专利名称：玻璃窑炉膨胀自动测量显示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于玻璃窑炉烤窑过程中自动测量窑炉膨胀量的显示仪。
玻璃窑炉在烤窑过程中，随着温度的升高，窑炉会不断膨胀，窑炉的碹顶不断升高。为了不使窑炉由于膨胀而损坏，当窑炉的碹顶升高到一定的高度后，就应当松一松拉条，使碹顶降落一定距离。这样，需要随时测量窑炉碹顶的膨胀量。目前国内外玻璃窑炉烤窑时，一般在碹顶上沿窑炉纵向固定许多根标尺，靠近标尺沿窑炉纵向固定一根很长的金属丝拉紧后做为参考点，金属丝固定不动，当碹顶的温度升高后，标尺随碹顶的膨胀向上移动，利用标尺和金属丝相对位置的变化可以测出碹顶的膨胀量。这种测量方法的测量精度较低，而且在测量过程中需要设多人定时到碹顶上观察胀尺数字，所观察到的数字不够及时准确。特别是当碹顶的温度升高后，踩塌碹顶对工作人员及窑炉都是非常危险的。这种方法操作环境恶劣，上下窑炉频繁，有时不小心碰到胀尺会影响测量的真实性，所以这种测量方法远跟不上现代化烤窑技术的发展。
本实用新型是为克服上述已有技术的缺点而设计的，它通过传感器将膨胀量转化为电信号，通过电路和仪表完成自动测量和显示。
本实用新型的技术解决方案是一种玻璃窑炉膨胀自动测量显示仪，它的特殊之处在于，它具有传感器，它将玻璃窑炉的膨胀量转换成电信号输出到扩展后的电流表A；电流表A及其量程扩展电阻，电流表A的两端并联有电容器，电容器起阻尼和滤波作用；选择开关，它用于选择玻璃窑炉不同位置的传感器信号送入扩展后的电流表A显示。
本实用新型的传感器是这样组成的，电位器Wb的转轴上固定一只可随转轴同轴转动的拉线轮1，重锤4放置在窑炉5的碹顶上，重锤4的上面系有拉线3，拉线3绕过拉线轮1后，另一端系在悬锤2上。重锤4的质量大于悬锤2的质量，悬锤2悬在空中。
本实用新型的选择开关由继电器J和控制继电器J动作的控制电路组成，继电器J的常开触点安装在传感器和电流表之间。控制电路包括时钟脉冲发生器，它产生一序列脉宽可调的脉冲信号，控制各路信号的显示时间；计数器，它将来自时钟脉冲发生器的脉冲信号变为四位二进制数；译码器，它将计数器输出的四位二进制数据译成相应的代码，分配到各驱动电路；驱动电路，它将译码器输出的信号放大，驱动继电器J动作。
本实用新型能够实现远距离遥测，不需要到窑顶观察，改善了工作环境。它可以随时显示和跟踪显示窑炉的膨胀情况，大大提高了测量精度和工作效率。本实用新型的实施将使窑炉膨胀检测走向电气化、自动化，为烤出高质量的窑炉提供了有力工具。
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细描述。
图1为本实施例的电路方框图。
图2为本实施例的膨胀量检测部分的电路图，并做为摘要附图。
图3为本实施例的温度检测部分的电路图。
图4为本实施例的控制电路的电路图。
如
图1所示本实施例的电源可以输出＋5V和＋12V两种电压，给电路中各元件供电。时钟脉冲发生器为计数器提供计数脉冲，计数器输出的信号经译码器译码后，输入驱动电路放大，驱动电路驱动继电器动作，选择不同的测量点进行显示。膨胀量是与温度密切相关的，本实施例为了使用方便，除测量窑炉的膨胀量外，同时对窑炉的温度进行测量。如图2所示，本实施例在窑炉的碹顶上沿纵向安装了16个传感器，以测量碹顶不同位置的膨胀量，传感器由16只电位器Wb1、Wb2……Wb16和分别与它们连接的重锤4、拉线3、拉线轮1、悬锤2组成，拉线轮1固定在电位器Wb的转轴上，可以带动电位器Wb的动端转动，重锤4放置在窑炉5的碹顶上，重锤4的上面系有拉线3，拉线3绕过拉线轮1系在悬锤2上，重锤4的质量大于悬锤2的质量，悬锤2悬在空中。