专利名称：一种矿用隔爆型蓄电池监控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对煤矿井下蓄电池机车进行综合监控的技术领域，特别涉及一种矿用隔爆型蓄电池监控仪。
背景技术：
目前全国各煤矿使用的防爆特殊型蓄电池电机车共分为三类第一类是老式电阻调速直流电机牵引的蓄电池电机车，该种车型国家安全标准办公室已明确规定不予办证，主要是机车配套电器不匹配，存在着安全隐患；第二类是脉冲斩波调速防爆蓄电池电机车，该车型的缺点在于仍然是使用直流电机牵引，电机维护保养费用高，无电制动，制动效果不好，安全性差，电源装置电压低、容量小造成电机电流大，易烧坏，并且开车运行时间短，充电频繁，影响生产，电源装置是用普通钢板制作，耐腐蚀性差，更换周期短，使用成本高;第三类是电压低无保护的在原老式直流机车的基础上改进的变频调速电机车。·目前，对于上述三种类型的蓄电池电机车，为了增加运行的可靠性，国内现有的蓄电池监控设备主要对蓄电池组的电压或蓄电池的剩余容量进行单独的检测显示，其缺点是产品的功能单一，性价比不高，适用范围过窄，且现场调整极度不便。因此提供一种功能全面、性价比高、安全性好、能及时现场调整的蓄电池监控仪，已成为急需解决的技术问题。
发明内容针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供一种矿用隔爆型蓄电池监控仪，该监控仪用于煤矿井下蓄电池机车的蓄电池组电压、剩余电量指示，蓄电池电极对地绝缘电阻指示及电机对地绝缘电阻指示，并可在剩余电量及绝缘电阻低于规定值时发出报警信号。仪表采用智能化设计，可通过上位计算机对仪表进行数据采集及主要参数设置。为达上述目的，本实用新型采取如下方案一种矿用隔爆型蓄电池监控仪，该监控仪包括仪表铸钢底壳、电路板、防爆接线端子、防爆线缆出线座以及铸钢盖壳，其特征在于铸钢底壳和铸钢盖壳通过螺丝固定在一起，在由铸钢底壳和铸钢盖壳所封闭的空间内安装有电路板，在铸钢底壳和铸钢盖壳下端设置有防爆线缆出线座；在铸钢盖壳上设置有数码管显示屏，防爆线缆出线座位于显示屏的下方；防爆线缆出线座上共设置有6个出线端，依次分别是电源负极、电源正极、电机引线、两个常开继电器输出以及内接地。优选的，所述电路板包括单片机、信号测量采集单元、信号处理单元、数码管显示单元、报警输出单元以及通信接口单元；其中，信号测量采集单元与信号处理单元连接，将采集到的测量信号发送给信号处理单元；信号处理单元对测量信号进行处理后发送给所连接的单片机；单片机分别与数码管显示单元、报警输出单元以及通信接口单元相连，所述单片机将处理后的信号发送给数码管显示单元进行显示，并在满足报警条件时通过报警输出单元发出报警信号，单片机通过通信接口单元与上位机进行通信。本实用新型具有以下优点和积极效果I)使用范围宽、适用工况多36 192V，±25%可正常工作，确保仪表在蓄电池电压波动较大时都能稳定正常工作。仪表电量显示部分采用专有技术，可根据蓄电池实际放电曲线调整UH及UL参数，以使仪表电量显示及控制更加准确。2)功能强大采用智能化设计，采用单片机芯片作主控制芯片，元器件经过筛选及处理，确保仪表具有较高的测量精度，显示直观准确，动作稳定可靠，声光组合报警便于提醒操作人员；仪表内设有通讯接口，各主要参数可通过通讯接口重新设定，并可同上位监控计算机进行通讯，可采集仪表芯片存储的数据包括蓄电池累计工作时间、蓄电池充放电次数、蓄电池过放电次数、绝缘电阻偏低报警次数，以便对蓄电池的工作状况、寿命及故障等进行评判；额定工作电压及相应报警参数等数据可通过表头上调整按键直接调用、修改及切换显示。