[实用新型]一种消除继电器触头电火花装置

说明书

本实用新型属于生产炼钢用的高温测量元件的测量仪中消除继电器触头电火花装置。

在现有技术中，测量仪由电源、电压比较器、信号发生器、继电器组成，在该测量仪中由于继电器和触头长期处于通电状态，常因在带有负荷的情况下，特别是在带有感性负载时动作，其瞬间会产生电火花，造成继电器触头接触不良，甚至烧坏，因而缩短了继电器和触头的寿命。

本实用新型的目的在于克服上述测量仪的缺点，提供一种消除继电器触头电火花的电路。

为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：在原有的测量仪的电路中增加了方波振荡器、时序分配器、触发器、可控硅开关电路。其特征在于：电压比较器集成电路U_1-1的输出端1脚通过二极管D₁₀电阻器R₅、R₄与方波振荡器集成电路U_1-2的输入端6脚连接；方波振荡器集成电路U_1-2的输出端7脚通过电阻器R₂与时序分配器集成电路U₃的输入端13脚连接；时序分配器集成电路U₃的一个输出端9脚通过二极管D₄与触发器集成电路U₄：B的复位端10脚连接；触发器集成电路U₄：B的输出端13脚通过二极管D₁、电阻器R₁、三极管N₁与继电器J连接；时序分配器集成电路U₃的另一输出端10脚通过二极管D₃与触发器集成电路U₄：A的复位端4脚连接；触发器集成电路U₄：A的输出端1脚通过二极管D₇、电阻器R₁₆与可控硅S₁的控制端连接；可控硅S₁的正极与触头scr⁺端串联。

当热电偶未插入插销时，A点电压较高，U_1-1输出为低电平，当插入热电偶后，由二极管R₁₃、D₆、R₁₅、D₁₂、D₁₃组成的分压电路，使U_1-1的2脚电位低于3脚，U_1-1输出高电平，U_1-1输出的高电平使U_1-2起振，同时这一输出电平的变化使U₃复位，且开始接受脉冲输入，继电器J的常闭触点在第一个脉冲到来后可控硅导通有电流流过，对热电偶加热，第4个脉冲使可控硅关断。第5个脉冲使继电器吸合，其动触点投向检测电路，检测电路对热电偶极性进行判别，插入的热电偶接法正确则发绿光的二极管亮，如插入的热电偶接法错误则发红光的二极管亮，同时电压表的指针摆动方向表示接法正确或者错误。第8个脉冲使继电器恢复静态，完成一次检测过程，准备接受下一个检测。检测时，由于可控硅关断，继电器吸合，动触点投向检测端，断开了热电偶的通电回路，A点电压升高会引起振荡器停振，无法作检测，电路中接了二极管D₁₁，通过此二极管使U₄：A输出端2脚高电平加到振荡器U_1-2的6脚，从而使振荡器保持工作，保证了继电器的正常工作，即使在继电器工作期间拔掉热电偶，它仍能完成这次检测，直到B点为高电平且满足U₃的10脚出现高电平时，电路才回到待命状态，准备下一次的检测。

由于上述解决方案中采用由方波振荡器、时序分配器、触发器、可控硅开关电路组成的控制电路，克服了继电器动作时瞬间产生电火花，使继电器的使用寿命不再由触头来决定，而仅仅是由继电器的触头横杆的机械疲劳而定，这样就大大延长了继电器的使用寿命，避免了生产过程中经常要维修的烦恼。

图1是本实用新型的线路图。

图2是U₄的两个触发器输出端13脚(即H点)、1脚(即G点)与U_1-2方波发生器的输出端7脚(即F点)的波形图。

图中可见，H点的上升沿是在G点的下降沿后出现的；而G点的上升沿又是在H点的下降沿后出现的。这就是说，热电偶在通电前继电器J动触点已与常闭触点接触，在可控硅导通前已做好闭合工作。而在可控硅截止后，继电器J才吸合其动触点投向常开点，作热电偶的检测，继电器做闭合和释放的动作时，可控硅都不导通，即继电器触头不带电动作。

本实用新型由电源变压器BK、两个由二极管D₀₁-D₀₄、D₀₅-D₀₈组成的桥式整流器和稳压块7812、电容器C₉、C₁₀组成的稳压电路三部分电路组成该测量的电源，其中9V作热电偶的加热，16V用作电路中的电源。电压比较器由集成电路U_1-1、电阻器R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄、R₁₅，二极管D₅、D₆、D₁₂、D₁₃，电容器C₁组成，用于检测热电偶是否插入检测的插销上，如果检测到热电偶插入，U_1-1输出高电平，使U_1-2组成的振荡电路起振。方波振荡器由集成电路U_1-2、电位器P₁、电阻器R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₈、电容器C₂组成，它产生的方波信号为时序分配的脉冲波，作时钟用。时序分配器由集成电路U₃、二极管D₂、电阻器R₁₀、电容器C₃、C₄组成，它为U₄的两个触发器提供时序脉冲，C₄、R₁₀用作开机时清零，触发器由集成电路U₄，二极管D₃、D₄、电阻器R₁₈、R₁₉、电容器C₅、C₆组成，U₄内有两个D触发器，一个用来控制可控硅S₁的导通或截止，另一个用来控制继电器J的吸合或释放，C₅、R₁₈、C₆、R₁₉用作开机时清零。触发器集成电路U₄：A的输出端1脚通过二极管D₇、电阻器R₁₆与可控硅S₁的控制极连接，可控硅的正极与触头的scr+端串联。触发器集成电路U₄：B的输出端通过二极管D₁、电阻器R₁、三极管N₁与继电器J连接。第一级放大器由集成电路U_2-1、电阻器R₃₁、R₃₂、R₂₃、R₂₄、R₂₅、R₂₂、R₃₉组成，第二级放大器由集成电路U_2-2、电阻器R₂₁、R₂₇、R₂₈、R₂₉、R₃₀、电位器P₂组成，经此两极放大的电压供下级比较器作检测用。射极跟随器由集成电路U_1-3、电阻器R₃₂、R₃₃、电位器P₃、P₄组成，输出接双向电压表，用于指示热电偶的极性。电压比较器由集成电路U_2-4，电阻器R₃₄、R₃₇、R₄₀、R₄₁、电位器P₅组成，当输入端的热电偶极性接反时，该比较器输出高电平去驱动三极管N₂使红色发光二极管L₁、L₂发亮。电压比较器由集成电路U_2-3、电阻器R₃₅、R₃₆、R₃₈、R₄₆、电位器P₆组成，当输入端的热电偶极性正确时，该比较器输出高电平去驱动三极管N₃，使绿色发光二极管L₃、L₄发亮。