一种空压机用高灵敏度的智能控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种空压机用高灵敏度的智能控制系统，其特征在于，主要由单片机，电源，A/D转换模块，均与单片机相连接的显示屏、数据存储器和变频器，与A/D转换模块相连接的压力传感器，与变频器相连接的电机，串接在压力传感器与A/D转换模块之间的信号放大电路，串接在A/D转换模块与单片机之间的数码信号滤波电路，以及串接在电源与的单片机之间的整流滤波稳压电路组成。本发明的空压机用智能控制系统能实现对空压机启动时的启动电流的有效控制，从而确保了电源电压在空压机启动时的稳定性，降低了压缩气源产生的波动，并且在用气量少的时候电机不会空载运行，极大的节约了电能。
【专利说明】
一种空压机用高灵敏度的智能控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及工业设备的技术领域，具体是指一种空压机用高灵敏度的智能控制系统。
【背景技术】
[0002]空压机电机功率一般较大，启动方式多采用空载(卸载)星-三角启动，加载和卸载方式都为瞬时。这使得空压机在启动时会有较大的启动电流，从而引起电源电压波动较大，也会使压缩气源产生较大的波动，降低设备的使用年限。由于一般空气压缩机的拖动电机本身不能调速，因此就不能直接使用压力或电流量的变动来实现降速调节输出功率的匹配，导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行，电能浪费巨大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中的空压机启动时会有较大的启动电流，从而引起电源电压波动较大，也会使压缩气源产生较大的波动，并且在用气量少的时候电机仍然要空载运行，电能浪费巨大的缺陷，本发明提供一种空压机用高灵敏度的智能控制系统。
[0004]本发明通过以下技术方案来实现:一种空压机用高灵敏度的智能控制系统，主要由单片机，电源，A/D转换模块，均与单片机相连接的显示屏、数据存储器和变频器，与A/D转换模块相连接的压力传感器，与变频器相连接的电机，串接在压力传感器与A/D转换模块之间的信号放大电路，串接在A/D转换模块与单片机之间的数码信号滤波电路，以及串接在电源与的单片机之间的整流滤波稳压电路组成。
[0005]所述信号放大电路由放大器P2，放大器P3，三极管VT4，三极管VT5，负极经电阻R29后与三极管VT5的发射极相连接、正极顺次经二极管D8和电阻R23后与三极管VT4的基极相连接的极性电容Cll，P极经电阻R24后与三极管VT4的基极相连接、N极经电阻R28后与三极管VT5的基极相连接的二极管D9，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R26后与三极管VT5的基极相连接的极性电容ClO，一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端与放大器P2的正极相连接的电阻R25，一端与放大器P2的输出端相连接、另一端与三极管VT5的基极相连接的电阻R27，一端与三极管VT5的集电极相连接、另一端与放大器P3的正极相连接的电阻R32，负极与放大器P3的输出端相连接、正极与三极管VT5的集电极相连接的极性电容C12，以及P极经电阻R30后与极性电容Cll的负极相连接、N极经电阻R31后与放大器P3的输出端相连接的二极管DlO组成;所述三极管VT4的集电极接地、其基极作为信号放大电路的输入端并与压力传感器相连接;所述放大器P2的负极和放大器P3的负极均接地;所述放大器P3的输出端作为信号放大电路的输出端并与A/D转换模块相连接。