3)避免蓄电池充电造成的电压虚高蓄电池组剩余电量指示采用了先进的电池监测技术，显示准确，测量值在供电断开时能自动保存，避免重新通电时因蓄电池组电压虚高造成剩余电量虚假指示；蓄电池组充满电后，通电后高电压维持3分钟电量指示模块即可自动复位。4)参数设定方便蓄电池组电压、剩余电量、蓄电池组电极对地绝缘电阻及电机对地绝缘电阻分别显示及报警，报警设置可通过表头上调整按键重新设定。蓄电池组累计工作时间、蓄电池过放电次数可通过按键调整显示及密码清零。5 )多级报警方式蓄电池组剩余电量除声光报警报警外，提供继电器报警输出，可启动后级保护设备，避免过度放电而损坏蓄电池组及其它电气设备。6)智能化程度高本仪表可用于蓄电池组串并联工作方式的场所，在串并联方式之间切换时，仪表可自动转换，准确显示及监控串联或并联状态下的电量及其它参数。7)体积小巧、安装使用及维护方便整个仪表外形尺寸为长X宽X高=185mmX 148mmX70mm,重量不超过5kg,仪表的上下两边共有4个安装孔,安装维护方便。
图I为本实用新型的矿用隔爆型蓄电池监控仪的结构图；图2为本实用新型的防爆接线端子的接线图；图3为本实用新型的矿用隔爆型蓄电池监控仪的工作原理框图；图4为本实用新型的矿用隔爆型蓄电池监控仪的控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。该矿用隔爆型蓄电池监控仪的结构图如图I所示。该监控仪包括仪表铸钢底壳I、电路板2、防爆接线端子3、防爆线缆出线座4以及铸钢盖壳5。铸钢底壳I和铸钢盖壳5通过螺丝固定在一起，在由铸钢底壳I和铸钢盖壳5所封闭的空间内安装有电路板2，在铸钢底壳I和铸钢盖壳5下端设置有防爆线缆出线座4。在铸钢盖壳5上设置有数码管显示屏，防爆线缆出线座4位于显示屏的下方。该防爆接线端子的接线图如图2所示。防爆线缆出线座4上共设置有6个出线端，依次分别是电源负极、电源正极、电机引线、两个常开继电器输出以及内接地。该矿用隔爆型蓄电池监控仪的工作原理框图如图3所示。该电路板2采用单片机芯片作主控制芯片，所用的元器件经过筛选及处理，确保仪表具有较高的测量精度，显示直观准确，动作稳定可靠。该电路板2还包括信号测量采集单元、信号处理单元、数码管显示单元、报警输出单元以及通信接口单元。其中报警输出单元采用了声光组合报警便于提醒操作人员。信号测量采集单元与信号处理单元连接，将采集到的测量信号发送给信号处理单元。信号处理单元对测量信号进行处理后发送给所连接的单片机。单片机分别与数码管显示单元、报警输出单元以及通信接口单元相连，所述单片机将处理后的信号发送给数码管显示单元进行显示，并在满足报警条件时通过报警输出单元发出报警信号，单片机通过通信接口单元与上位机进行通信，并且操作人员可通过通信接口对参数进行设定，上位机通过通信接口能够通过通信接口采集仪表芯片存储的数据包括蓄电池累计工作时间、蓄 电池充放电次数、蓄电池过放电次数、绝缘电阻偏低报警次数，以便对蓄电池的工作状况、寿命及故障等进行评判。矿用隔爆型蓄电池监控仪的控制流程图如图4所示。仪表上电后自检，自检通过后，数码管显示ZFYB，3秒后显示PASS，5秒后仪表进入正常工作状态；仪表因故障自检未通过时，闪烁显示ERR0，此时需停止使用。若仪表上电后电压值过高(U0>0VR，OVR值=130%额定电压)，仪表显示OVER，此时应检查蓄电池组是否正常，避免因电压过高损坏控制电路。若仪表上电后电压值过低(U0〈HVR，HVR值=115%额定电压)，仪表显示L0L0，此时应检查蓄电池组是否正常充电完成。5分钟后显示电压值。仪表平时显示为电压值，当按Kl时，显示在以下状态循环切换(先显示项目代号，2秒钟后显示数值)I.电压(VOL)。2.