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一种密集烤房冷风门性能参数采集电路及其快速检测装置的制作方法

时间: 2023-09-21 来源:新闻中心

  1.本实用新型涉及烟叶生产设备技术领域,特别是涉及一种密集烤房冷风门性能参数采集电路及其快速检测装置。

  2.密集烤房技术规范(试行)(国烟办综〔2009〕418号)对冷风门的技术参数做了明确规定,其中对于冷风门减速电机的规定最重要的包含,采用12v直流电动机,电动机额定功率6w,额定扭矩50kgf.cm,输出转速空载时≥3.5r.p.m,额定负载时≥3r.p.m,电动机电流空载时≤120ma,额定负载时≤480ma。

  3.冷风门故障是密集烤房常见的故障形式,而绝大部分故障发生在减速电机,常见原因包括产品质量不符合技术规范要求,日常保养欠缺造成磨损生锈,手动强制搬动冷风门造成电机、联轴器或转轴损坏等。部分劣质冷风门电机的转速与技术规范相差较大,比如为2r.p.m,造成密集烤房控制器不能够准确控制冷风门角度,使烤房内的湿度偏差过大,影响烟叶烘烤质量。

  4.由于技术规范中没有规定对冷风门的检验测试手段,用于控制冷风门的密集烤房控制器也没有设计检测冷风门故障的功能,当冷风门故障时,会造成烤房湿度失控。但是由于缺少检验测试手段,烤房现场人员不能判断是冷风门故障还是控制器故障,只能采取更换冷风门或者更换控制器的办法来尝试解决。

  5.如何在购置冷风门时,烘烤季节准备阶段的设备检修时,开始烘烤前的设备检修时,能快速检测冷风门是否故障,及时维修或更换,对于帮助烟叶烘烤生产具有一定的实用性。

  6.有鉴于现存技术的至少一个缺陷,本实用新型的目的是提供一种密集烤房冷风门性能参数采集电路,在无需连接密集烤房控制器的情况下,快速采集冷风门减速电机的电阻和工作电流,用于冷风门的故障检测。

  7.为了达到上述目的,本实用新型采用如下技术方案:一种密集烤房冷风门性能参数采集电路,包括继电器k1和开关三极管t1,开关三极管t1的基极用于获取电阻电流切换信号,开关三极管t1控制继电器k1的线的切换开关的常闭端经电阻r2连接3.3v直流电源,继电器k1的切换开关的常开端连接12v直流电源,继电器k1的切换开关的公共端作为冷风门电机的供电端pwr,供电端pwr经电阻r3连接电阻r4的一端,电阻r4的另一端接地,电阻r3和电阻r4的公共端作为冷风门电机的电阻检测信号输出端adr;

  8.还包括开关三极管t2和继电器k2,开关三极管t2的基极用于获取正反向切换信号,开关三极管t2控制继电器k2的线圈通断电,供电端pwr连接继电器k2的第一换向开关的常闭端和第二换向开关的常开端,继电器k2的第一换向开关的公共端连接冷风门电机的正极,冷风门电机的负极连接继电器k2的第二换向开关的公共端,第一换向开关的常开端并

  接第二换向开关的常闭端之后连接电阻r5的一端,电阻r5的另一端接地,电阻r5的一端作为冷风门电机的电流检测信号输出端adi。

  9.所述电阻r4并联有电容c5,电阻r5的一端连接电阻r7的一端,电阻r7的另一端作为冷风门电机的电流检测信号输出端adi;电阻r7的另一端经电容c6接地。

  10.一种包含所述密集烤房冷风门性能参数采集电路的快速检测装置,还包括单片机,所述电阻检测信号输出端adr连接单片机的采集管脚p1.2,电流检测信号输出端adi连接单片机的采集管脚p1.3,单片机设置有第一切换管脚ctrl pwr,第一切换管脚ctrl pwr连接开关三极管t1的基极向其发送电阻电流切换信号;单片机设置有第二切换管脚ctrl mot,第一切换管脚ctrl mot连接开关三极管t2的基极向其发送正反向切换信号。

  12.显著效果:本实用新型提供了一种密集烤房冷风门性能参数采集电路,在无需连接密集烤房控制器的情况下,快速采集冷风门减速电机的电阻和工作电流,用于冷风门的故障检测。

  20.如图1-图6所示,一种密集烤房冷风门性能参数采集电路,包括继电器k1和开关三极管t1,开关三极管t1的基极用于获取电阻电流切换信号,开关三极管t1控制继电器k1的线的切换开关的常闭端经电阻r2连接3.3v直流电源,继电器k1的切换开关的常开端连接12v直流电源,继电器k1的切换开关的公共端作为冷风门电机的供电端pwr,供电端pwr经电阻r3连接电阻r4的一端,电阻r4的另一端接地,电阻r3和电阻r4的公共端作为冷风门电机的电阻检测信号输出端adr;

  21.还包括开关三极管t2和继电器k2,开关三极管t2的基极用于获取正反向切换信号,开关三极管t2控制继电器k2的线圈通断电,供电端pwr连接继电器k2的第一换向开关的常闭端和第二换向开关的常开端,继电器k2的第一换向开关的公共端连接冷风门电机的正极,冷风门电机的负极连接继电器k2的第二换向开关的公共端,第一换向开关的常开端并接第二换向开关的常闭端之后连接电阻r5的一端,电阻r5的另一端接地,电阻r5的一端作为冷风门电机的电流检测信号输出端adi。

  22.开关三极管t1的基极用于获取电阻电流切换信号也就是高低电平控制继电器k1的线的线的线的切换开关的常闭端连接其公共端,3.3v直流电源经电阻r2、继电器k1的切换开关、第一换向开关、冷风门电机、

