[实用新型]辊缝传感器抗干扰隔离延时电源装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种传感器抗干扰电源装置。 

背景技术

在工业现场，通常会在同一个工艺段采用同种类型的传感器，有时传感器数量会很多，达数百个。如果传感器信号很微弱，容易被干扰，必须采用合理的抗干扰手段，否则会造成系统严重混乱。 

如在某企业的连铸机辊缝控制回路采用了相位差式位移传感器，该位移传感器是一种多级差动变压器型的相对值传感器。由于工业现场复杂的电磁环境，传感器被干扰，数据无法自动回复，进而造成辊缝实际值严重偏离设定值，最终使生产工况不良，铸坯质量下降。 

位移传感器的基本结构包括传感器本体和转换器，传感器本体内部含有多个线圈，转换器是实现传感器本体驱动与信号转换。位移传感器的工作原理如图1所示，转换器产生一对驱动信号激励驱动线圈，检测线圈根据传感器中心杆的位置，产生相应的相位变化信号，转换器接收相位变化信号，经过计算，产生对应的A-B脉冲，送给PLC控制系统，A-B脉冲之间的相位变化，反映了传感器运动方向，脉冲数量反映了运动距离。位移传感器的工作频率为中频，不同个体之间有一定差异，驱动信号幅值比较小，大约为1Vrms。任何微小的干扰信号，都会造成传感器产生明显的脉冲数量和方向的变化，这种变化无法自动消除。 

转换器是实现位移传感器功能的核心部件，转换器的接口包括：与传感器本体连接接口，与PLC控制器连接接口，与电源连接接口。连铸生产过程中为了消除连铸机辊缝传感器的干扰问题，保证辊缝精度，只好尽可能多的对辊缝进行调零、校准，结果占用了大量生产时间。 

现有解决干扰问题有三种方法：消除干扰源、切断干扰通道和改善传感器的敏感性。由于连铸生产过程中连铸机辊缝传感器的干扰源很多，如辊道系统的大功率马达、行车马达、变频器、维护用电焊机等，这些干扰源无法全部消除。对传感器的输入输出接口进行滤波，并采用屏蔽电缆，以增强传感器的抗干扰能力，但是依然存在一定的干扰。降低传感器的敏感性设计有时不能满足生产现场的要求。 

根据位移传感器的结构判断，输入电源也是一个外部干扰传输通路。经过对传感器的电源进行干扰敏感测试，当外部电源质量不高时，干扰通过电源接口进入到传感器的转换器时，传感器的输出会有比较严重的干扰。当干扰信号持续时间比较长时，传感器的输出结果有比较多的偏差，严重影响正常工作。经过测试，采用高质量的电源，特别是蓄电池，单纯的直流电源供电时，干扰大幅度降低，传感器输出结果十分稳定。采用劣质电源，干扰大幅度提高，传感器输出结果非常不稳定。因此可以断定，位移传感器的电源接口是导致干扰的一个重要通道。位移传感器在工业现场应用，不可能使用多个蓄电池作为主电源。因此，通过对电源的改进，达到类似蓄电池的水平，可以使干扰大幅度降低，让传感器输出结果的偏移降低到可以接受的水平是可行的。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种辊缝传感器的抗干扰隔离延时电源装置，该传感器电源装置能对作用于位移传感器电源的干扰信号进行初步过滤、隔离、再过滤，以及延时控制，使位移传感器在现场恶劣电磁环境下能够得到稳定、准确的测量结果。 

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种辊缝传感器抗干扰隔离延时电源装置，包括电源输入电路、延时控制电路、隔离转换电路、稳压去噪声电路和保护输出电路；

所述电源输入电路包括二极管D1、二极管Z1、限流保险丝F1、共模电感L9、电容C10、电容C47、电阻R14和发光二极管LED1，二极管D1正极接外部电源正极，二极管D1负极接限流保险丝F1后与二极管Z1负极并联后接共模电感L9输入端1，二极管Z1正极并接外部电源负极和共模电感L9输入端2，共模电感L9输出端3和共模电感L9输出端4并接电容C10和电容C47两端，共模电感L9输出端3串接电阻R14和发光二极管LED1，共模电感L9输出端4接地，共模电感L9输出端3作为电源输入电路输出电源正极；

所述延时控制电路包括电阻R9、R10、R11、R12、电容C2、C20、比较器U13A、MOS管Q1，电阻R9一端接电源输入电路输出电源正极，电阻R9和电阻R10组成分压电路，电阻R9另一端输出接比较器U13A输入正端3，电阻R11一端接电源输入电路输出电源正极，电阻R11串接电容C20至接地，电阻R11另一端输出接比较器U13A输入负端2，比较器U13A电源端接电源输入电路输出电源正极，比较器U13A输出端1接由MOS管Q1、电阻R12、电容C2和电源输入电路输出电源正极组成的控制电路，MOS管Q1输出端作为延时控制电路输出电源正极；