專利名稱:一種旋轉(zhuǎn)體溫度報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
一種非電接觸的電子溫度報(bào)警裝置,用于不能直接安裝帶電線測溫的物體溫度報(bào)警,特別適用于大功率旋轉(zhuǎn)體的溫度報(bào)警和反控,可直接配套使用在限距型液力偶合器上。
工業(yè)應(yīng)用中,具有大功率旋轉(zhuǎn)軸體的機(jī)器,例如,用傳送帶輸送原料的送料機(jī),發(fā)生負(fù)載故障時(shí),傳送軸將打滑或卡住,這樣帶動(dòng)它的旋轉(zhuǎn)電機(jī)、轉(zhuǎn)軸,特別是液力偶合連軸器主體,將發(fā)熱升溫。若不即時(shí)處理,要損壞機(jī)器的,所以這些旋轉(zhuǎn)體需要溫度報(bào)警。由于他們?cè)诳罩修D(zhuǎn)動(dòng),不能直接安裝帶電的測溫裝置,對(duì)此,目前有紅外線測溫法,但它僅能測量旋轉(zhuǎn)體表面的溫度,若要檢測旋轉(zhuǎn)體內(nèi)部真實(shí)溫度,將受到冬夏環(huán)境和表面散熱吹風(fēng)等外界的直接影響,測溫的準(zhǔn)確性不好;并且結(jié)構(gòu)和電路都很復(fù)雜、造價(jià)高,難以被普遍采用。
鑒于上述情況,本實(shí)用新型目的是設(shè)計(jì)一種不受被測物體表面溫度環(huán)境的影響,能真正測量物體的內(nèi)部溫度,使用方便,安全可靠、造價(jià)低的,不影響軸旋轉(zhuǎn)的溫度報(bào)警裝置。為了設(shè)備的絕對(duì)安全還設(shè)計(jì)了報(bào)警時(shí),能即時(shí)或根據(jù)現(xiàn)場任意調(diào)定時(shí)間的安全反控,以增加其適用性和普及性。
本適用新型的技術(shù)解決方案,按如下技術(shù)內(nèi)容完成在要升溫報(bào)警的被測物體上,鑲裝了一個(gè)由測溫的溫敏元件組成,并能相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)物理性突變的熱敏突變器(1),在被測物體之外,在熱敏突變器相對(duì)應(yīng)位置上,安裝了一個(gè)突變檢測頭(2),它檢測突變,發(fā)出相應(yīng)突變的電信號(hào),并用連線輸入到對(duì)該電信號(hào)處理的電子報(bào)警反控器(3)。熱敏突變器(1)中的溫敏元件直接強(qiáng)導(dǎo)熱地連在被測物上,在報(bào)警溫度時(shí),它使其中的突變頭(1-6)發(fā)生物理性突變,該突變頭在隨著被測物旋轉(zhuǎn)時(shí),將被外部的突變檢測頭(2)檢測,并發(fā)出相應(yīng)的電信號(hào),此信號(hào)送入電子報(bào)警反控器(3),經(jīng)過信號(hào)處理電路(3-1)放大、整型后,觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn),此翻轉(zhuǎn)的報(bào)警電信號(hào)分成二路,一路控制聲光報(bào)警電路(3-3)報(bào)警,另一路則控制可調(diào)定時(shí)反控電路(3-2),實(shí)行延時(shí)可從零開始的即時(shí)性安全反控和可任意調(diào)定延時(shí)時(shí)間的定時(shí)安全反控。從而達(dá)到不碰撞旋轉(zhuǎn)體、不影響旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的溫度報(bào)警和安全反控的目的。