16只电位器Wa1、Wa2、……Wa16的滑动端和一个固定端与＋5V电源的正极连接，它们的另一固定端分别与16只电位器Wb1、Wb2……Wb16的一固定端连接，电位器Wb1、Wb2……Wb16的另一固定端接地，电位器Wb1、Wb2……Wb16的滑动端分别通过16个继电器J1、J2……J16的常开触点J1－1、J2－1、……J16－1与转换开关k1的3端连接。电位器Wa1、Wa2、……Wa16用来调节由于Wb1、Wb2……Wb16转角不同而引起的误差。电位器W1、电阻R1、电位器W2和电阻R2为量程扩展电阻，电位器W1和电阻R1的阻值之和小于电位器W2和电阻R2阻值之和，转换开关k1用于选择不同量程。电流表A的负端接地，正端与电阻R1和电阻R2的公共端连接。电流表A的两端并联两只电容量不同的电容器C1和C2，它们起滤波和阻尼作用，以防止线路中产生的干扰信号的干扰，使电流表A指针摆动稳定。当窑炉的温度逐渐升高时，碹顶膨胀向上升高，重锤4也随碹顶升高，悬锤2在重力的作用下降落，并通过拉线3带动拉线轮1转动，拉线轮1的转动带动电位器Wb的转轴转动，使电位器Wb的滑动端对地电位发生变化，从而改变通过扩展后的电流表A的电流，通过电流表A指示出膨胀量。在控制电路的控制下，继电器J1、J2……J16依次动作，电流表A依次显示窑炉不同位置的膨胀量。如图3所示，测量温度采用热电偶做为传感器，共使用32只热电偶测量窑炉不同位置的温度。热电偶H1、H2……H16的正端分别通过继电器J1、J2……J16的常开触点J1－2、J2－2、……J16－2与继电器J17的常开触点J17－1连接。热电偶H17、H18……H32的正端分别通过继电器J1、J2……J16的常开触点J1－3、J2－3、……J16－3与继电器J18的常开触点J18－1连接。温度表V的正极与继电器J17、J18的常开触点连接，负极与热电偶H1、H2……H32的负极连接。继电器J17、J18的线圈一端与＋12V电源连接，另一端分别与转换开关k2的1、2端连接，转换开关k2的3端接地。电阻R3为发光二极管D1和D2的限流电阻。当转换开关k2打在1位置时，继电器J17的常开触点J17－1闭合，发光二极管D1发光指示，在控制电路的控制下，继电器J1、J2……J16依次动作，温度表V依次显示热电偶H1、H2……H16测出的温度值。当转换开关k2打在2位置时，继电器J18的常开触点J18－1闭合，发光二极管D2发光指示，在控制电路的控制下，继电器J1、J2……J16依次动作，温度表V依次显示热电偶H17、H18……H32测出的温度值。如图4所示，集成电路NE555、电阻R6、可调电阻W3、电阻R7和电容器C3组成一个时钟脉冲发生器。电阻R6的一端与＋5V电源的正极和NE555的8脚连接，电阻R6的另一端与可调电阻W3的滑动端和一固定端连接，可调电阻W3的另一固定端与电阻R7的一端和NE555的7脚连接，电阻R7的另一端与电容器C3的正极端和NE555的2、6脚连接，电容器C3的负极端接地，NE555的1脚接地，NE555的3脚为输出端。按钮AN并联在可调电阻W3的两端。时钟脉冲发生器产生一序列脉宽可调的脉冲信号，为计数器提供计数脉冲信号，控制各路信号的显示时间。集成电路74LS191、转换开关k3和转换开关K4组成一个计数器，74LS191的14脚与NE555的3脚连接，1、8、9、10、15脚接地，2、3、6、7脚为输出端，输出信号输入译码器译码，11、16脚与＋5V电源的正极连接，4脚与转换开关K3的3端连接，5脚与转换开关K4的3端连接，转换开关K3和K4的1端接地，转换开关K3和K4的2端与＋5V电源的正极连接。