專利名稱：抗干擾鑄造爐前元素分析儀的制作方法
技術領域：
本實用新型有關于一種元素分析儀，且特別是有關于一種采用直流儲能電源技術 的抗干擾鑄造爐前元素分析儀。
背景技術：
碳、硫、硅是決定鋼鐵產(chǎn)品規(guī)格和質(zhì)量的重要元素，特別是鑄造爐前的元素含量的 快速分析，對保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本消耗具有重要意義。然而，目前鑄造企業(yè)廣泛使用的 中頻爐、電弧爐含有多種諧波(2次到13次)以及間諧波，造成電網(wǎng)諧波污染，會產(chǎn)生諧波 過流干擾爐前分析儀器，造成數(shù)據(jù)處理和控制部分誤動或拒動，儀器無法正常工作，或造成 檢測數(shù)據(jù)誤差。由于該類干擾源的諧波頻率與工頻供電頻率相差有限，導致很難采用通常消除干 擾的濾波方法進行抑制消除，因而是長期以來困擾鑄造爐前元素分析儀器(碳硫分析儀、 碳硅分析儀)制造廠家和使用單位的難題。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種抗干擾鑄造爐前元素分析儀，采用直流儲能電源 技術，分析儀器的數(shù)據(jù)處理和控制電路由直流儲能電源(蓄電池)供電，切斷與工頻交流供 電電網(wǎng)的連接，從而從根本上解決有諧波污染的供電電網(wǎng)對鑄造爐前分析儀器的干擾。本實用新型提出一種抗干擾鑄造爐前元素分析儀，包括工頻交流電源、數(shù)據(jù)處理 和控制電路、執(zhí)行和驅(qū)動電路以及直流儲能電源。工頻交流電源的輸出連接至執(zhí)行和驅(qū)動 電路。直流儲能電源提供電源至數(shù)據(jù)處理和控制電路。直流儲能電源通過繼電器控制與工 頻交流電源的通斷。數(shù)據(jù)處理和控制電路通過光電耦合器與執(zhí)行和驅(qū)動電路連接，以實現(xiàn) 隔罔。本實用新型中，所述直流儲能電源包括蓄電池和智能充電電路，其中，智能充電電 路有如下功能在蓄電池電壓下降到設定的安全電壓以下時，提示切換至充電狀態(tài)，對蓄電 池充電；安全電壓的設置應保證在此狀態(tài)下，儀器仍然能工作一個班的時間；在儀器轉(zhuǎn)入 工作狀態(tài)時，切斷與工頻供電電網(wǎng)的連接，避免來自電網(wǎng)的干擾。本實用新型中，所述智能充電電路包括脈寬調(diào)制集成電路U1、場效應管Q1、高頻 脈沖變壓器Tl、高頻整流管D4、精密基準電壓源U3、光耦合器U2以及雙運算放大器LM358， 所述脈寬調(diào)制集成電路Ul的輸入連接工頻交流電源，其輸出連接至場效應管Q1，所述高頻 脈沖變壓器Tl分別連接至場效應管Q1、高頻整流管D4、精密基準電壓源U3和雙運算放大 器LM358。Tl的作用為降壓、隔離高壓的作用和為Ul提供工作電源。高頻整流管D4、精密 基準電壓源U3配合光耦合器U2可自動調(diào)節(jié)充電電壓。雙運算放大器LM358及其外圍電路 控制恒流充電和恒壓充電以及涓流充電階段，完成整個智能充電過程。本實用新型構思新穎、使用方便，通過采用直流電源儲能技術，可以有效地解決來 自被污染的工頻交流供電電網(wǎng)對鑄造爐前元素分析儀器的干擾，適用于在鑄造爐前工作的碳硫分析儀、碳硅分析儀等爐前元素分析儀。
圖1是根據(jù)本實用新型的抗干擾鑄造爐前元素分析儀的原理框圖。圖2是圖1中的直流儲能電源的電路原理圖。
具體實施方式