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了非電接觸,不影響旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的定溫報(bào)警;測溫元件與被測體溫度精確一致、不受外界現(xiàn)場環(huán)境影響;報(bào)警及時(shí),結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉,可即時(shí)性或延時(shí)性安全反控,充分適應(yīng)各種工作現(xiàn)場。針對(duì)著目前的工業(yè)裝置——使用在液力偶合器上、能夠完全取代紅外測溫報(bào)警。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步描述。
圖1為本溫度報(bào)警裝置組成的結(jié)構(gòu)示意圖1熱敏突變器、2突變檢測頭、3電子報(bào)警反控器。圖2為電子報(bào)警反控器一種原理電路,它包括2-1霍爾磁敏三極管突變檢測頭、3-1前級(jí)信號(hào)處理電路、3-2可調(diào)定時(shí)反控電路、3-3聲光報(bào)警電路。圖3為測溫元件用熱敏磁性體組成的熱敏突變器的結(jié)構(gòu)及裝配示意圖1-1熱敏磁性體、1-2彈簧、1-3隔熱劑、1-4導(dǎo)熱膠、1-5殼體、1-6永磁體突變頭。圖4為測溫元件用低熔點(diǎn)合金體組成的熱敏突變器結(jié)構(gòu)示意圖1-7殼體、1-8彈簧、1-9導(dǎo)熱膠、1-10低熔點(diǎn)合金體、1-11隔熱連體、1-12永磁體突變頭。
本方案的具體實(shí)施可以有多種,其關(guān)鍵是測溫的溫敏元件,它可以是熱敏磁性體(1-1),也可以是低熔點(diǎn)合金體(1-12)、熱雙金屬片、形狀記憶合金。對(duì)于提供給突變檢測頭(2)檢測用的突變頭可采用距離上的電磁性能的突變,也可采用平面角度上的光學(xué)性能突變… …。圖3和圖4是用永磁體作突變頭(1-6)、(1-12)。檢測這種突變的突變檢測頭器件更是多種、圖3是僅用磁敏感器件的一種——霍爾磁敏三極管(2-1),它鑲裝在支架上,用粘合劑固定,對(duì)于電磁性的突變還可以用渦流敏感件、線圈電感敏感,或電容敏感法來完成。對(duì)于光角度突變可用光發(fā)射與接收元件配對(duì)完成… …。甚至報(bào)警時(shí)還可簡單的用簧片瞬間碰觸電路,引起繼電器閉合而報(bào)警,但報(bào)警時(shí),檢測頭將碰觸旋轉(zhuǎn)體,可能影響旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)。對(duì)于實(shí)施的具體電路更可以是多種,為了現(xiàn)場安全供電,供給它的電源電壓應(yīng)小于36伏。
圖3是較好的一種熱敏突變器結(jié)構(gòu)剖視圖,它是用磁性熱敏體(1-1)測溫,用導(dǎo)熱膠粘在有良好熱特性的被測部位上,其上部裝有中間帶凹槽的永磁體突變頭(1-6),凹槽中裝有彈簧(1-2),并填充用硅油膏等作成的隔熱劑(1-3),其外部有外殼體(1-5)并與熱敏體(1-1)固連。為了進(jìn)一步隔離外部環(huán)境溫度影響,殼體可用隔熱的電膠木作成,加上凹槽中的隔熱劑,這就使熱敏磁性體(1-1)與被測物體的溫度保持了一致性,常溫時(shí)其溫度不到居里點(diǎn),熱敏磁性體(1-1)具有磁性,因而克服了彈簧彈力緊緊地吸在上方的永磁體突變頭(1-6)上,當(dāng)報(bào)警溫度時(shí),此溫度大于或等于居里點(diǎn),則熱敏磁性體(1-1)失去磁性能,永磁體突變頭(1-6)不能與其相吸,由彈簧力的作用,突然頂出到相應(yīng)位置上,實(shí)現(xiàn)了距離上的磁性突變。