專利名稱：電子衡器防雷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用于各類大型電子衡器的雷電防護(hù)裝置，特別適用于動態(tài)電子軌道衡的雷電防護(hù)。
技術(shù)背景大型電子衡器處于室外暴露場合，秤臺及鋼軌等大型金屬構(gòu)件極易遭受雷擊，特別容易產(chǎn)生由于電磁感應(yīng)導(dǎo)致的浪涌電壓，因此，安裝在秤臺下的傳感器和與其相連的運(yùn)算放大器及A/D轉(zhuǎn)換部分和相應(yīng)的計算機(jī)系統(tǒng)等，很容易遭到雷電的襲擊而損壞。大多數(shù)情況下，由于傳感器彈性體與秤臺是處于電氣連通狀態(tài)的，傳感器彈性體上感應(yīng)的高電壓會將傳感器的應(yīng)變片或其后的相應(yīng)電路擊穿。現(xiàn)有衡器當(dāng)秤臺遭受雷擊時，有強(qiáng)大的電流直接通過傳感器的彈性體。經(jīng)實際測試證明即使在傳感器的兩端加裝短路分流帶，當(dāng)沖擊電流達(dá)到80KA時，傳感器兩端的壓差可達(dá)數(shù)千伏，即傳感器彈性體上有巨大的電流通過，此電流產(chǎn)生的磁場足以對傳感器內(nèi)部的應(yīng)變電路造成損壞，并可進(jìn)而波及到與其相連的A/D轉(zhuǎn)換電路及計算機(jī)系統(tǒng)。傳感器的耐壓極限只有一千伏到一千五百伏，這就是大型電子衡器的傳感器因遭受雷擊容易損壞的最主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是要提供一種大型電子衡器防雷裝置，其要解決的技術(shù)問題是能夠在正常情況下完全不影響衡器的運(yùn)行，在遭受雷電襲擊或瞬態(tài)過電壓的情況下，甚至在遭受直擊雷的情況下對整體衡器做出有效的保護(hù)。
為實現(xiàn)上述目的本實用新型采用如下技術(shù)方案一種電子衡器防雷裝置，包括秤臺與秤臺基礎(chǔ)之間的傳感器，傳感器連接運(yùn)算放大器及A/D轉(zhuǎn)換儀表、計算機(jī)，秤臺與基礎(chǔ)之間連接有泄流線，在所述傳感器和秤臺間加裝絕緣裝置；傳感器的應(yīng)變片電路和運(yùn)算放大器及A/D轉(zhuǎn)換器與傳感器彈性體之間設(shè)置防雷器。
本實用新型所述秤臺與傳感器之間加裝的絕緣裝置，位于傳感器的上端或下端。
本實用新型所述秤臺與傳感器之間加裝的絕緣裝置，位于傳感器的上、下兩端。
本實用新型所述傳感器彈性體與傳感器的應(yīng)變電路之間連接傳感器專用防雷器。
本實用新型所述傳感器的供橋電源和信號線與放大器和A/D轉(zhuǎn)換器之間連接電子秤稱重信號防雷器。
本實用新型所述秤臺與秤臺基礎(chǔ)間設(shè)置的泄流線采用銅編織線，編織線截面應(yīng)大于20平方毫米。
本實用新型所述接地網(wǎng)設(shè)在秤臺周圍，與秤臺基礎(chǔ)一體。
本實用新型所述計算機(jī)室內(nèi)供電系統(tǒng)安裝串聯(lián)型防雷箱和防雷插座；所述計算機(jī)及各種保護(hù)裝置按單點接地方式，接在地網(wǎng)上。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，在傳感器和秤臺間加裝絕緣裝置，在秤臺與秤臺基礎(chǔ)間設(shè)置了泄流線，當(dāng)衡器遭受雷電襲擊或其他原因?qū)е碌乃矐B(tài)過電壓時，甚至遭受直擊雷時，都能很好地保護(hù)衡器免遭破壞。


圖1是本實用新型具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型另一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型具體實施例的傳感器專用防雷器示意圖。