蓄电池组电极对地绝缘电阻(E-R)，显示蓄电池组电极对地绝缘电阻时，下面的蓄电池组电极对地绝缘电阻发光管闪烁提示。3.电机对地绝缘电阻(N-R)，显示电机对地绝缘电阻时，下面的电机对地绝缘电阻发光管闪烁提示。4.蓄电池累计工作时间(t-Η)，可通过密码清零。5.蓄电池过放电次数(L-N)，可通过密码清零，当不按Kl 二十秒，显示回到电压显示状态。6.按K4为参数设置，当在正常显示状态按K4时，参数设置在以下状态循环切换，先显示项目代号，2秒钟后显示数值。7.产品型号(额定工作电压，TYPE，数值显示单位V)8. 100%电量对应的高压电压值(UH，数值显示单位V)9.电量对应的低压电压值(UL，数值显示单位V)10.蓄电池电极对地绝缘电阻报警设置(ER，数值显示单位ΚΩ )11.电机对地绝缘电阻报警设置(nR，数值显示单位ΚΩ)12.蓄电池剩余电量报警设置(bA-N，显示单位χ10%)[0044]13.蓄电池容量指示高电压复位下限值(HVR，数值显示单位V)14.蓄电池容量指示高 电压复位上限值(0VR，数值显示单位V)当选定一个参数设置状态后，按K2，K3对参数进行上下调整，按K4参数确定，进入下一个参数设置。其中I 3项为出厂设定项目，不可更改。按Kl或二十秒不按任何键，退出参数设置状态，回到电压显示状态。显示蓄电池组剩余电量，低于设定值时红色发光二极管闪烁+蜂鸣器报警(5min后停止)，延时15min后继电器动作。本实用新型除了可用对铅酸蓄电池机车进行前面的监控外，还可对锂电池进行监控，除了用在煤矿井下外，还可对普通环境下的蓄电池进行监控。使用及调节方法同上。本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。
权利要求1.一种矿用隔爆型蓄电池监控仪，该监控仪包括仪表铸钢底壳、电路板、防爆接线端子、防爆线缆出线座以及铸钢盖壳，其特征在于 铸钢底壳和铸钢盖壳通过螺丝固定在一起，在由铸钢底壳和铸钢盖壳所封闭的空间内安装有电路板，在铸钢底壳和铸钢盖壳下端设置有防爆线缆出线座； 在铸钢盖壳上设置有数码管显示屏，防爆线缆出线座位于显示屏的下方； 防爆线缆出线座上共设置有6个出线端，依次分别是电源负极、电源正极、电机引线、两个常开继电器输出以及内接地。
2.根据权利要求I中所述的矿用隔爆型蓄电池监控仪，所述电路板包括单片机、信号测量采集单元、信号处理单元、数码管显示单元、报警输出单元以及通信接口单元，其特征在于 信号测量采集单元与信号处理单元连接，将采集到的测量信号发送给信号处理单元； 信号处理单元对测量信号进行处理后发送给所连接的单片机； 单片机分别与数码管显示单元、报警输出单元以及通信接口单元相连，所述单片机将处理后的信号发送给数码管显示单元进行显示，并在满足报警条件时通过报警输出单元发出报警信号，单片机通过通信接口单元与上位机进行通信。
专利摘要本实用新型一种矿用隔爆型蓄电池监控仪。该监控仪包括仪表铸钢底壳、电路板、防爆接线端子、防爆线缆出线座以及铸钢盖壳。该监控仪用于煤矿井下蓄电池机车的蓄电池组电压、剩余电量指示，蓄电池电极对地绝缘电阻指示及电机对地绝缘电阻指示，并可在剩余电量及绝缘电阻低于规定值时发出报警信号。该监控仪采用智能化设计，可通过上位计算机对仪表进行数据采集及主要参数设置，智能化程度高，体积小巧、安装使用及维护方便。
文档编号G05B19/042GK202770970SQ20122038093
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月2日 优先权日2012年8月2日
发明者熊章华, 张兆峰 申请人:宜昌兆峰自动化仪表有限责任公司