此永磁體突變頭(1-6)既作用于熱敏磁性體(1-1)上,在報(bào)警突變時(shí)又作用于突變檢測頭(2)上,使此熱敏突變器的結(jié)構(gòu)很簡單。關(guān)于它與被測物體的連接,也可僅用熱敏磁性體與被測物表面膠連著,若為了安裝位置的需要或?yàn)榱藴y取被測物深處的溫度,被測物要挖槽,這時(shí)其殼體(1-5)也可以進(jìn)一步膠固在挖槽上。該報(bào)警溫度由調(diào)整熱敏磁性體的居里溫度點(diǎn)決定,可以作到40℃~200℃,完全適應(yīng)一般旋轉(zhuǎn)體的報(bào)警溫度。上述突變頭的突變位置,設(shè)計(jì)上,要求它在旋轉(zhuǎn)中必能靠近霍爾磁敏三極管突變檢測頭(2-1),此霍爾三極管檢測出這種磁突變后,能發(fā)出電信號(hào),送到電子報(bào)警反控器(3)的輸入端,再進(jìn)行一系列電子電路處理,達(dá)到報(bào)警反控的作用。
圖2繪出了電子報(bào)警反控器的一種原理電路,其基本電路是用CMOS集成電路組成,它耗電低,環(huán)境適應(yīng)性好,可用直流18伏供電,對(duì)電源要求不高,集成度大,因而很容易實(shí)現(xiàn)。此電路可分成前級(jí)信號(hào)處理電路(3-1),可調(diào)定時(shí)反控電路(3-2)和聲光報(bào)警電路(3-3)三部分。當(dāng)霍爾磁敏三極管突變檢測頭(2-1)檢測并發(fā)出報(bào)警溫度的電信號(hào)后,輸入到前級(jí)信號(hào)處理電路(3-1),它經(jīng)過差分放大器(K)放大,斯密特觸發(fā)器(S)整型后,發(fā)出一負(fù)脈沖信號(hào),并使由正與非門(7)和(8)組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(C)翻轉(zhuǎn),并由門(8)送出了此翻轉(zhuǎn)了的負(fù)信號(hào)。此負(fù)信號(hào)是專門標(biāo)志報(bào)警狀態(tài)的,分L1和L2二路輸出,L1路送到聲光報(bào)警電路(3-3)的或非門(9),L2路送到可調(diào)定時(shí)反控器電路(3-2)。
當(dāng)報(bào)警的負(fù)信號(hào)到達(dá)或非門(9)時(shí),因門(9)的負(fù)與作用使由門(9)和門(10)組成的低頻振蕩器和它所調(diào)控的由門(11)和門(12)組成的音頻報(bào)警振蕩器工作,再經(jīng)反相器(13)和晶體管(G2)的放大后,由喇叭(B)發(fā)出間歇的警笛聲報(bào)警,并由發(fā)光二極管(D2)發(fā)出紅色閃光報(bào)警。
報(bào)警的負(fù)信號(hào)的另一路L2送到可調(diào)定時(shí)反控電路(3-2)??烧{(diào)定時(shí)反控的功能是由一只普通的帶開關(guān)的小電位器(π1)和邏輯門電路來完成的。當(dāng)電位器開關(guān)(πK)關(guān)斷時(shí),恰是即時(shí)性反控,這時(shí)無論延時(shí)部分有無輸出,因開關(guān)(πK)斷開,使正或非門(4)的a端因接有8KΩ的電阻到地而為負(fù),因門(4)的負(fù)與作用,便打開了由L2來的報(bào)警負(fù)信號(hào),使正或非門(4)輸出為正,從而通過正或非門(3)、反相器(1)及晶體管(G1)的放大、推動(dòng)繼電器J1立即輸出反控信號(hào)。對(duì)于可調(diào)延時(shí)反控是通過電位器開關(guān)(πK)接通正電源,改變電位器(π1)的電阻和另一部分邏輯電路來實(shí)現(xiàn)的此時(shí)開關(guān)(πk)接通正電源,使正或非門(4)的a端為正,因門(4)的正或非作用,關(guān)閉了由L2來的報(bào)警負(fù)信號(hào)的立即反控。