圖4是本實用新型具體實施例的電子秤稱重信號防雷器示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖1和圖2所示，電子衡器防雷裝置，包括秤臺1與秤臺基礎(chǔ)5之間的傳感器8，傳感器8連接運(yùn)算放大器及A/D轉(zhuǎn)換器10和計算機(jī)11，所述秤臺1周圍設(shè)置包括秤臺基礎(chǔ)5在內(nèi)的接地網(wǎng)6，對傳感器8的應(yīng)變片和運(yùn)算放大器及A/D轉(zhuǎn)換器10與傳感器彈性體之間設(shè)置由抗瞬變元器件組成的稱重信號防雷器9；在傳感器8和秤臺1間加裝絕緣裝置2，3，加裝的絕緣裝置可以是高強(qiáng)度絕緣墊，秤臺1與秤臺基礎(chǔ)5間設(shè)置泄流線4。
本實用新型采用的技術(shù)方案是1、切斷傳感器彈性體與秤臺的電氣通道，另外提供電流的瀉放通道；2、對傳感器的應(yīng)變片和運(yùn)算放大器及A/D轉(zhuǎn)換部件與傳感器彈性體之間做等電位保護(hù)；3、對系統(tǒng)供電及通訊做多級防雷保護(hù)；4、在秤臺周圍構(gòu)建包括秤臺基礎(chǔ)在內(nèi)的接地網(wǎng)，整體防護(hù)系統(tǒng)和地網(wǎng)一點連通。
本實用新型的技術(shù)關(guān)鍵在于在傳感器8和秤臺1間加裝高強(qiáng)度絕緣裝置2，3，21，此墊應(yīng)具有高度絕緣性能，當(dāng)衡器遭遇雷擊時，避免電流直接通過傳感器彈性體；此墊還應(yīng)有極高的強(qiáng)度，能承受大型衡器稱重時的強(qiáng)大壓力和巨大的沖擊力。此高強(qiáng)度絕緣裝置可選用1、增韌氧化鋯陶瓷，2、鐵路上采用的軌枕間橡膠絕緣裝置或，3、NYLATRON MC 904P打樁機(jī)墊。經(jīng)反復(fù)試驗，采用圖1，圖2所示兩種方案，經(jīng)過100KA電流沖擊整體系統(tǒng)完好無損。絕緣裝置可根據(jù)衡器的實際情況加裝在傳感器8的上端，此方案中，絕緣裝置可以安裝在圖1所示絕緣體位置A處，亦可安裝在絕緣體位置E處。絕緣裝置還可同時加裝在傳感器的上、下兩端，如圖2所示上端絕緣裝置的位置可選A、E其一，下端位置在傳感器8下端與秤臺基礎(chǔ)5之間位置F處；秤臺1與秤臺基礎(chǔ)5間應(yīng)加特制的泄流線4，此線采用銅編織線，編織線截面大于20平方毫米，共四條。因雷擊時此線有巨大電流通過，會產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場，故此線不要靠近傳感器8。
僅僅切斷流經(jīng)傳感器彈性體的浪涌電流是不夠的，當(dāng)秤體遭遇雷擊時會產(chǎn)生經(jīng)時泄流線導(dǎo)入大地的強(qiáng)大電流，此電流經(jīng)地網(wǎng)流入大地的瞬間，因地網(wǎng)存在電阻和電感，在浪涌電流入地的瞬間，能夠使傳感器的應(yīng)變體產(chǎn)生上萬伏的瞬時電位差，此電位差對傳感器的應(yīng)變電路及與其相連的其他電路具有很強(qiáng)的破壞作用，必須采取進(jìn)一步的保護(hù)措施。
如圖3所示，根據(jù)等電位的原理，采用傳感器專用防雷器16對傳感器進(jìn)行保護(hù)。雷擊瞬間，傳感器彈性體上的高電位經(jīng)圖3所示電路中的與傳感器彈性體檢測線7相連的浪涌吸收元件，傳遞到傳感器8的橋路電路，此時傳感器彈性體與傳感器的橋路電路的壓差為零。這樣傳感器就得到了有效的保護(hù)。
同理，圖4所示電路中浪涌吸收元件，可以把地線上的電位傳到A/D轉(zhuǎn)換器10的供電和信號線上，從而實現(xiàn)了對A/D轉(zhuǎn)換器10的保護(hù)。通訊線15部分采用信號防雷器12進(jìn)行保護(hù)，計算機(jī)室內(nèi)供電系統(tǒng)使用串聯(lián)型電源防雷器14和防雷插座13作B+C和D級三級保護(hù)，作為對電源的雷擊和浪涌的保護(hù)。地網(wǎng)6設(shè)在秤臺1周圍，與秤臺基礎(chǔ)5一體。計算機(jī)11等室內(nèi)設(shè)備及各種保護(hù)裝置按單點接地方式，接在地網(wǎng)6上。
