专利名称：抗干扰铸造炉前元素分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种元素分析仪，且特别是有关于一种采用直流储能电源技术 的抗干扰铸造炉前元素分析仪。
背景技术：
碳、硫、硅是决定钢铁产品规格和质量的重要元素，特别是铸造炉前的元素含量的 快速分析，对保证产品质量，降低成本消耗具有重要意义。然而，目前铸造企业广泛使用的 中频炉、电弧炉含有多种谐波(2次到13次)以及间谐波，造成电网谐波污染，会产生谐波 过流干扰炉前分析仪器，造成数据处理和控制部分误动或拒动，仪器无法正常工作，或造成 检测数据误差。由于该类干扰源的谐波频率与工频供电频率相差有限，导致很难采用通常消除干 扰的滤波方法进行抑制消除，因而是长期以来困扰铸造炉前元素分析仪器(碳硫分析仪、 碳硅分析仪)制造厂家和使用单位的难题。
发明内容有鉴于此，本实用新型提供一种抗干扰铸造炉前元素分析仪，采用直流储能电源 技术，分析仪器的数据处理和控制电路由直流储能电源(蓄电池)供电，切断与工频交流供 电电网的连接，从而从根本上解决有谐波污染的供电电网对铸造炉前分析仪器的干扰。本实用新型提出一种抗干扰铸造炉前元素分析仪，包括工频交流电源、数据处理 和控制电路、执行和驱动电路以及直流储能电源。工频交流电源的输出连接至执行和驱动 电路。直流储能电源提供电源至数据处理和控制电路。直流储能电源通过继电器控制与工 频交流电源的通断。数据处理和控制电路通过光电耦合器与执行和驱动电路连接，以实现 隔罔。本实用新型中，所述直流储能电源包括蓄电池和智能充电电路，其中，智能充电电 路有如下功能在蓄电池电压下降到设定的安全电压以下时，提示切换至充电状态，对蓄电 池充电；安全电压的设置应保证在此状态下，仪器仍然能工作一个班的时间；在仪器转入 工作状态时，切断与工频供电电网的连接，避免来自电网的干扰。本实用新型中，所述智能充电电路包括脉宽调制集成电路U1、场效应管Q1、高频 脉冲变压器Tl、高频整流管D4、精密基准电压源U3、光耦合器U2以及双运算放大器LM358， 所述脉宽调制集成电路Ul的输入连接工频交流电源，其输出连接至场效应管Q1，所述高频 脉冲变压器Tl分别连接至场效应管Q1、高频整流管D4、精密基准电压源U3和双运算放大 器LM358。Tl的作用为降压、隔离高压的作用和为Ul提供工作电源。高频整流管D4、精密 基准电压源U3配合光耦合器U2可自动调节充电电压。双运算放大器LM358及其外围电路 控制恒流充电和恒压充电以及涓流充电阶段，完成整个智能充电过程。本实用新型构思新颖、使用方便，通过采用直流电源储能技术，可以有效地解决来 自被污染的工频交流供电电网对铸造炉前元素分析仪器的干扰，适用于在铸造炉前工作的碳硫分析仪、碳硅分析仪等炉前元素分析仪。
图1是根据本实用新型的抗干扰铸造炉前元素分析仪的原理框图。图2是图1中的直流储能电源的电路原理图。
具体实施方式
为让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实 施例，并配合附图，作详细说明如下。参见图1，本实用新型所提供的抗干扰铸造炉前元素分析仪主要由数据处理和控 制电路10、执行和驱动电路11、工频交流电源12以及直流储能电源13构成。其中，直流储 能电源13包括蓄电池130和智能充电电路131，智能充电电路131可以为蓄电池130充电。分析仪器的数据处理和控制电路10包括输入电路、AD转换电路、数据运算处理电 路、控制电路以及显示电路。仪器的执行和驱动电路11包括电磁阀、继电器等分析仪器执 行元件和其驱动电路，以及相应的电源电路。如图1所示，数据处理和控制电路10和执行和 驱动电路11之间通过光电耦合器连接，光电耦合器同时起完全隔离作用。上述这些电路、 元件均可采用现有技术中的电路及元件，在此不再详述。工频交流电源12采用220V市电，它与执行和驱动电路11相连接并提供电源。直 流储能电源13提供电源至数据处理和控制电路10。本实用新型中，直流储能电源10的输 出端设有相应的降压、升压稳压电路，以上这些电路都是成熟的。如图1所示，工频交流电源12与直流储能电源13通过继电器J相连接，并提供充 电电源。在工作状态时，由继电器J切断与工频交流电源12的连接，从根本上解决有谐波 成分的供电电网对炉前分析仪器的干扰。本实用新型的直流储能电源13的电路原理图参见图2，工作原理具体如下220v 工频交流电通过继电器J接入，继电器J由状态选择开关K控制，在工作状态下切断连接。 在充电状态下，接入的交流电经滤波器TO双向滤波抑制干扰，Dl整流为脉动直流，再经Cll 滤波形成稳定的200V左右的直流电。