為讓本實用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實 施例，并配合附圖，作詳細說明如下。參見圖1，本實用新型所提供的抗干擾鑄造爐前元素分析儀主要由數(shù)據(jù)處理和控 制電路10、執(zhí)行和驅(qū)動電路11、工頻交流電源12以及直流儲能電源13構成。其中，直流儲 能電源13包括蓄電池130和智能充電電路131，智能充電電路131可以為蓄電池130充電。分析儀器的數(shù)據(jù)處理和控制電路10包括輸入電路、AD轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)運算處理電 路、控制電路以及顯示電路。儀器的執(zhí)行和驅(qū)動電路11包括電磁閥、繼電器等分析儀器執(zhí) 行元件和其驅(qū)動電路，以及相應的電源電路。如圖1所示，數(shù)據(jù)處理和控制電路10和執(zhí)行和 驅(qū)動電路11之間通過光電耦合器連接，光電耦合器同時起完全隔離作用。上述這些電路、 元件均可采用現(xiàn)有技術中的電路及元件，在此不再詳述。工頻交流電源12采用220V市電，它與執(zhí)行和驅(qū)動電路11相連接并提供電源。直 流儲能電源13提供電源至數(shù)據(jù)處理和控制電路10。本實用新型中，直流儲能電源10的輸 出端設有相應的降壓、升壓穩(wěn)壓電路，以上這些電路都是成熟的。如圖1所示，工頻交流電源12與直流儲能電源13通過繼電器J相連接，并提供充 電電源。在工作狀態(tài)時，由繼電器J切斷與工頻交流電源12的連接，從根本上解決有諧波 成分的供電電網(wǎng)對爐前分析儀器的干擾。本實用新型的直流儲能電源13的電路原理圖參見圖2，工作原理具體如下220v 工頻交流電通過繼電器J接入，繼電器J由狀態(tài)選擇開關K控制，在工作狀態(tài)下切斷連接。 在充電狀態(tài)下，接入的交流電經(jīng)濾波器TO雙向濾波抑制干擾，Dl整流為脈動直流，再經(jīng)Cll 濾波形成穩(wěn)定的200V左右的直流電。Ul為TA3842脈寬調(diào)制集成電路，其5腳為電源負極；7腳為電源正極；6腳為脈沖 輸出直接驅(qū)動場效應管Q1(K1358) ；3腳為最大電流限制，調(diào)整R25 (2. 5歐姆)的阻值可以 調(diào)整充電電路的最大電流；2腳為電壓反饋，可以調(diào)節(jié)充電電路的輸出電壓；4腳外接振蕩 電阻Rl和振蕩電容Cl。Tl為高頻脈沖變壓器，其作用有三個第一是把高壓脈沖降壓為低壓脈沖；第二 是起到隔離高壓的作用，以防觸電；第三是為Ul提供工作電源。D4為高頻整流管(16A60V)， ClO為低壓濾波電容，D5為12V穩(wěn)壓二極管，U3 (TL431)為精密基準電壓源，配合U2 (光耦 合器4N35)起到自動調(diào)節(jié)充電電路電壓的作用。調(diào)整微調(diào)電阻W2可以細調(diào)充電電路的電 壓。DlO是電源指示燈。D6為充電指示燈。R27是電流取樣電阻(0. 1歐姆，5w)，改變Wl的 阻值可以調(diào)整充電電路轉(zhuǎn)浮充的拐點電流(200-300mA)。通電開始時，Cll上有200v左右電壓。此電壓一路經(jīng)Tl加載到Q1。第二路經(jīng)R5， C8，C3，到達Ul的第7腳，強迫Ul啟動。Ul的6腳輸出方波脈沖，Ql工作，電流經(jīng)R25到地。同時Tl副線圈產(chǎn)生感應電壓，經(jīng)D3，R12給Ul提供可靠電源。Tl輸出線圈的電壓經(jīng) D4，ClO整流濾波得到穩(wěn)定的電壓。此電壓一路經(jīng)D7(D7起到防止電池的電流倒灌給充電 電路的作用)給儲能蓄電池CN充電。第二路經(jīng)附4，05^9，為雙運算放大器0058(1腳為 電源地，8腳為電源正)及其外圍電路提供12V工作電源。