此報(bào)警負(fù)信號(hào)只能進(jìn)入到正或非門(2),因門(2)的負(fù)與作用使由門(2)、門(5)及電容(C1)和電位器(π1)的電阻所組成的脈沖振蕩器振蕩,其頻率(F延)進(jìn)入計(jì)數(shù)器(E)進(jìn)行計(jì)數(shù)延時(shí),當(dāng)計(jì)數(shù)到最大輸出端(Q14)為正時(shí),它首先作用在正或非門(6)上,使其不再向計(jì)數(shù)器發(fā)計(jì)數(shù)脈沖,從而保持住這個(gè)(Q14)的正輸出,并通過或非門(3)及反相器(1),再進(jìn)一步用晶體管(G1)放大,推動(dòng)繼電器(J1)完成延時(shí)反控。延時(shí)的改變由脈沖(F延)頻率大小決定。其頻率又由電位器(π1)的阻值調(diào)定(π1)阻值調(diào)大,則頻率(F延)變低,延時(shí)時(shí)間加大,反之,(π1)阻置調(diào)小則延時(shí)小… …。由上可見,這個(gè)報(bào)警反控器,通過調(diào)整小電位器既能即時(shí),又能可調(diào)延時(shí)反控,達(dá)到適應(yīng)不同現(xiàn)場報(bào)警和反控的要求。關(guān)于此電路的實(shí)現(xiàn),計(jì)數(shù)器最好用計(jì)數(shù)位數(shù)大的,如CD4060、本電路用CD4020,反相器可用CD4069,正與非門用CD4011,正或非門用CD4001,晶體管用NPN硅管,(G2)由喇叭和發(fā)光二極管功率配置,(G1)由繼電器功率配置,R3、C3和R4、C4的作用是通電延時(shí)置零位,一般R3、R4為20KΩ,C1、C2為4.7μ即可,其他參數(shù)可由實(shí)驗(yàn)定,對(duì)此電路,一般技術(shù)人員是會(huì)理解實(shí)現(xiàn)的,也可以適當(dāng)?shù)母鼡Q。
圖(4)是用低熔點(diǎn)合金作為測溫的熱敏元件的熱敏突變器結(jié)構(gòu)示意剖視圖。低熔點(diǎn)合金體(1-10),它用導(dǎo)熱膠(1-9)固連在被測旋轉(zhuǎn)體上,其上部用帶空槽的隔熱連體(1-11)連接著永磁體突變頭(1-12),外部殼體(1-7)鑲在被測物上,它與突變頭(1-12)之間裝有螺旋型壓縮彈簧(1-8),由于也用永磁體作突變頭,所以仍可用上述的電路和其他設(shè)備,對(duì)于殼體和隔熱連體可用電膠木作成,其相互之間的固連可用一般的環(huán)氧膠。此熱敏突變器溫度報(bào)警的原理是常溫時(shí)低熔點(diǎn)合金連在被測物上,克服了彈簧力,拉住了永磁體。當(dāng)溫升到低熔點(diǎn)合金熔點(diǎn)時(shí),合金熔化,因而斷開了隔熱連體與被測物的連接,靠彈簧力作用,突然把隔熱連體連同永磁體彈出,實(shí)現(xiàn)了距離上的磁性突變,從而達(dá)到報(bào)警目的。這種靠熔點(diǎn)報(bào)警的低熔點(diǎn)合金體的熔點(diǎn),可由鉛鋅鉍鎘不同成分的配比調(diào)配,可作到66℃——290℃。
從上述的實(shí)施可以看出,這些測溫的溫敏元件強(qiáng)導(dǎo)熱的連在被測物上,并在外部用隔熱物隔熱,這就克服了紅外測溫的缺點(diǎn),保持了被測物與測溫體溫度的一致性,不受外界環(huán)境的影響,使測溫準(zhǔn)確一致。
