專利名稱：受控設(shè)備運行期間仍可快速設(shè)置主要參數(shù)的電子真空開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在受控設(shè)備運行期間仍可快速設(shè)置主要參數(shù)的電子真空開關(guān)。
能夠快速且準(zhǔn)確地設(shè)置真空開關(guān)對于優(yōu)化安裝有真空開關(guān)的設(shè)備的運行來說是 至關(guān)重要的。 本發(fā)明的目的是制作一種在不必停止其所連接的設(shè)備的情況下也能夠調(diào)整設(shè)置
部件的結(jié)構(gòu)簡單的真空開關(guān)，并且對于該設(shè)備，該真空開關(guān)必須控制存在的真空。 根據(jù)本發(fā)明，利用電子真空開關(guān)來實現(xiàn)所述目的，所述電子真空開關(guān)包括連接
器，其具有用于密封具有空腔的外殼的部件，在所述空腔中放置處于受控環(huán)境的負(fù)壓作用
下的負(fù)壓傳感器和連接至所述傳感器的電路板，其特征在于，所述負(fù)壓傳感器為集成于惠
斯通電橋(Wheatstonebridge)中的陶瓷襯墊，并且所述電路板連接至所述惠斯通電橋，所
述電路板包括用于對能夠手動設(shè)置的惠斯通電橋進(jìn)行校準(zhǔn)的部件。 通過以下對具體實施例的詳細(xì)描述，并以非限定的方式對附圖進(jìn)行說明，本發(fā)明 的這些及其它特征將更顯而易見，其中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的真空開關(guān)的沿軸向部分剖切的正視圖；
圖2示出根據(jù)圖1的線II-II的剖視圖；
圖3示出所述真空開關(guān)的電路板的主要部分；
圖4示出所述電路板中所包含的電源和保護(hù)電路；
圖5示出由真空傳感器提供的信號的放大電路。 圖1和2中所示的電子真空開關(guān)包括帶有圓筒形空腔60的鋁制外殼l，該圓筒形 空腔60具有與可拔出的扁平電路板2的末端以可移動的方式配合的一對縱向凹槽61。
在殼1的側(cè)面上固定有連接器6，該連接器6具有透明罩30和用于密封空腔60的 可移動板7。在連接器6內(nèi)，放置有能夠透過透明罩30分別發(fā)出可見的黃光和紅光的發(fā)光 指示器LED10-11 。另外，用于將電路板2外部電連接的電線65穿過連接器6。
在殼1的下端部分固定有具有空腔71的鋼凸緣70，在空腔71中，利用環(huán)形螺母 80和墊片81固定真空傳感器，即帶有相應(yīng)密封件9的陶瓷襯墊負(fù)壓傳感器8，在鋼凸緣70 的下端是用于連接受控設(shè)備的螺紋連接92，并且鋼凸緣70帶有針對受控流體的內(nèi)部入口 通道95。 所述凸緣70能夠脫離殼1，并且該凸緣70通常是由比殼1的材料更耐腐蝕的材 料制成，以能夠在較高操作壓力下工作。另外，根據(jù)不同的期望操作壓力或更具腐蝕性的流 體，能用不同材料的其它凸緣取代所述凸緣70。 電路板2支撐設(shè)置部件4，所述設(shè)置部件4包括設(shè)置鍵12-13、發(fā)出綠光的發(fā)光指 示器LED16、發(fā)出紅光的發(fā)光指示器LED11、和具有利用電線65連接至用于輸入/收集數(shù)據(jù) 的外部個人計算機或其它部件的連接腳15的串行端口 14。 操作者穿過與殼1的上端成一直線放置的螺紋開孔73能夠觸及到所述鍵12-13， 并且通常利用可移動螺紋罩74來閉合螺紋開孔73。 就電路而言，電路板2包括主電路17 (圖3)、電源和保護(hù)電路18 (圖4)、以及用于 檢測和放大來自于傳感器8的信號的電路19(圖5)。
主電路17包括分別由鍵12-13控制的開關(guān)20-21、具有內(nèi)置的E乍R0M存儲器和反 饋電容器32的微處理器33、切換晶體管34、功率晶體管35、LED11和16、各種電阻22、穩(wěn)壓 電容器、穩(wěn)壓二極管96、接地線、輸入36、和輸出37。 電源和保護(hù)電路18包括一對輸入端45-46、用于防止電壓反相的二極管42-43、可 變電阻41、電壓轉(zhuǎn)換器-穩(wěn)定器40、電阻38、電容器44、和各種接地線。
