专利名称：无触点电接点压力表的制作方法
技术领域：
本实用新型是用于测量和控制各种管道和容器中的液体、气体或蒸汽的压力及真空。是一种现场指示、控制仪表。属自动化仪表范畴。
目前国内外用于压力测量和压力控制的仪表，其控制开关多为机械触点，国内生产的电接点压力表结构均为机械有触点开关，这种控制开关，易产生电火花、灵敏度低、使用寿命短、开关触点易炭化和腐蚀，可靠性差。本实用新型是一种不存在上述缺陷，性能优良的无触点压力测控仪表。
本实用新型的目的是克服现有电接点压力表存在的缺陷，改变传统机械触点控制开关的结构，采用全电子化无触点开关控制，消除了仪表在工作过程中产生的电火花，延长了仪表的使用寿命，提高了仪表的开关速度、灵敏度和可靠性。除一般场合使用外还可直接应用在现有电接点压力表不能使用的易燃易爆等特殊场所。
本实用新型取消了原电接点压力表中的机械触点(银触点或磁助式电触点)。分别在上限设定指针(红针)和下限设定指针(绿针)的适当位置上各安装一只霍尔磁敏集成开关，在原动触点转臂适当位置上安装一只体积较小的高磁能积永磁铁，使之组成为一组无触点控制开关的触发部件。调节红针指示的压力即可设定控制上限，调节绿针指示的压力即可设定控制下限，红针与绿针所指示的压力差即为控制区间。在电路设计上，为了保证霍尔磁敏集成开关触发后，不因永磁铁位置的变化而使电路状态发生变化，即使其保持原有开关状态(开或关)，采用CMOS与非门集成电路，组成具有记忆功能的Rs触发器，触发器的输出端连接一只高增益达林顿管，以供给光电耦合双向可控硅过零触发器所需的工作电流，使无触点开关，双向可控硅能可靠地工作，并在下次触发之前保持上次触发后的开关状态。
本实用新型与现有技术相比具有控制准确度高，测量和控制构件之间没有机械接触，无机械磨损，不影响测量精度，又大大延长了仪表的寿命。由于在工作过程中没有电火花产生，特别是在易燃易爆的场所一般需使用体积笨重、价格昂贵的防爆电接点压力表，而本实用新型可直接使用在这种场所。国内现有电接点压力表在开关动作时，均不同程度地存在微小的机械来回位移和回弹，使被控对象产生频繁的重复动作，特别是在振动场合下使用更是如此，而本实用新型开关动作灵敏可靠，无触点开关一旦动作不会因微小的机械位移、回弹或振动而发生频繁的重复动作，这是现有电接点压力表无法比似的突出优点。另一特点是现有电接点压力表触点功率仅有10W，而本实用新型的无触点开关负载能力可达1千瓦(如增大散热片负载功率还可进一步增大)，由于控制准确、开关速度快、工作灵敏可靠，所以本实用新型还具有明显的节能效果。
以下结合附图，对本实用新型实施技术进行详细描述。
图1本实用新型结构示意图。
图2是图1的A向旋转视图。
图3是图1的B向旋转视图。
图4电路原理图。
图1描述了本实用新型的内部结构，它是由引压接头1、弹簧管2、压力测量指针3、挡块4、止钉5、下限设定指针(绿针)6、固定在6上的霍尔磁敏集成开关7(Ic1)，装固在9上的永磁铁8、转臂9、调节9转动力矩的游丝10、装固在12上的霍尔磁敏集成开关11(Ic2)，上限设定指针(红针)12、机芯连杆机构13所组成。
工作初始阶段，永磁铁8和转臂9在游丝10弹簧力的作用下紧靠着设定指针6上的止钉5，使霍尔磁敏集成开关7处于触发导通状态，无触点开关导通，负载得电工作，当系统压力上升，弹簧管2端部的位移，通过机芯连杆机构13带动，使指针3转动，当指针3指到下限设定指针6所指的压力值时，永磁铁8和转臂9在指针3上挡块4的推动下，随压力的上升一起转动，当指针3随压力的进一步上升，指到上限设定指针12所指的压力值时，永磁铁8触发霍尔磁敏集成开关11导通，使无触点开关关断，负载失电，压力源动力停止工作。压力下降时永磁铁8转臂9在游丝10弹簧力的作用下随指针3一起移动，当系统压力下降到下限设定值时，永磁铁8触发7再次导通，无触点开关导通负载得电，压力源动力重新工作。如此反复，达到测量和控制的目的，根据工作需要设定指针6、12可在全量程范围内任意设定。
图4是本实用新型的电路原理图，它主要由D直流极性保护二极管(或作交流供电整流管)、滤波稳压电路、霍尔磁敏集成开关Ic1、Ic2、与非门电路组成的Rs触发器Ic3、达林顿管T、光耦双向可控硅过零触发器Ic4、双向可控硅SCR及其保护电路所组成。图中虚线及电容C、电阻R，是交流降压供电电源电路，此时直流极性保护二极管D作整流管使用，故此电路还可根据用户需要做成直流或交流二种供电方式。