[0006]所述数码信号滤波电路由放大器P1，三极管VT2，三极管VT3，N极经电阻R14后与三极管VT2的基极相连接、P极作为数码信号滤波电路的输入端并与A/D转换模块相连接的二极管D4，负极经电阻R13后与三极管VT2的集电极相连接、正极经电阻R12后与二极管D4的P极相连接的极性电容C5，正极与二极管D4的N极相连接、负极接地的极性电容C6，P极经电阻R15后与三极管VT2的发射极相连接、N极与放大器Pl的正极相连接的二极管D6，一端与三极管VT2的基极相连接、另一端与放大器Pl的正极相连接的电阻R16，P极经极性电容C8后与放大器Pl的负极相连接、N极经电阻R22后与放大器Pl的输出端相连接的二极管D7，正极与放大器PI的输出端相连接、负极经电阻R21后与三极管VT3的基极相连接的极性电容C9，负极经电阻R20后与三极管VT3的发射极相连接、正极经可调电阻R19后与放大器Pl的正极相连接的极性电容C7，以及N极经电阻R18后与极性电容C7的正极相连接、P极经电阻R17后与三极管VT2的基极相连接的二极管D5组成;所述三极管VT3的集电极接地;所述放大器Pl的输出端作为数码信号滤波电路的输出端并与单片机相连接。
[0007]所述整流滤波稳压电路由变压器T，其中一个输入端与变压器T的副边电感线圈的同名端相连接、另一个输入端与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接的二极管整流器U2，正极与二极管整流器U2的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U2的正极输出端相连接的极性电容Cl，与二极管整流器U2的正极输出端和负极输出端分别相连接的集成稳压电路，以及与集成稳压电路的输出端相连接的稳压输出电路组成;所述稳压输出电路的输出端与单片机相连接;所述变压器T的原边电感线圈的同名端和非同名端共同形成整流滤波稳压电路的输入端并与电源相连接。
[0008]所述集成稳压电路由稳压芯片Ul，一端与二极管整流器U2负极输出端相连接、另一端与稳压芯片Ul的VC管脚相连接的电阻R2，负极与稳压芯片Ul的CS管脚相连接、正极经电阻R3后与二极管整流器U2的正极输出端相连接的极性电容C2，N极经电阻R6后与稳压芯片Ul的MT管脚相连接、P极经电阻R4后与二极管整流器U2的正极输出端相连接的二极管D2，以及P极顺次经电阻R5和电阻Rl后与二极管整流器U2的负极输出端相连接、N极经电阻R7后与稳压芯片Ul的SW管脚相连接的二极管Dl组成;所述二极管02的~极和稳压芯片Ul的SW管脚共同形成集成稳压电路的输出端。
[0009]所述稳压输出电路由三极管VTl，场效应管MOSl，负极经可调电阻R8后与稳压芯片Ul的SW管脚相连接、正极与二极管02的~极相连接的极性电容C3，一端与稳压芯片Ul的SW管脚相连接、另一端与场效应管MOSl的漏极相连接的电阻R9，正极经电阻RlO后与场效应管MOSl的栅极相连接、负极与三极管VTl的基极相连接的极性电容C4，以及P极与场效应管MOSl的源极相连接、N极经电阻Rll后与三极管VTl的发射极相连接的二极管D3组成;所述三极管VTl的集电极与极性电容C3的正极相连接;所述二极管03的~极和场效应管MOSl的漏极共同形成稳压输出电路的输出端。
[0010]为确保本发明的实际使用效果，所述的压力传感器优先采用T2000型压力传感器来实现；而显示屏则优先采用了具有触摸输入功能的液晶显示屏来实现；同时稳压芯片Ul则优先采用AP3766集成芯片来实现。
[0011]本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果:
[0012](I)本发明的信号放大电路能将压力传感器所采集的储气罐的气压值信号进行抗干扰处理，还能将抗干扰处理后的气压值信号进行放大后输出，因此确保了传输给A/D转换模块的气压值信号的准确性，同时确保了本发明的空压机用智能控制系统的准确性。
[0013](2)本发明的数码信号滤波电路能将A/D转换模块输出的气压数据信号中的偏执信号进行抑制或消除，同时将处理后的数据信号进行放大后输出，从而确保了单片机接收的气压数据信号的准确性。
[0014](3)本发明的整流滤波稳压电路能对电源电压和电流进行整流滤波后转换为36V直流电压，并通过设置在整流滤波稳压电路中的集成稳压电路进行稳压调节后为单片机提供稳定的电压和电流，从而确保了本发明的空压机用智能控制系统的确定性。