最后，檢測和放大電路19包括端子81和82，其連接至真空傳感器8的端子，以將 真空傳感器8接地以及與基準(zhǔn)電壓VDC連接，并且真空傳感器8預(yù)先連接至端子83和84來 檢測真空信號；在端子81、82和83、84之間，設(shè)置有陶瓷襯墊8是其一部分的惠斯通電橋。 在利用可變電阻86將端子83連接至放大器50的非反相端的同時，利用電阻85將端子84 連接至放大器51的非反相端。電路19包括連接至圖3中的電路部分17的輸入端36的輸 出端52、二極管53、電阻48、電容器49、和各接地線GND?？梢允謩釉O(shè)置可變電阻86，并允 許根據(jù)待檢測的負(fù)壓來對惠斯通電橋進(jìn)行校準(zhǔn)。實際上，在O巴(bar)的壓力下，惠斯通電 橋在其末端處通常表現(xiàn)出不允許操作真空開關(guān)的放大電路19的負(fù)電壓偏置；通過對可變 電阻進(jìn)行操作，能夠平衡惠斯通電橋，并補償這種功率偏移。
真空開關(guān)的手動設(shè)置非常簡單。 綠色LED10與真空開關(guān)的電源電路相關(guān)(在圖3-5中未示出)，該綠色LED10用于 指示電源本身的存在。 考慮將真空開關(guān)安裝在操作負(fù)壓(例如，-0. 800mbar)達(dá)到期望的運行值的受控 設(shè)備或機器上。由陶瓷傳感器8來檢測這種負(fù)壓，該陶瓷傳感器8判斷出曾經(jīng)利用可變電 阻86校準(zhǔn)過的該惠斯通電橋72的不平衡；所述不平衡又轉(zhuǎn)化為與檢測到的負(fù)壓相對應(yīng)且 在圖5的放大電路19的輸出端52和圖3的電路部分17的微處理器33的輸入端36中出 現(xiàn)的電振幅信號。 簡單地移去罩74就可觸及設(shè)置鍵12-13，而不必停止受控設(shè)備或機器。通過點亮 連接器6上的綠色LEDIO，可指示出真空開關(guān)中存在電源。 通過將鍵12持續(xù)按下至少3秒鐘，由微處理器33的存儲器獲取輸入端36的負(fù)壓 值以作為操作值，然后，通過指令點亮綠色LED16。 每次獲取新操作值時，還根據(jù)最小磁滯值自動設(shè)置重置的閾值(磁滯)。 為了設(shè)置不同的重置閾值，必須要使設(shè)備達(dá)到期望的負(fù)壓值，然后必須要將白色
鍵13持續(xù)按下至少3秒鐘。還是在這種情況下，綠色LED16點亮以證實微處理器33及相
關(guān)的存儲器獲取到重置值。 —旦設(shè)置了真空開關(guān)，就能夠再次用罩74覆蓋開孔73。 操作期間，在連接器6上的紅色LED41點亮，以指示達(dá)到了所設(shè)置的開關(guān)值。接下 來，由微處理器33在飽和狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)下開關(guān)晶體管34和35，進(jìn)而通過電線65以電的 方式，向外部顯示真空開關(guān)的操作或重置狀態(tài)。 如果需要再次對裝置進(jìn)行編程，則所有需要做的是利用不同的壓力值重復(fù)上述過 程。 在獲取新值(插入或重置)以前，對E乍ROM存儲器進(jìn)行測試。在可視數(shù)據(jù)獲取信 號被獲取之前，通過快速連續(xù)地閃爍綠色LED16來顯示該測試。 由于通過同時按下鍵12-13數(shù)秒就能將具有"常開"(normally open)觸點(通常
4是指在不存在信號的情況下的圖3的輸出端37)的操作模式變換成具有"常閉"(normally close)觸點(通常是指在存在信號的情況下的輸出端37)的操作模式，因此，除了相當(dāng)大的 設(shè)置速度以外，所述真空開關(guān)還很靈活。事實上，我們得到了合為一體的兩個真空開關(guān)。
陶瓷墊片8能更精確地檢測設(shè)備工作負(fù)壓，并且如果該設(shè)備工作負(fù)壓超出了操作 值，則該陶瓷墊片8形成圖5中的不平衡的惠斯通電橋72，隨后該陶瓷墊片8利用圖5的輸 出端52和圖3的輸入端36將負(fù)壓信號施加至微處理器33。然后，微處理器33使晶體管 34截止，接著，微處理器33使功率晶體管35截止。二極管41使紅色LED11點亮。
另外，電路板2具有用于任何短路和電源錯接的保護(hù)電路18。
利用小于重置閾值的返回負(fù)壓來確定使晶體管34和35飽和以及紅色LED11關(guān)斷 的反相特性。 最后，能夠使用設(shè)置鍵12-13來引入用于對鎖定/釋放進(jìn)行編程的代碼。僅在操 作者知道所設(shè)置的鍵12-13的組合(例如，按下鍵12兩次，鍵13—次，然后再按下鍵12三 次)的情況下，他/她才能執(zhí)行設(shè)置操作。這種代碼是由電路板2中集成的軟件來管理。
因此，根據(jù)本發(fā)明的真空開關(guān)能夠最安全地工作、快速地設(shè)置基本的操作參數(shù)、并 且避免了頻繁的維護(hù)工作。
權(quán)利要求