權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)體溫度報(bào)警裝置,用于不能直接安裝帶電線測溫的物體溫度報(bào)警,特別適用于大功率旋轉(zhuǎn)體的溫度報(bào)警和反控,可直接配套使用在限矩型液力偶合器上;它包括電子的報(bào)警電路,其特征在于,在要升溫報(bào)警的被測物體上,鑲裝一個(gè)由測溫的溫敏元件組成,并能相應(yīng)實(shí)現(xiàn)物理性突變的熱敏突變器(1),在被測物之外,熱敏突變器相對(duì)應(yīng)位置上,安裝一個(gè)突變檢測頭(2),它檢測突變并發(fā)出突變的電信號(hào),用連線輸入到對(duì)該電信號(hào)處理的電子報(bào)警反控制器(3)上。
2.按權(quán)利要求1所述的溫度報(bào)警裝置,其特征在于,熱敏突變器(1)是用磁性熱敏體(1-1)測溫,用導(dǎo)熱膠(1-4)粘在被測物上,其上部裝有帶中間凹槽的永磁體突變頭(1-6),凹槽中裝有彈簧(1-2)并填充隔熱劑(1-3),其外部有外殼體(1-5)并與熱敏體(1-1)固連。
3.按權(quán)利要求1或2所述的溫度報(bào)警裝置,其特征在于,熱敏突變器(1)是用低熔點(diǎn)合金體(1-10)測溫,用導(dǎo)熱膠(1-9)連在被測物上,其上部用帶有空槽的隔熱連體(1-11)連接著永磁體突變頭(1-12),外部殼體(1-7)鑲在被測物上,它與突變頭之間裝有彈簧(1-8)。
4.按權(quán)利要求1所述的溫度報(bào)警裝置,其特征在于,電子報(bào)警反控器(3)的可調(diào)定時(shí)反控電路(3-2)是由一支帶開關(guān)的電位器π1,和CMOS邏輯電路來實(shí)現(xiàn)的,用開關(guān)πk斷開正電源,通過或非門(4)、(3)、反相器(1)、及晶體管G1放大,帶動(dòng)繼電器J1,達(dá)到立即反控的作用;用開關(guān)πk接通正電源、通過正或非門(4)、(2)、(6)的邏輯作用,改變電位器π1的電阻,從而改變由門(2)、門(5)、電容C1和電位器電阻所組成的脈沖振蕩器頻率,引起計(jì)數(shù)器(E)延時(shí)的改變,進(jìn)一步通過正或非門(3),反相器(1)和晶體管(G1)的放大,帶動(dòng)繼電器J1,實(shí)現(xiàn)可調(diào)延時(shí)反控。
5.按權(quán)利要求1所述的溫度報(bào)警裝置,其特征在于,熱敏突變器(1)中測溫的溫敏元件,可分別用熱敏磁性體、低熔點(diǎn)合金、熱雙金屬片、形狀記憶合金組成,它們強(qiáng)導(dǎo)熱的連在被測物體上,并在外部用隔熱物隔熱,達(dá)到感溫一致性。
專利摘要一種旋轉(zhuǎn)體溫度報(bào)警裝置,并能充分適應(yīng)工作現(xiàn)場不同要求進(jìn)行安全反控。它報(bào)警及時(shí),使用安全,不影響旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn),不受環(huán)境溫度影響,造價(jià)低。它有鑲裝在被測物體上的并由溫敏元件組成的,能實(shí)現(xiàn)突變的熱敏突變器(1);在不接觸被測物的相應(yīng)位置上,安裝了突變檢測頭(2),它檢測突變并發(fā)出電信號(hào),再輸入到電子報(bào)警反控器(3)上,進(jìn)行信號(hào)處理,實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警和可調(diào)定時(shí)安全反控。它除了用于大功率旋轉(zhuǎn)體溫度報(bào)警外,還可以用于各種不能直接安裝帶電測溫的物體溫度報(bào)警,可直接配套使用在各種限矩型液力偶合器上。
文檔編號(hào)G05D23/20GK2076690SQ90217199
公開日1991年5月8日 申請(qǐng)日期1990年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月28日
發(fā)明者胡存維, 戴善波 申請(qǐng)人:胡存維