专利名称：阻性负载检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动检测技术，特别涉及阻性负载在线检测装置。
背景技术：
阻性负载在工业生产、科研和生活等方面应用相当广泛，如工件热处理电炉，箱式电炉 ，电烤箱，恒温干燥箱，电开水器等一系列电加热设备的发热体，都属于阻性负载。因此类 电加热设备应用非常广泛，通常使用都较为频繁，所以出现的问题也较多。尤其是在长期使 用的设备中，由于高温，潮湿，酸碱等不良环境影响，造成加热部分膨涨，变形，耐火材料 损坏，导线绝缘老化，金属件腐蚀，连接件破碎等问题，加上维修不良及接错线等原因，经 常会导致断丝，发热体接地，过电流，短路，放炮等异常情况的发生，严重时不但要损坏设 备，影响生产，甚至还会导致发生火灾或伤人等严重事故。另外，当电炉的功率与控制器的 容量配合不当时也容易造成设备事故。
为了避免电炉类阻性负载在故障时烧坏与之配套的相关控制设备或发生火灾，目前使用 最多的方法是被动保护，即在电源或负载电路中接入被动方式的保护元件(如熔断器，空气 开关)来保护控制设备或线路的安全。但实际上这些保护作用都很有限，当保护电路工作不 正常，或元件参数选择不当时，就很可能起不到应有的保护作用，导致烧坏控制设备或引发 事故等，这种情况在现实生活中非常多见。
为了判断负载是否处于正常的状态，就需要对它进行参数测量和诊断。阻性负载一般是 以直流电阻作为表征其状态的主要技术特征，判断其状态正常与否主要检测电阻值变化的情 况。另外，对于单相阻性负载，其对地电阻也是必须测量考虑的因素之一。目前在一般情况 下测量和诊断阻性负载是由人工方式手动进行。
第一种方法是仪表测量法首先切断电源及负载与其它部分的联系，然后由技术人员用 万能电表电阻档测量发热体部分直流电阻值和对地电阻(或者用直流电桥等标准工具及兆欧 表进行测量)，将结果与标称阻值或功率换算值相比较就可以确定是否在正常范围。这种方 法需要人工在断电情况下进行，通常只限于在电炉或控制器检修后，或新设备安装时进行一 次测量，而在设备投入运行之后，就不再进行检测。由于万用表或电桥属于低压(1.5V或 9V)直流检测方法，所以这种检测方法有时不能很好的反映负载的实际工作情况。
第二种是试通电方法是将负载直接与电源接通观査工作电流来判断，或者采用可控硅移相类调压器，从零开始逐渐给负载加电压，并同时观査负载实际电流，来推算负载是否正 常的方法。这都是比较冒险的方法(尤其是对于大功率负载)，完全依赖于被动保护，存在 损坏设备的较大风险，但这种方法也是实际应用中最常用的方法。因为在实际使用中的电炉 类负载，不可能每台每天都用人工进行检测，因此存在着较大的安全隐患。
阻性负载一般工作在高压大电流状态下，功率越大，其直流电阻越低，要测量高压大电 流状态下的低阻值，测量电源不但要提供高压大电流，而且需要恒流源，电源电路结构复杂 成本高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术的阻性负载检测方法，与负载的实 际工作状态不吻合，存在较大安全隐患的缺点，提供一种结构简单、检测可靠的阻性负载检 测装置。
本实用新型解决所述技术问题，采用的技术方案是，阻性负载检测装置，包括电源电路 、电桥电路、触发电路、延迟电路和报警电路；所述电源电路与电桥电路连接，所述电桥电 路与负载电阻连接，所述电桥电路与触发电路连接，所述触发电路与延迟电路连接，所述报 警电路与延迟电路连接；其特征在于，所述电源电路由脉冲电源构成。
本实用新型的有益效果是，采用脉冲电源作为检测电源，保证了在低阻桥路上可周期性 提供短时间的高电压、大电流，省去了复杂昂贵的大功率电源和恒流源，检测状态与负载的 实际工作条件非常接近，检测准确可靠，电路结构简单。
图l是实施例的原理图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例详细描述本实用新型的技术方案。
本实用新型的阻性负载检测装置，由电源电路、电桥电路、触发电路、延迟电路和报警 电路构成。电源电路由脉冲电源构成，并与电桥电路连接，电桥电路的一只桥臂与负载电阻 连接。该脉冲电源以电容充放电的形式，为电桥电路提供与负载电阻实际工作电压相当的测 试电压。电桥电路的输出端与触发电路连接，触发电路与延迟电路连接，报警电路与延迟电 路连接。当阻性负载阻值变化超过设定值时，电桥电路输出触发信号，使触发电路处于工作 状态，经过延迟电路延时后驱动报警电路动作。
实施例