[0015](4)本发明采用了红外线探测器，该红外线探测器具有性能稳定、灵敏度高，价格便宜等优点。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的整体结构图。
[0017]图2为本发明的整流滤波稳压电路的电路结构示意图。
[0018]图3为数码信号滤波电路的电路结构示意图。
[0019]图4为本发明的信号放大电路的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0021]如图1所示，本发明主要由单片机，电源，A/D转换模块，均与单片机相连接的显示屏、数据存储器和变频器，与A/D转换模块相连接的压力传感器，与变频器相连接的电机，串接在压力传感器与A/D转换模块之间的信号放大电路，串接在A/D转换模块与单片机之间的数码信号滤波电路，以及串接在电源与的单片机之间的整流滤波稳压电路组成。
[0022]其中，所述整流滤波稳压电路如图2所示，其由变压器T，二极管整流器U2，极性电容Cl，集成稳压电路，以及稳压输出电路组成。
[0023]所述二极管整流器U2的其中一个输入端与变压器T的副边电感线圈的同名端相连接、另一个输入端与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接。极性电容Cl的正极与二极管整流器U2的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U2的正极输出端相连接。集成稳压电路分别与二极管整流器U2的正极输出端和负极输出端相连接。稳压输出电路与集成稳压电路的输出端相连接。所述稳压输出电路的输出端与单片机相连接;所述变压器T的原边电感线圈的同名端和非同名端共同形成整流滤波稳压电路的输入端并与电源相连接。
[0024]为确保本发明的可靠运行，所述A/D转换模块则优先采用了PTR200型A/D转换模块来实现;所述的单片机优先采用NCP1652集成芯片，该NCP1652集成芯片的HV管脚与数据存储器相连接，CT管脚与显示屏相连接，ATCH管脚与变频器相连接。所述的电源为220V交流电压，该220V交流电压经整流滤波稳压电路降压后生成36V低压电，该36V低压电同时经整流滤波后转换为36V直流电压，并通过整流滤波稳压电路中设置的集成稳压电路进行稳压后经稳压输出电路输出为单片机供电。
[0025]如图2所示，所述集成稳压电路由稳压芯片Ul，电阻Rl，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，极性电容C2，二极管DI，以及二极管D2组成。
[0026]连接时，电阻R2的一端与二极管整流器U2负极输出端相连接、另一端与稳压芯片Ul的VC管脚相连接。极性电容C2的负极与稳压芯片Ul的CS管脚相连接、正极经电阻R3后与二极管整流器U2的正极输出端相连接。二极管02的_及经电阻R6后与稳压芯片Ul的MT管脚相连接、P极经电阻R4后与二极管整流器U2的正极输出端相连接。
[0027]所述二极管Dl的P极顺次经电阻R5和电阻Rl后与二极管整流器U2的负极输出端相连接、N极经电阻R7后与稳压芯片Ul的SW管脚相连接。所述二极管02的~极和稳压芯片Ul的SW管脚共同形成集成稳压电路的输出端并与稳压输出电路相连接。
[0028]进一步，所述稳压输出电路由三极管VTI，场效应管MOSI，可调电阻R8，电阻R9，电阻RlO，电阻Rll，极性电容C3极性电容C4，以及二极管D3组成。
[0029]连接时，极性电容C3的负极经可调电阻R8后与稳压芯片Ul的SW管脚相连接、正极与二极管02的_及相连接。电阻R9的一端与稳压芯片Ul的SW管脚相连接、另一端与场效应管MOSl的漏极相连接。极性电容C4的正极经电阻RlO后与场效应管MOSl的栅极相连接、负极与三极管VTl的基极相连接。二极管D3的P极与场效应管MOSl的源极相连接、N极经电阻Rll后与三极管VTl的发射极相连接。