  23.电阻r2和电机电阻rm串接,电阻r2的电阻已知,3.3v直流电源已知,因此,根据供电端pwr的电压即可算出电机电阻rm,电阻r3和电阻r4串接,电阻检测信号输出端adr的电压由单片机获取,因此,可根据电阻检测信号输出端adr的电压计算供电端pwr的电压,从而算出电机电阻rm。

  24.当继电器k1的线的线的切换开关的常开端连接其公共端,12v直流电源经继电器k1的切换开关、第一换向开关、冷风门电机、第二换向开关、电阻r5到地。

  25.电阻r5和电机串接,电阻r5的电阻已知,12v直流电源已知,因此,根据电流检测信号输出端adi的电压即可算出电机电流,电流检测信号输出端adi的电压由单片机获取,因此,可根据电流检测信号输出端adi的电压计算电机电流;继电器k2这时起换向作用,可控制冷风门电机正反转。

  26.如图3所示,所述电阻r4并联有电容c5,电阻r5的一端连接电阻r7的一端,电阻r7的另一端作为冷风门电机的电流检测信号输出端adi;电阻r7的另一端经电容c6接地。电容c5和电容c6起滤波作用。

  27.如图3和图4所示,一种包含所述密集烤房冷风门性能参数采集电路的快速检测装置,还包括单片机,所述电阻检测信号输出端adr连接单片机的采集管脚p1.2,电流检测信号输出端adi连接单片机的采集管脚p1.3,单片机设置有第一切换管脚ctrl pwr,第一切换管脚ctrl pwr连接开关三极管t1的基极向其发送电阻电流切换信号;单片机设置有第二切换管脚ctrl mot,第一切换管脚ctrl mot连接开关三极管t2的基极向其发送正反向切换信号。

  29.单片机的采集管脚p1.2连接电阻检测信号输出端adr获取其电压,通过其内置的模数转换器转换成电压数字信号,然后计算电阻;单片机的采集管脚p1.3连接电流检测信号输出端adi获取其电压,通过其内置的模数转换器转换成电压数字信号,然后计算运行电流;

  30.第一切换管脚ctrl pwr输出高低电平信号给开关三极管t1的基极向其发送电阻电流切换信号;第二切换管脚ctrl mot输出高低电平信号给开关三极管t2的基极向其发送正反向切换信号。

  31.获取按键的指令,单片机采集信号并计算电阻和运行电流,通过显示器显示其电阻和运行电流。

  32.本实用新型主要解决的问题:在无需连接密集烤房控制器的情况下,快速检测冷风门减速电机的性能参数,是不是满足技术规范,是不是真的存在故障。

  34.检测装置的核心是控制板,控制板设置有单片机,外围连接显示屏、按键、电源。显示屏的作用是显示检测结果,按键的作用是启动检测,电源的作用是为检测设备供电。

  47.(1)k1线圈未通电:电机的供电端(网络标号pwr)经r2与3.3v相连,此时,r2和电机电阻rm对3.3v进行分压,pwr处电压再经r3和r4分压得到adr处电压,由单片机采集,计算出电机的电阻。

  48.设电机电阻为rm,adr处电压为vadr,则电机电阻的计算公式为:

  49.rm=(r2*vadr*r3+r2*vadr*r4)/(3.3r4-vadr*r3-vadr*r4)

  50.(2)k1线圈通电:电机的供电端(网络标号pwr)经与12v相连,此时k2用于控制电机的正反转,电流经mgnd和r5流向gnd,经r7和c6滤波后,由单片机采集adi处电压,计算出电机电流。

  51.设电机电流为im,adi处电压为vadi,则电机电流的计算公式为:

  60.(1)电阻检测时,k1线线圈状态不限;设置电机电阻合理范围,比如为15-30欧姆;超过此范围则电机电阻出现故障。

  61.(2)电流检测时,k1线线圈状态不限;设置电机电流合理范围,比如为0.2-1安培。

  65.根据电流的大小判断冷风门故障和运作时的状态,分别设置了保护电流范围、堵转电流范围、运行电流范围:

  66.当电流处于保护电流范围内时,则认为冷风门短路故障;优选地,保护电流范围大于1a;超过1a即认为冷风门电机短路;

  67.当电流处于堵转电流范围内时,则认为冷风门运行到零位或者满位;优选地,堵转电流范围大于0.5a且小于等于1a;

  68.当电流处于运行电流范围内时,则认为冷风门开度正在变化;优选地,运行电流范围0.2a-0.5a;

  69.当电流没有处于上述设置的三种电流范围内时,即电流为零(采集误差范围内),则认为冷风门停止运行或开路故障。

  70.详细判断流程见图5检测程序主流程图和图6周期检测流程图;不详细赘述了,其中,冷风门开启和关闭约需4-5秒,超过此范围比如6秒,则判断其冷风门开启或关闭故障,即零位或满位故障。

  71.本装置快速检测冷风门性能是不是满足技术规范要求,同时判断是否故障,解决目前控制器没有冷风门故障检验测试手段的问题。应用场合包括,冷风门出厂检测、烘烤季节准备阶段的设备检修、开始烘烤前的设备检修,烤房湿度偏差过大时的冷风门故障检测。

  72.最后,必须要格外注意的是:以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子,当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型,倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围以内,均应认为是本实用新型的保护范围。

  技术研发人员:李致新 杨建新 王志军 赵永伟 吉贵峰 刘玲玲 张玉林 陈胜利 张博 王俊 马京民 薛松格

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