D9為LM358提供基準電壓，經(jīng)R26，R4分壓到達LM358的第3腳和第5腳。正常充 電時，R27上端有高于第3腳的電壓，此電壓經(jīng)Rl7加到LM358第2腳，從1腳送出高電壓。 此電壓一路經(jīng)R18，強迫Q2導通，D6 (紅燈)點亮，改變R26，可以改變第3腳的基準電壓，從 而調(diào)整提示充電的電壓(即安全電壓)。第二路注入LM358的6腳，7腳輸出低電壓，迫使 Q3關斷，DlO (綠燈)熄滅，提示電路進入恒流充電階段。當電池電壓上升到14. 2V左右時， 電路進入恒壓充電階段，輸出電壓維持在14. 2V左右，充電器進入恒壓充電階段，電流逐漸 減小。當充電電流減小到200mA-300mA時，R27上端的電壓上升，使LM358的3腳電壓低于 2腳，1腳輸出低電壓，Q2關斷，D6熄滅。同時7腳輸出高電壓，此電壓一路使Q3導通，DlO 點亮，提示進入涓流充電階段。另一路經(jīng)D8，W1到達反饋電路，使電壓降低。1-2小時后充 電結束，完成蓄電池CN的智能充電過程。本實用新型中所述具體實施案例僅為本實用新型的較佳實施案例而已，并非用來 限定本實用新型的實施范圍。即凡依本實用新型申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修 飾，都應作為本實用新型的技術范疇。
權利要求一種抗干擾鑄造爐前元素分析儀，包括工頻交流電源、數(shù)據(jù)處理和控制電路以及執(zhí)行和驅(qū)動電路，所述工頻交流電源的輸出連接至執(zhí)行和驅(qū)動電路，其特征在于，還包括直流儲能電源，提供電源至數(shù)據(jù)處理和控制電路，所述直流儲能電源通過繼電器控制與工頻交流電源的通斷，所述數(shù)據(jù)處理和控制電路通過光電耦合器與執(zhí)行和驅(qū)動電路連接，以實現(xiàn)隔離。
2.根據(jù)權利要求1所述的抗干擾鑄造爐前元素分析儀，其特征在于，所述直流儲能電 源包括蓄電池和智能充電電路，所述智能充電電路用以在蓄電池的電壓下降到安全電壓以 下時對其進行充電。
3.根據(jù)權利要求2所述的抗干擾鑄造爐前元素分析儀，其特征在于，所述智能充電電 路包括脈寬調(diào)制集成電路U1、場效應管Q1、高頻脈沖變壓器T1、高頻整流管D4、精密基準電 壓源U3、光耦合器U2以及雙運算放大器LM358，所述脈寬調(diào)制集成電路U1的輸入連接工頻 交流電源，其輸出連接至場效應管Q1，所述高頻脈沖變壓器T1分別連接至場效應管Q1、高 頻整流管D4、精密基準電壓源U3和雙運算放大器LM358。
專利摘要本實用新型提出一種抗干擾鑄造爐前元素分析儀，包括工頻交流電源、數(shù)據(jù)處理和控制電路、執(zhí)行和驅(qū)動電路以及直流儲能電源。工頻交流電源的輸出連接至執(zhí)行和驅(qū)動電路。直流儲能電源提供電源至數(shù)據(jù)處理和控制電路。直流儲能電源通過繼電器控制與工頻交流電源的通斷。數(shù)據(jù)處理和控制電路通過光電耦合器與執(zhí)行和驅(qū)動電路連接，以實現(xiàn)隔離。本實用新型構思新穎、使用方便，通過采用直流電源儲能技術，可以有效地解決來自被污染的工頻交流供電電網(wǎng)對鑄造爐前元素分析儀器的干擾，適用于在鑄造爐前工作的碳硫分析儀、碳硅分析儀等爐前元素分析儀。
文檔編號H02J7/10GK201654023SQ20102017389
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權日2010年4月28日
發(fā)明者徐斌, 曹鋒, 陳泰來 申請人:南京麒麟分析儀器有限公司