[0030]所述三极管VTl的集电极与极性电容C3的正极相连接；所述二极管D3的N极与NCP1652集成芯片的VCCl管脚相连接;所述场效应管MOSl的漏极与NCP1652集成芯片的VCC2管脚相连接。本发明在运行时，整流滤波稳压电路能对电源电压和电流进行整流滤波后转换为36V直流电压，并通过设置在整流滤波稳压电路中的集成稳压电路进行稳压调节后为单片机提供稳定的电压和电流。为更好的实施本发明，所述稳压芯片Ul则优先采用AP3766集成芯片来实现。
[0031]所述数码信号滤波电路如图3所示，其由放大器Pl，三极管VT2，三极管VT3，电阻尺12，电阻1?13，电阻1?14，电阻1?15，电阻1?16，电阻1?17，电阻1?18，可调电阻1?19，电阻1?20，电阻R21，电阻R22，极性电容C5，极性电容C6，极性电容C7，极性电容C8，极性电容C9，二极管D4，二极管D5，二极管D6，以及二极管D7组成。
[0032]连接时，二极管D4的N极经电阻R14后与三极管VT2的基极相连接、P极作为数码信号滤波电路的输入端并与A/D转换模块的DJ管脚相连接。极性电容C5的负极经电阻R13后与三极管VT2的集电极相连接、正极经电阻R12后与二极管D4的P极相连接。极性电容C6的正极与二极管D4的N极相连接、负极接地。二极管D6的P极经电阻R15后与三极管VT2的发射极相连接、N极与放大器Pl的正极相连接。电阻R16的一端与三极管VT2的基极相连接、另一端与放大器Pl的正极相连接。
[0033]所述二极管07的_及经电阻R22后与放大器Pl的输出端相连接、其P极与极性电容C8的正极相连接，所述极性电容C8的负极则与放大器Pl的负极相连接。极性电容C9的正极与放大器PI的输出端相连接、负极经电阻R21后与三极管VT3的基极相连接。极性电容C7的负极经电阻R20后与三极管VT3的发射极相连接、正极经可调电阻R19后与放大器Pl的正极相连接。二极管05的_及经电阻R18后与极性电容C7的正极相连接、P极经电阻R17后与三极管VT2的基极相连接。
[0034]所述三极管VT3的集电极接地;所述放大器Pl的输出端作为数码信号滤波电路的输出端并与NCP1652集成芯片的RDE管脚相连接。本发明在运行时，数码信号滤波电路能将A/D转换模块输出的气压数据信号中的偏执信号进行抑制或消除，同时将处理后的数据信号进行放大后输出，从而确保了单片机接收的气压数据信号的准确性。
[0035]所述信号放大电路如图4所示，其由放大器P2，放大器P3，三极管VT4，三极管VT5，电阻R23，电阻R24，电阻R25，电阻R26，电阻R27，电阻R28，电阻R29，电阻R30，电阻R31，电阻R32，极性电容ClO，极性电容Cl I，极性电容Cl 2，二极管D8，二极管D9，以及二极管DlO组成。
[0036]连接时，极性电容Cll的负极经电阻R29后与三极管VT5的发射极相连接、其正极与二极管08的_及相连接，所述二极管D8的P极经电阻R23后与三极管VT4的基极相连接。二极管D9的P极经电阻R24后与三极管VT4的基极相连接、N极经电阻R28后与三极管VT5的基极相连接。极性电容ClO的正极与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R26后与三极管VT5的基极相连接。
[0037]所述电阻R25的一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端与放大器P2的正极相连接。电阻R27的一端与放大器P2的输出端相连接、另一端与三极管VT5的基极相连接。电阻R32的一端与三极管VT5的集电极相连接、另一端与放大器P3的正极相连接。极性电容C12的负极与放大器P3的输出端相连接、正极与三极管VT5的集电极相连接。二极管DlO的P极经电阻R30后与极性电容Cl I的负极相连接、N极经电阻R31后与放大器P3的输出端相连接。
[0038]所述三极管VT4的集电极接地、其基极作为信号放大电路的输入端并与压力传感器相连接;所述放大器P2的负极和放大器P3的负极均接地;所述放大器P3的输出端作为信号放大电路的输出端并与A/D转换模块相连接。本发明在运行时，信号放大电路能将压力传感器所采集的储气罐的气压值信号进行抗干扰处理，还能将抗干扰处理后的气压值信号进行放大后输出，因此确保了传输给A/D转换模块的气压值信号的准确性。