当系统压力低于下限设定值时，Ic1处于导通状态，此时RS触发器Ic3a输入端1脚为低电平，其输出端3脚则为高电平，此电平分两路，一路送入Ic3b输入端5脚，使其输出端4脚为低电平，并反馈到Ic3a的输入端2脚，另一路送入T的基极使其导通，Ic4得电工作，SCR得到触发而导通，负载得电，压力源正常工作。当压力上升并超过下限设定值时，指针3和永磁铁8偏离Ic1一起进入控制区，Ic1截止，此时由于Ic3b4脚的反馈作用，Ic3a3脚仍为高电平，使T继续保持导通状态，SCR导通，负载仍工作。当指针3和永磁铁8到达上限设定压力值时，Ic2被触发导通，此时Ic3b输入端6脚变为低电平，其输出端4脚则变为高电平，通过耦合使Ic3a输入端2脚也由低变高，从而使Ic3a输出端3脚变为低电平，此时一路反馈到Ic3b输入端5脚，另一路控制T使其截止，Ic4失电停止工作，SCR因无触发信号而关断，负载失电，压力系统的动力得到控制而停止工作。当系统压力下降，使永磁铁8偏离Ic2进入控制区时，Ic2截止，此时由于Ic3b4脚的反馈作用，使Ic3a3脚仍为低电平，T继续保持截止状态，SCR仍关断。当系统压力下降到下限设定位置时，Ic1重新被触发导通，电路开关状态又变为导通，负载得电，压力源恢复正常工作。
图4电路若采用直流供电时，交流控制电源与直流工作电源之间是通过Ic4光电耦合的，所以交、直流两电源之间有较高的隔离性能。为了提高仪表的可靠性，在SCR两端增加了R7、C3缓冲保护网络和VR压敏电阻，以防SCR因浪涌电压过高而发生击穿。
实施例选用一只150，规格为16MPa的电接点压力表，将其下限设定指针(绿针)和上限设定指针(红针)，拆下并去掉银触点或磁助触点，重新制作2个铜质上、下限设定指针参见图1、图2，在其针上设置安装霍尔磁敏集成开关Ic1、Ic2用的装夹卡，将Ic1安装固定在绿针6上，并在6适当位置上铆接好止钉5，Ic2装固在红针12上。再去掉原表上的两动触点及转臂，重新制作一个可装固永磁铁8的铜质转臂9见图2、图3，将游丝10一端固定，另一端与转臂9相连，并调整好力矩。将改装好的设定针6、12及转臂9一起装回原支架，再将支架部件装到电接点压力表中原位上，改装部分完成。电器元件的选择Ic1、Ic2选用UGS－3120T或(UGS－3020T)，IC3为CD4011两输入端四与非门，T为FN020、Ic4为MOC3041，SCR双向可控硅的选择当控制对象电源电压使用220V时，选用6A／600V，电源电压为380V时应选用6A／1200V－1500V，其型号分别为BCR6AM－12、BCR6AM－24，VR压敏电阻选用900V，其它元件根据上述各器件的具体要求适当选择。元件选择好后按图4电路原理图安装连接在一块48×30mm的印刷电路板上，最后将装焊好的电路板安装在表内空隙处即可制成本实用新型。
权利要求1.一种具有测量和控制功能的无触点电接点压力表，其特征是开关控制电路中采用两只霍尔磁敏集成开关，该开关分别装在仪表的上限和下限设定指针上。
2.如权利要求1所述的无触点电接点压力表，其特征是采用RS触发器作霍尔磁敏集成开关动作后的记忆元件。
3.如权利1或2所述的无触点电接点压力表，其特征是以光电耦合双向可控硅过零触发器作开关控制电路的触发执行元件。
专利摘要本实用新型是一种无触点电接点压力表，它去除了现有电接点压力表中机械结构的触点开关，采用电子无触点开关，消除了现有仪表在工作中易产生电火花的缺陷，延长了仪表的寿命，提高了仪表的开关速度、灵敏度和可靠性。仪表用两只霍尔磁敏集成开关代替了现有仪表的开关，开关不会因微小的机械位移、回弹和振动而发生重复动作。现有仪表触点功率仅有10W，本实用新型负载可达1千瓦，控制范围可在全量程内调整，除应用于一般场合外，还可应用在易燃易爆等特殊场合。
文档编号G01L23/08GK2098680SQ91213858
公开日1992年3月11日 申请日期1991年6月7日 优先权日1991年6月7日
发明者周建民 申请人:周建民, 朱建