傳感器專用防雷器和電子秤稱重信號防雷器，使用浪涌吸收元件組成，如電容，電感，壓敏電阻，放電管，抗瞬變二極管等組成。
本實用新型的衡器防雷裝置簡單、可靠，成本適中，當(dāng)這些衡器遭受雷電襲擊或其他原因?qū)е碌乃矐B(tài)過電壓時，甚至遭受直擊雷時，都能很好地保護(hù)這些衡器免遭破壞，適合批量推廣，具有巨大的社會效益和良好的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求1.一種電子衡器防雷裝置，包括秤臺與秤臺基礎(chǔ)之間的傳感器，傳感器連接運(yùn)算放大器及A/D轉(zhuǎn)換儀表、計算機(jī)，秤臺與基礎(chǔ)之間連接有泄流線，其特征在于在所述傳感器和秤臺間加裝絕緣裝置；傳感器的應(yīng)變片電路和運(yùn)算放大器及A/D轉(zhuǎn)換器與傳感器彈性體之間設(shè)置防雷器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子衡器防雷裝置，其特征在于所述秤臺與傳感器之間加裝的絕緣裝置，位于傳感器的上端或下端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子衡器防雷裝置，其特征在于所述秤臺與傳感器之間加裝的絕緣裝置，位于傳感器的上、下兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子衡器防雷裝置，其特征在于所述傳感器彈性體與傳感器的應(yīng)變電路之間連接傳感器專用防雷器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子衡器防雷裝置，其特征在于所述傳感器的供橋電源和信號線與放大器和A/D轉(zhuǎn)換器之間連接電子秤稱重信號防雷器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子衡器防雷裝置，其特征在于所述秤臺與秤臺基礎(chǔ)間設(shè)置的泄流線采用銅編織線，編織線截面應(yīng)大于20平方毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子衡器防雷裝置，其特征在于所述接地網(wǎng)設(shè)在秤臺周圍，與秤臺基礎(chǔ)一體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子衡器防雷裝置，其特征在于所述計算機(jī)室內(nèi)供電系統(tǒng)安裝串聯(lián)型防雷箱和防雷插座；所述計算機(jī)及各種保護(hù)裝置按單點接地方式，接在地網(wǎng)上。
專利摘要本實用新型涉及一種應(yīng)用于各類大型電子衡器的雷電防護(hù)裝置，特別適用于動態(tài)電子軌道衡的雷電防護(hù)。本實用新型的電子衡器防雷裝置，包括秤臺與秤臺基礎(chǔ)之間的傳感器，傳感器連接運(yùn)算放大器及A/D轉(zhuǎn)換儀表、計算機(jī)，秤臺與基礎(chǔ)之間連接有泄流線，在所述傳感器和秤臺間加裝絕緣裝置；傳感器的應(yīng)變片電路和運(yùn)算放大器及A/D轉(zhuǎn)換器與傳感器彈性體之間設(shè)置由抗瞬變元器件組成的防雷器。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，在傳感器和秤臺間加裝絕緣裝置，在秤臺與秤臺基礎(chǔ)間設(shè)置了泄流線，當(dāng)衡器遭受雷電襲擊或其他原因?qū)е碌乃矐B(tài)過電壓時，甚至遭受直擊雷時，都能很好地保護(hù)衡器免遭破壞。
文檔編號G01G3/14GK2831572SQ20052006148
公開日2006年10月25日 申請日期2005年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日
發(fā)明者劉宗奇, 姜稀雙 申請人:深圳錦天樂防雷技術(shù)有限公司