[0039]运行时，所述的压力传感器则优先采用了 T2000型压力传感器来实现;该压力传感器用于采集储气罐的气压值，并将所采集到的储气罐的气压值信息传输给信号放大电路，所述信号放大电路则将压力传感器所采集的储气罐的气压值信号进行抗干扰处理，并将抗干扰处理后的气压值信号进行放大后传输给A/D转换模块。所述A/D转换模块将压力传感器传输的所采集的储气罐的气压值信息转换为数据信息传输给数码信号滤波电路，该数码信号滤波电路将A/D转换模块输出的气压数据信号中的偏执信号进行抑制或消除，同时将处理后的数据信号进行放大后传输给单片机。所述单片机将该数据信息与数据存储器内的预存气压值进行对比，同时根据比对的结果来控制变频器输出电压和电流，对电机的转速进行调整。本发明中的数据存储器优先采用了 C805IF20型数据存储器来实现。
[0040]如果压力传感器用于采集储气罐的气压值与数据存储器内的预存气压值一致时，单片机不会传输控制信号给变频器，此时，变频器不会输出电压和电流，因此电机停止转动。反之，如果压力传感器用于采集储气罐的气压值小于数据存储器内的预存气压值时，单片机输出控制信号给变频器，此时，变频器根据单片机传输的控制信号输出电压和电流，因此电机开始转动，空压机开始工作，从而实现节约能源的目的。所述变频器在输出电压和电流时，其输出的电压和电流是缓慢增加，以防止启动电流过大，从而引起电源电压波动较大，使压缩气源产生较大的波动。本发明的变频器运行采用了 FENIC/5000P11型变频器来实现。
[0041]其中，本发明的显示屏则优先采用了具有触摸输入功能的液晶显示屏来实现。所述的显示屏用于对数据存储器内的预存的气压值进行调节，使用者可根据不同的需求来通过具有触摸输入功能的液晶显示屏的功能键来对数据存储器内预存的气压值进行调节。
[0042 ]如上所述，便可以很好的实现本发明。
【主权项】
1.一种空压机用高灵敏度的智能控制系统，其特征在于，主要由单片机，电源，A/D转换模块，均与单片机相连接的显示屏、数据存储器和变频器，与A/D转换模块相连接的压力传感器，与变频器相连接的电机，串接在压力传感器与A/D转换模块之间的信号放大电路，串接在A/D转换模块与单片机之间的数码信号滤波电路，以及串接在电源与的单片机之间的整流滤波稳压电路组成。2.根据权利要求1所述的一种空压机用高灵敏度的智能控制系统，其特征在于，所述信号放大电路由放大器P2，放大器P3，三极管VT4，三极管VT5，负极经电阻R29后与三极管VT5的发射极相连接、正极顺次经二极管D8和电阻R23后与三极管VT4的基极相连接的极性电容(:11，？极经电阻1?24后与三极管￥了4的基极相连接、_及经电阻1?28后与三极管￥了5的基极相连接的二极管D9，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R26后与三极管VT5的基极相连接的极性电容ClO，一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端与放大器P2的正极相连接的电阻R 2 5，一端与放大器P 2的输出端相连接、另一端与三极管V T 5的基极相连接的电阻R27，一端与三极管VT5的集电极相连接、另一端与放大器P3的正极相连接的电阻R32，负极与放大器P3的输出端相连接、正极与三极管VT5的集电极相连接的极性电容C12，以及P极经电阻R30后与极性电容Cll的负极相连接、N极经电阻R31后与放大器P3的输出端相连接的二极管DlO组成;所述三极管VT4的集电极接地、其基极作为信号放大电路的输入端并与压力传感器相连接;所述放大器P2的负极和放大器P3的负极均接地;所述放大器P3的输出端作为信号放大电路的输出端并与A/D转换模块相连接。3.