计数器接收来自时钟脉冲发生器的信号，开始计数，输出四位二进制数送入译码器译码，计数器主要由转换开关K3和K4控制完成定位显示、顺逆显示功能。集成电路74LS154组成一个译码器，74LS154的24脚与＋5V电源的正极连接，12、18、19脚接地，20、21、22、23脚为输入端，分别与74LS191的7、6、2、3脚连接，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、13、14、15、16、17脚为输出端，分别控制相应的驱动电路。驱动电路共有16个，它们的输入端分别与译码器的相应管脚连接，它们的输出端分别驱动16个继电器J1、J2……J16。每个驱动电路由三极管BGa、三极管BGb、电阻Ra、电阻Rb、电阻Rc、电阻R5、发光二极管Db、限流电阻R4、继电器J的线圈和续流二极管Da组成。电阻Rb的一端与译码器的输出端连接，电阻Rb的另一端与三极管BGa的基极和电阻Ra的一端连接，电阻Ra的另一端与＋5V电源的正极连接，三极管BGa的发射极与＋5V电源的正极连接，电阻Rc跨接在三极管BGa的集电极和三极管BGb的基极之间，三极管BGb的发射极接地，三极管BGb的集电极与继电器J的线圈一端连接，继电器J的线圈另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与＋12V电源的正极连接，续流二极管Da并联在继电器J的线圈两端，发光二极管Db的负极与三极管BGb的集电极连接，发光二极管Db的正极与限流电阻R4的一端连接，限流电阻R4的另一端与＋12V电源的正极连接。当某一驱动电路导通时，该驱动电路的发光二极管Db发光指示，对应的继电器J的触点吸合，仪表显示对应的膨胀信号和温度信号。
接通电源后，本实施例的时钟脉冲发生器发出一序列脉宽可调的脉冲信号，该脉冲信号送入计数器计数，计数器输出四位二进制数，该数据送入译码器译码，译码器的16个输出端分别控制16个驱动电路按顺序依次导通，使继电器J依次动作，控制电流表A和温度表V显示不同位置的膨胀量和温度。这样循环往复显示不同时刻各个位置的膨胀量和温度。适当调节可调电阻W3的阻值，使各驱动电路的导通时间合适，便于观察和记录。当需要显示后面某一位置的膨胀量和温度时，可以按下按钮AN将可调电阻W3短路，这样可以迅速跳过中间一些位置，显示后面的某一位置的膨胀量和温度。当转换开关K3打在位置1时，计数器为计数状态，电流表A和温度表V循环显示。当K3打在位置2时，计数器为保持状态，电流表A和温度表V定位显示某一位置的膨胀量和温度。当转换开关K4打在位置1时，计数器为加计数状态，用来作为电流表A和温度表V的顺向循环显示。当转换开关K4打在2位置时，计数器为减计数状态，用来作为电流表A和温度表V的逆向循环显示。转换开关K1用于选择电流表A的量程。K2用于选择热电偶。
本实施例可以将所有电子元件及继电器安装在外壳内，显示仪表、各种开关和发光二极管露在外壳外。外壳内的元器件通过导线与传感器和热电偶连接。
权利要求1.一种玻璃窑炉膨胀自动测量显示仪，其特征在于，它具有a、传感器，它将玻璃窑炉的膨胀量转换成电信号输出到扩展后的电流表A；b、电流表A及其量程扩展电阻，电流表A的两端并联有电容器，电容器起阻尼和滤波作用；c、选择开关，它用于选择玻璃窑炉不同位置的传感器信号送入扩展后的电流表A显示。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉膨胀自动测量显示仪，其特征在于，所述传感器是这样组成的，电位器Wb的转轴上固定一只可随转轴同轴转动的拉线轮1，重锤4放置在窑炉5的碹顶上，重锤4的上面系有拉线3，拉线3绕过拉线轮1后，另一端系在悬锤2上，重锤4的质量大于悬锤2的质量，悬锤2悬在空中。
