TLC2543串行12位AD轉(zhuǎn)換器。(IC1)為單片機，采用89C51，它是整個系統(tǒng)的控制核心，(TLC2543)對輸入的6路模擬信號(AIN0-AIN5)分時進(jìn)行采集，轉(zhuǎn)換結(jié)果由單片機通過(P3.5)接收，(P3.2)控制AD轉(zhuǎn)換器的操作，(P3.3)向AD轉(zhuǎn)換器提供時鐘，(P3.4)控制AD轉(zhuǎn)換器的使能操作。單片機采集的信號送入指定內(nèi)存，實時判斷采集的三路極化電位信號是否處于腐蝕危險范圍，如果超過危險電壓，通過單片機的(P1.0-P1.2)控制中間繼電器(J1-J3)，來控制主回路接觸器的分合，(IC3)為集成驅(qū)動元件MC141 3。主回路保險的3個通斷狀態(tài)(K1-K3)與單片機89C51的(P1.5、P1.6、P1.7)口相連，單片機定時采集(P1.5、P1.6、P1.7)口的狀態(tài)，從而實時了解主回路的狀態(tài)情況。集成電路(IC10)為串行通訊轉(zhuǎn)換芯片75LBC184，主要提供標(biāo)準(zhǔn)RS485接口S1和S2，以便把排流柜的工作狀態(tài)傳送到其它監(jiān)控系統(tǒng)。(IC11)為顯示和鍵盤的接口電路，(IC12)為顯示模塊，(IC13)為鍵盤模塊。通過鍵盤可以設(shè)置需要的參數(shù)，顯示模塊可以顯示極化電位、排流電流和主器件的運行狀態(tài)。
權(quán)利要求1.本實用新型智能排流柜，其特征在于它包括排流主回路和單片機檢測控制裝置組成，埋地金屬結(jié)構(gòu)物上點DV1通過接觸器接點KM11接到分流器RS1的一端FL1，分流器的另一端FL2與大功率二極管D1的正極相連，大功率二極管與壓敏電阻RV1及阻容吸收裝置C1串R1兩條支路相連，二極管D1的負(fù)極與帶輔助觸點K1的熔斷器FU1的一端相連，以上電路并列三組，與限流電阻箱RP1相連，限流電阻箱的另一端接到負(fù)母線FZ上，埋地金屬結(jié)構(gòu)物上點DV1與參比電極CB1Cu/CuSO4的一端DV2通過電阻R17、R18接到單片機電路的放大器IC7的正負(fù)極，正極通過電阻R16接到放大器IC7的輸出端AIN3，然后接到單片機的一個A/D轉(zhuǎn)換接口AIN3，負(fù)極通過電阻R19接到電路板地線GND；分流器兩端FL1、FL2通過電阻R5、R6接到單片機電路的放大器IC4的正負(fù)極，正極通過電阻R4接到放大器IC7的輸出端AIN0，然后接到單片機的一個A/D轉(zhuǎn)換接口AIN0，負(fù)極通過電阻R7接到電路板地線GND，單片機IC1一端口通過電流放大芯片IC3的一輸入口，電流放大芯片IC3對應(yīng)輸出口接到中間繼電器J1的線圈一端，中間繼電器線圈的另一端接到電路板地線GND，電源一端L通過中間繼電器接點KA1接到接觸器線圈KM1一端，接觸器線圈另一端接到電源的另一端N上，以上電路并列三組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能排流柜，其特征在于所述的單片機檢測控制裝置，擴充有IC1075LBC184串行接口芯片和鍵盤顯示接口芯片IC118279。
專利摘要一種智能排流柜，最適用于直流鐵路運輸中地鐵埋地金屬結(jié)構(gòu)物或埋地管道與鋼軌回流點連接，它由排流主回路和檢測控制裝置兩部分組成，排流主回路由大功率二極管和接觸器組成，檢測控制裝置由以51系列單片機為核心的電路板組成，可通過鍵盤輸入指令，并通過數(shù)碼顯示器顯示排流柜的工作狀態(tài)，其狀態(tài)還可通過標(biāo)準(zhǔn)RS485接口遠(yuǎn)傳到其它監(jiān)控系統(tǒng)中，解決了被保護(hù)的埋地金屬結(jié)構(gòu)物極性排流的問題，并保證在埋地金屬結(jié)構(gòu)物處于雜散電流腐蝕危險狀態(tài)時，才自動進(jìn)行排流，同時限制排流量，避免了流量過大，加大未進(jìn)行排流保護(hù)的金屬管道的電腐蝕，省時省力，效果好，具有廣泛的實用性。
文檔編號B60M5/00GK2600281SQ0321952
公開日2004年1月21日 申請日期2003年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月24日
發(fā)明者李威 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)