根据权利要求2所述的一种空压机用高灵敏度的智能控制系统，其特征在于，所述数码信号滤波电路由放大器P1，三极管VT2，三极管VT3，N极经电阻R14后与三极管VT2的基极相连接、P极作为数码信号滤波电路的输入端并与A/D转换模块相连接的二极管D4，负极经电阻R13后与三极管VT2的集电极相连接、正极经电阻R12后与二极管D4的P极相连接的极性电容C5，正极与二极管D4的N极相连接、负极接地的极性电容C6，P极经电阻R15后与三极管VT2的发射极相连接、N极与放大器Pl的正极相连接的二极管D6，一端与三极管VT2的基极相连接、另一端与放大器Pl的正极相连接的电阻R16，P极经极性电容C8后与放大器Pl的负极相连接、N极经电阻R22后与放大器Pl的输出端相连接的二极管D7，正极与放大器Pl的输出端相连接、负极经电阻R21后与三极管VT3的基极相连接的极性电容C9，负极经电阻R20后与三极管VT3的发射极相连接、正极经可调电阻R19后与放大器Pl的正极相连接的极性电容C7，以及N极经电阻R18后与极性电容C7的正极相连接、P极经电阻R17后与三极管VT2的基极相连接的二极管D5组成;所述三极管VT3的集电极接地;所述放大器Pl的输出端作为数码信号滤波电路的输出端并与单片机相连接。4.根据权利要求3所述的一种空压机用高灵敏度的智能控制系统，其特征在于，所述整流滤波稳压电路由变压器T，其中一个输入端与变压器T的副边电感线圈的同名端相连接、另一个输入端与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接的二极管整流器U2，正极与二极管整流器U2的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U2的正极输出端相连接的极性电容Cl，与二极管整流器U2的正极输出端和负极输出端分别相连接的集成稳压电路，以及与集成稳压电路的输出端相连接的稳压输出电路组成;所述稳压输出电路的输出端与单片机相连接;所述变压器T的原边电感线圈的同名端和非同名端共同形成整流滤波稳压电路的输入端并与电源相连接。5.根据权利要求4所述的一种空压机用高灵敏度的智能控制系统，其特征在于，所述集成稳压电路由稳压芯片Ul，一端与二极管整流器U2负极输出端相连接、另一端与稳压芯片Ul的VC管脚相连接的电阻R2，负极与稳压芯片Ul的CS管脚相连接、正极经电阻R3后与二极管整流器U2的正极输出端相连接的极性电容C2，N极经电阻R6后与稳压芯片Ul的MT管脚相连接、P极经电阻R4后与二极管整流器U2的正极输出端相连接的二极管D2，以及P极顺次经电阻R5和电阻Rl后与二极管整流器U2的负极输出端相连接、N极经电阻R7后与稳压芯片Ul的SW管脚相连接的二极管Dl组成;所述二极管02的~极和稳压芯片Ul的SW管脚共同形成集成稳压电路的输出端。6.根据权利要求5所述的一种空压机用高灵敏度的智能控制系统，其特征在于，所述稳压输出电路由三极管VTl，场效应管MOSl，负极经可调电阻R8后与稳压芯片Ul的SW管脚相连接、正极与二极管02的~极相连接的极性电容C3，一端与稳压芯片Ul的SW管脚相连接、另一端与场效应管MOSl的漏极相连接的电阻R9，正极经电阻RlO后与场效应管MOSl的栅极相连接、负极与三极管VTl的基极相连接的极性电容C4，以及P极与场效应管MOSl的源极相连接、N极经电阻Rll后与三极管VTl的发射极相连接的二极管D3组成;所述三极管VTl的集电极与极性电容C3的正极相连接;所述二极管03的~极和场效应管MOSl的漏极共同形成稳压输出电路的输出端。7.根据权利要求6所述的一种空压机用高灵敏度的智能控制系统，其特征在于，所述的压力传感器为T2000型压力传感器。8.根据权利要求7所述的一种空压机用高灵敏度的智能控制系统，其特征在于，所述显示屏采用了具有触摸输入功能的液晶显示屏。9.根据权利要求8所述的一种空压机用高灵敏度的智能控制系统，其特征在于，所述稳压芯片Ul为AP3766集成芯片。
【文档编号】F04B49/06GK105840477SQ201610203395
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】刘春远
【申请人】成都奥卡卡科技有限公司