一種電子真空開關(guān)，包括連接器(6)，其具有用于密封具有空腔(60)的外殼(1)的部件(7)，在所述空腔中放置處于受控環(huán)境的負(fù)壓作用下的負(fù)壓傳感器(8)和連接至所述傳感器(8)的電路板(2)，其特征在于，所述負(fù)壓傳感器為集成于惠斯通電橋(72)中的陶瓷襯墊，并且所述電路板(2)連接至所述惠斯通電橋(72)，所述電路板(2)包括用于對能夠手動設(shè)置的惠斯通電橋進(jìn)行校準(zhǔn)的部件(86)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)，其特征在于，所述真空開關(guān)包括含有至少一個鍵 (12-13)的設(shè)置部件(4)，所述連接器(6)連接至所述外殼(1)的側(cè)面，并且所述空腔(60) 連通放置在所述外殼(1)的上端且通常由可移動罩(74)覆蓋的開孔(73)，以使操作者能夠 觸及到所述設(shè)置部件(4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空開關(guān)，其特征在于，所述真空開關(guān)包括可移動凸緣(70)， 所述可移動凸緣(70)具有用于連接至受控環(huán)境的螺紋連接(92)，所述可移動凸緣(70)在 與具有可移動罩(74)的所述開孔(73)所在端相對的端處連接至外殼(1)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空開關(guān)，其特征在于，所述凸緣(70)由比外殼(1)的材料 更耐腐蝕的材料制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空開關(guān)，其特征在于，所述設(shè)置部件(4)作用于電路板(2) 中集成的軟件，以使得能夠利用所述軟件本身所管理的分組碼來禁用所述設(shè)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空開關(guān)，其特征在于，所述設(shè)置部件(4)包括用于設(shè)置操作 值的第一鍵(12)和用于設(shè)置重置值的第二鍵(13)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5和6所述的真空開關(guān)，其特征在于，所述操作者利用所述第一設(shè)置鍵 (12)和所述第二設(shè)置鍵(13)來輸入所述分組碼。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空開關(guān)，其特征在于，所述真空開關(guān)包括用于指示存在電 源的發(fā)光LED(IO)和用于表明達(dá)到了所設(shè)置的開關(guān)值的發(fā)光LED(ll)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空開關(guān)，其特征在于，所述真空開關(guān)包括發(fā)光LED (16)，該 發(fā)光LED(16)用于指示操作值設(shè)置、重置值、和輸出觸點的類型。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)，其特征在于，校準(zhǔn)后的惠斯通電橋(72)的不平衡 使得在所述受控環(huán)境的真空大于所述操作值時發(fā)出信號，并且所述電路板(2)包括微處 理器(33)，其具有存儲器，容納惠斯通電橋(72)的信號，并且根據(jù)該信號判斷輸出信號的 存在或不存在；以及所述設(shè)置部件(4)，其作用于所述微處理器(33)，來存儲表示所述真空 開關(guān)的操作值和重置值的惠斯通電橋(72)的信號值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)，其特征在于，所述電路板包括所述傳感器的電源 電路(18)，所述校準(zhǔn)部件包括可變電阻(86)，設(shè)置所述可變電阻，以補償由所述電源電路 在存在真空的情況下提供的惠斯通電橋(72)的末端上出現(xiàn)的負(fù)壓偏置。
全文摘要
一種電子真空開關(guān)，包括連接器(6)，其具有用于密封具有空腔(60)的外殼(1)的部件(7)，在所述空腔中放置處于受控環(huán)境的負(fù)壓作用下的負(fù)壓傳感器(8)和連接至所述傳感器(8)的電路板(2)。所述負(fù)壓傳感器為集成于惠斯通電橋(72)中的陶瓷襯墊，并且所述電路板(2)連接至所述惠斯通電橋(72)，所述電路板(2)包括用于對能夠手動設(shè)置的惠斯通電橋進(jìn)行校準(zhǔn)的部件(86)。
文檔編號H01H33/66GK101779260SQ200880100265
公開日2010年7月14日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日
發(fā)明者艾德里安那·薩特 申請人:依萊特泰克有限公司