本例的电路结构如图l所示。图中，电容C1、 C2，电阻R2、 R3、 R0， 二极管D1、 DW1、D6以及可控硅SCR1构成脉冲电源。在220V交流电源的每半个周期里，电容C1通过电阻R0和二 极管D6充电，其极性为上正下负。与此同时，与它并联的电阻R2， R3也将其分压对电容C2充 电。此时由电阻R4、 R7、 R9和负载电阻RL构成的电桥电路不通电，没有信号输出，光电耦合 器U1不导通。当电容C2上的电压逐渐升高达到双向二极管DW1及二极管D1的导通电压之和时 ，就会通过可控硅SCR1控制极放电并触发其导通。这时电容C1就会通过双向硅SCR1向测量桥 路以瞬时放电的形式提供激励电源。如果此时负载RL电阻值是正常的，电阻R7上的电压与电 阻R9上的电压相同，那么电桥电路就是平衡的，光电耦合器U1不导通，没有输出电压脉冲。 此时图中A点为高电平，由555时基电路接成的单稳态电路U2处于输出低电平的稳定状态，三 极管Q1截止，计数器U3的R端(15脚)被高电平封锁不计数。当电容器C1通过电桥电路放完电 后， 一个测量过程完成，可控硅SCR1自动关断，电容C1又开始下一个周期的充电，放电过程
当负载电阻RL的阻值因各种原因而下降时，电阻R9上的电压将高于电阻R7上的电压，电 桥电路的平衡被打破，如果负载电阻RL的变化超过一定范围，电容C1的放电可使光电耦合器 Ul瞬时导通，产生一个故障脉冲信号——A点为低电平。该信号首先触发单稳态电路U2进入 输出高电平的暂稳状态，通过三极管Q1反相后暂时放开对计数器U3的R端(15脚)封锁，通过 13脚时钟端，使其开始对故障脉冲信号计数。如果负载电阻RL的阻值始终处于偏低状态时， 光电耦合器U1就会不断地发出故障脉冲信号，在单稳态电路U2处于暂稳态的较短时间内，通 过计数器U3计满预定的数后，其输出高电平将通过预置参数开关S1和电阻R20触发可控硅 SCR2导通，通过蜂鸣器G1发出报警，并通过继电器K1的触点发出断路控制信号， 一方面关断 负载电源实施保护，另一方面提醒用户。
如果负载RL因为绝绝缘不好而对地发生局部短路时，因负载电阻RL的上端与中线相连的 ，所以这时出现的情况与RL阻值降低时的故障是一样的，本装置仍能够正确检测出来并实现 保护。
如果负载RL因为烧断而使其电阻变得无穷大时，由于电桥电路中电阻R7上的电压将高于 电阻R9的电压，因此，断路指示发光管L3会导通点亮发光，指示出负载的断路故障。
如果电桥电路产生一个或几个干扰脉冲信号，那么在计数器还没有计满预定值，单稳态 电路U2就会返回稳态，通过三极管Q1重新封锁计数器U3的R端使其输出回到全零态，从而达 到抗干扰的目的。计数器U3的预定计数值可通过8位的预置参数开关S1进行选择，其范围是 2 10，这里的计数器U3及其外围电路构成本例的延迟电路。图1中发光二极管L1、 L2用于指 示脉冲电源的工作状态，电阻RIO、 R11用于匹配不同负载电阻RL的功率，其他未提及的元器件，本邻域技术人员不难理解其作用和功能，在此不再一一赘述。
为了进行过压保护，可以增加交流电压过压检测电路(图中未示出)，其输出端与A点 连接。当220V交流电源电压在正常范围时(220 245V)，过压检测电路不工作，当交流电 压超过245V时，过压信号将使A点电压置地，计数器U3开始计数。当过电压故障持续超过一 定时间，与负载电阻RL异常时的工作情况一样，将触发可控硅SCR2导通，通过继电器K1和蜂 鸣器G1发出报警及控制信号。
本装置可直接应用于各种220V单相电源的电阻炉控制器中，可实现对电炉阻值的在线带 电情况下的自动监测，同时还可监测单相电源电压，在发生故障时能及时报警及断电，防止 电炉故障及过电压烧坏电炉及设备的事故发生。
权利要求1.阻性负载检测装置，包括电源电路、电桥电路、触发电路、延迟 电路和报警电路；所述电源电路与电桥电路连接，所述电桥电路与负载电阻连接，所述电桥 电路与触发电路连接，所述触发电路与延迟电路连接，所述报警电路与延迟电路连接；其特 征在于，所述电源电路由脉冲电源构成。
2.根据权利要求l所述的阻性负载检测装置，其特征在于，所述脉冲 电源由电容充放电电路构成。
3.根据权利要求l所述的阻性负载检测装置，其特征在于，所述触发 电路由555时基电路接成的单稳态电路构成。
4.根据权利要求l所述的阻性负载检测装置，其特征在于，所述延迟 电路由计数器构成。
5.根据权利要求l所述的阻性负载检测装置，其特征在于，所述电桥 电路通过光电耦合器与触发电路连接。
专利摘要本实用新型涉及自动检测技术，特别涉及阻性负载在线检测装置。本实用新型针对现有技术的阻性负载检测方法，与负载的实际工作状态不吻合，存在较大安全隐患的缺点，公开了一种结构简单、检测可靠的阻性负载检测装置。本实用新型的技术方案是，阻性负载检测装置，包括电源电路、电桥电路、触发电路、延迟电路和报警电路；所述电源电路与电桥电路连接，所述电桥电路与负载电阻连接，所述电桥电路与触发电路连接，所述触发电路与延迟电路连接，所述报警电路与延迟电路连接；所述电源电路由脉冲电源构成。本实用新型可广泛应用于电热设备等阻性负载的检测和控制。
文档编号G01R17/18GK201156066SQ200820300060
公开日2008年11月26日 申请日期2008年1月10日 优先权日2008年1月10日
发明者赵文冲 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院