3.根据权利要求1或2所述一种玻璃窑炉膨胀自动测量显示仪，其特征在于，所述选择开关由继电器J和控制继电器J动作的控制电路组成，控制电路包括a、时钟脉冲发生器，它产生一序列脉宽可调的脉冲信号，控制各路信号的显示时间；b、计数器，它将来自时钟脉冲发生器的脉冲信号变为四位二进制数；c、译码器，它将计数器输出的四位二进制数据译成相应的代码，分配到各驱动电路；d、驱动电路，它将译码器输出的信号放大，驱动继电器J动作。
4.根据权利要求3所述一种玻璃窑炉膨胀自动测量显示仪，其特征在于，所述时钟脉冲发生器由集成电路NE555、电阻R6、可调电阻W3、电阻R7和电容器C3组成，电阻R6的一端与电源正极和NE555的8脚连接，电阻R6的另一端与可调电阻W3的滑动端和一固定端连接，可调电阻W3的另一固定端与电阻R7的一端和NE555的7脚连接，电阻R7的另一端与电容器C3的正极端和NE555的2、6脚连接，电容器C3的负极端接地，NE555的1脚接地，NE555的3脚为输出端。
5.根据权利要求4所述一种玻璃窑炉膨胀自动测量显示仪，其特征在于，所述计数器由集成电路74LS191、转换开关K3和转换开关K4组成，74LS191的14脚与NE555的3脚连接，1、8、9、10、15脚接地，2、3、6、7脚为输出端，11、16脚与电源正极连接，4脚与转换开关K3的3端连接，5脚与转换开关K4的3端连接，转换开关K3和K4的1端接地，转换开关K3和K4的2端与电源正极连接。
6.根据权利要求5所述一种玻璃窑炉膨胀自动测量显示仪，其特征在于，所述译码器由集成电路74LS154组成，74LS154的24脚与电源正极连接，12、18、19脚接地，20、21、22、23脚为输入端，分别与74LS191的7、6、2、3脚连接，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、13、14、15、16、17脚为输出端，分别控制相应的驱动电路。
7.根据权利要求6所述一种玻璃窑炉膨胀自动测量显示仪，其特征在于，所述驱动电路由三极管BGa、三极管BGb、电阻Ra、电阻Rb电阻Rc、电阻R5、继电器J的线圈和续流二极管Da组成，电阻Rb的一端与译码器的输出端连接，电阻Rb的另一端与三极管BGa的基极和电阻Ra的一端连接，电阻Ra的另一端与电源正极连接，三极管BGa的发射极与电源正极连接，电阻Rc跨接在三极管BGa的集电极和三极管BGb的基极之间，三极管BGb的发射极接地，三极管BGb的集电极与继电器J的线圈一端连接，继电器J的线圈另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电源正极连接，续流二极管Da并联在继电器J的线圈两端。
专利摘要本实用新型是一种用于测量玻璃窑炉膨胀量的自动测量显示仪。它克服了利用胀尺测量膨胀量存在的测量精度低、上下窑炉频繁、容易踩塌窑炉等缺点。它由传感器将窑炉的膨胀量转化为电信号，通过选择开关选择窑炉不同位置的传感器信号输入经过扩展后的电流表显示。本实用新型主要用于玻璃窑炉烤窑过程中自动测量窑炉的膨胀量。
文档编号F27B1/00GK2110838SQ9123141
公开日1992年7月22日 申请日期1991年11月11日 优先权日1991年11月11日
发明者张波 申请人:青岛建华玻璃厂