Ul为TA3842脉宽调制集成电路，其5脚为电源负极；7脚为电源正极；6脚为脉冲 输出直接驱动场效应管Q1(K1358) ；3脚为最大电流限制，调整R25 (2. 5欧姆)的阻值可以 调整充电电路的最大电流；2脚为电压反馈，可以调节充电电路的输出电压；4脚外接振荡 电阻Rl和振荡电容Cl。Tl为高频脉冲变压器，其作用有三个第一是把高压脉冲降压为低压脉冲；第二 是起到隔离高压的作用，以防触电；第三是为Ul提供工作电源。D4为高频整流管(16A60V)， ClO为低压滤波电容，D5为12V稳压二极管，U3 (TL431)为精密基准电压源，配合U2 (光耦 合器4N35)起到自动调节充电电路电压的作用。调整微调电阻W2可以细调充电电路的电 压。DlO是电源指示灯。D6为充电指示灯。R27是电流取样电阻(0. 1欧姆，5w)，改变Wl的 阻值可以调整充电电路转浮充的拐点电流(200-300mA)。通电开始时，Cll上有200v左右电压。此电压一路经Tl加载到Q1。第二路经R5， C8，C3，到达Ul的第7脚，强迫Ul启动。Ul的6脚输出方波脉冲，Ql工作，电流经R25到地。同时Tl副线圈产生感应电压，经D3，R12给Ul提供可靠电源。Tl输出线圈的电压经 D4，ClO整流滤波得到稳定的电压。此电压一路经D7(D7起到防止电池的电流倒灌给充电 电路的作用)给储能蓄电池CN充电。第二路经附4，05^9，为双运算放大器0058(1脚为 电源地，8脚为电源正)及其外围电路提供12V工作电源。D9为LM358提供基准电压，经R26，R4分压到达LM358的第3脚和第5脚。正常充 电时，R27上端有高于第3脚的电压，此电压经Rl7加到LM358第2脚，从1脚送出高电压。 此电压一路经R18，强迫Q2导通，D6 (红灯)点亮，改变R26，可以改变第3脚的基准电压，从 而调整提示充电的电压(即安全电压)。第二路注入LM358的6脚，7脚输出低电压，迫使 Q3关断，DlO (绿灯)熄灭，提示电路进入恒流充电阶段。当电池电压上升到14. 2V左右时， 电路进入恒压充电阶段，输出电压维持在14. 2V左右，充电器进入恒压充电阶段，电流逐渐 减小。当充电电流减小到200mA-300mA时，R27上端的电压上升，使LM358的3脚电压低于 2脚，1脚输出低电压，Q2关断，D6熄灭。同时7脚输出高电压，此电压一路使Q3导通，DlO 点亮，提示进入涓流充电阶段。另一路经D8，W1到达反馈电路，使电压降低。1-2小时后充 电结束，完成蓄电池CN的智能充电过程。本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来 限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修 饰，都应作为本实用新型的技术范畴。
权利要求一种抗干扰铸造炉前元素分析仪，包括工频交流电源、数据处理和控制电路以及执行和驱动电路，所述工频交流电源的输出连接至执行和驱动电路，其特征在于，还包括直流储能电源，提供电源至数据处理和控制电路，所述直流储能电源通过继电器控制与工频交流电源的通断，所述数据处理和控制电路通过光电耦合器与执行和驱动电路连接，以实现隔离。
2.根据权利要求1所述的抗干扰铸造炉前元素分析仪，其特征在于，所述直流储能电 源包括蓄电池和智能充电电路，所述智能充电电路用以在蓄电池的电压下降到安全电压以 下时对其进行充电。
3.根据权利要求2所述的抗干扰铸造炉前元素分析仪，其特征在于，所述智能充电电 路包括脉宽调制集成电路U1、场效应管Q1、高频脉冲变压器T1、高频整流管D4、精密基准电 压源U3、光耦合器U2以及双运算放大器LM358，所述脉宽调制集成电路U1的输入连接工频 交流电源，其输出连接至场效应管Q1，所述高频脉冲变压器T1分别连接至场效应管Q1、高 频整流管D4、精密基准电压源U3和双运算放大器LM358。
专利摘要本实用新型提出一种抗干扰铸造炉前元素分析仪，包括工频交流电源、数据处理和控制电路、执行和驱动电路以及直流储能电源。工频交流电源的输出连接至执行和驱动电路。直流储能电源提供电源至数据处理和控制电路。直流储能电源通过继电器控制与工频交流电源的通断。数据处理和控制电路通过光电耦合器与执行和驱动电路连接，以实现隔离。本实用新型构思新颖、使用方便，通过采用直流电源储能技术，可以有效地解决来自被污染的工频交流供电电网对铸造炉前元素分析仪器的干扰，适用于在铸造炉前工作的碳硫分析仪、碳硅分析仪等炉前元素分析仪。
文档编号H02J7/10GK201654023SQ20102017389
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者徐斌, 曹锋, 陈泰来 申请人:南京麒麟分析仪器有限公司