一种机械式开关保护监测装置的制作方法

文档序号:16105664发布日期:2018-11-30 19:11阅读:224来源:国知局

本实用新型涉及机械开关保护技术领域,尤其涉及一种机械式开关保护监测装置。



背景技术:

在人们日常工业生产及生活过程中,机械开关一般采用机械触碰方式改变电路的通断,以机械力促使通路达到开与关,如家中电灯泡的拔动开关、普通老百姓家中的自来水笼头等。机械开关的缺点在于因为触碰有误差、有磨损、且开关有寿命次数;而机械开关的最大问题在于无法实现实时的远程监控,安全性能较差等。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题,是针对上述存在的技术不足,提供了一种机械式开关保护监测装置,采用以单片机系统为控制核心,以线圈加热对机械开关除湿,以风扇降低机械开关温度的自动控制技术设计,解决了机械开关温度高引起烧损、潮湿引起生锈的技术问题,使机械开关达到了寿命长、防漏电、防生锈的技术效果;采用温度蓝牙信息采集、自动处理、自动动作的设计方法,解决了传统控制设备之间需要复杂的布线的技术问题,实现了整个系统无线智能控制且用户可通过蓝牙远程监控机械开关动作的技术效果。

为解决上述技术问题,本实用新型所采用的技术方案是:包括控制单元、机械开关、除湿单元、冷却单元和检测单元;除湿单元安装在机械开关上,除湿单元的受控端连接在控制单元上;冷却单元安装在机械开关上,冷却单元的受控端连接在控制单元上;检测单元安装在机械开关内部,检测单元的信号输出端连接控制单元;控制单元一侧蓝牙连接有手机,控制单元另一侧连接控制机械开关。

进一步优化本技术方案,所述的控制单元包括单片机单元、光耦电路和蓝牙模块;蓝牙模块一侧连接在单片机单元的串口上,蓝牙模块另一侧无线连接手机;光耦电路的输入端连接在单片机单元上,光耦电路的输出端一侧连接冷却单元和除湿单元,单片机单元通过光耦电路连接控制冷却单元和除湿单元;机械开关的输入侧连接有220V电源,机械开关的输出侧连接供电设备;检测单元的输出端连接在单片机单元的I/O口上;单片机单元输出端I/O连接有报警灯和显示屏,单片机单元的输入端I/O连接有触摸屏;

进一步优化本技术方案,所述的检测单元包括若温度传感器、漏电传感器、放大电路和A/D转换电路;温度传感器均匀分布安装在机械开关上;漏电传感器安装在机械开关壳体上;温度传感器的输出端、漏电传感器的输出端和风速传感器的输出端并行连接在放大电路的输入端;放大电路的输出端连接有滤波电路,滤波电路连接在A/D转换电路的输入端;A/D转换电路的输出端连接在控制单元中的单片机单元上;

进一步优化本技术方案,所述的除湿单元包括继电器A、逆变电路和加热线圈;继电器A的输入端连接220V电源;继电器A的输出端连接有整流滤波电路;整流滤波电路的输出端连接逆变电路的输入端;加热线圈的电源端连接在逆变电路的输出端上,加热线圈安装盘绕在机械开关上;继电器A的控制端连接在控制单元中的光耦电路上,逆变电路的控制端连接在控制单元中的单片机单元上;

进一步优化本技术方案,所述的冷却单元包括继电器B、调压电路和风扇;继电器B的输入端连接220V电源;继电器B的输出端连接有调压电路;风扇的电源端连接在逆变电路的输出端上;继电器B的控制端连接在控制单元中的光耦电路上,调压电路的控制端连接在控制单元中单片机单元上。

与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:1、本系统使用电磁线圈作为加热除湿单元,相比于传统电阻加热方式存在的热损失大、环境温度上升、使用寿命短、维修量大的问题,具有寿命长、安全可靠、高效节能、准确控温、绝缘性好的优点;2、本系统使用单片机系统作为主控单元,集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有极高性能价格比,价格低廉实惠,适用于普遍推广和家庭应用;3、本系统使用蓝牙模块实现无线和远程控制,控制方式智能、方便,避免了不必要的信号骚扰,且整体结构布线少、控制方式简单有效,系统环境节能。

附图说明

图1是本系统控制结构图;

图2是控制单元内部结构图;

图3是除湿单元内部结构图;

图4是冷却单元内部结构图;

图5是检测单元内部结构图;

图中,1、机械开关;2、控制单元;3、除湿单元;4、冷却单元;5、检测单元;6、手机;7、220V电源;101、单片机单元;102、蓝牙模块;103、光耦电路;104、触摸屏;105、报警灯;106、显示屏;301、继电器A;302、整流滤波电路;303、逆变电路;304、加热线圈;401、调压电路;402、继电器B;403、风扇;501、温度传感器;502、漏电传感器;503、风速传感器;504、A/D转换电路;505、滤波电路;506、放大电路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本实用新型进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本实用新型的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

具体实施方式一:如图1-5所示,包括控制单元2、机械开关1、除湿单元3、冷却单元4和检测单元5;除湿单元3安装在机械开关1上,除湿单元3的受控端连接在控制单元2上;冷却单元4安装在机械开关1上,冷却单元4的受控端连接在控制单元2上;检测单元5安装在机械开关1内部,检测单元5的信号输出端连接控制单元2;控制单元2一侧蓝牙连接有手机6,控制单元2另一侧连接控制机械开关1。

所述的控制单元2包括单片机单元101、光耦电路103和蓝牙模块102;蓝牙模块102一侧连接在单片机单元101的串口上,蓝牙模块102另一侧无线连接手机6;光耦电路103的输入端连接在单片机单元101上,光耦电路103的输出端一侧连接冷却单元4和除湿单元3,单片机单元101通过光耦电路103连接控制冷却单元4和除湿单元3;机械开关1的输入侧连接有220V电源7,机械开关1的输出侧连接供电设备;检测单元5的输出端连接在单片机单元101的I/O口上;单片机单元101输出端I/O连接有报警灯105和显示屏106,单片机单元101的输入端I/O连接有触摸屏104;

所述的检测单元5包括若温度传感器501、漏电传感器502、放大电路506和A/D转换电路504;温度传感器501均匀分布安装在机械开关1上;漏电传感器502安装在机械开关1壳体上;温度传感器501的输出端、漏电传感器502的输出端和风速传感器503的输出端并行连接在放大电路506的输入端;放大电路506的输出端连接有滤波电路505,滤波电路505连接在A/D转换电路504的输入端;A/D转换电路504的输出端连接在控制单元2中的单片机单元101上;

所述的除湿单元3包括继电器A301、逆变电路303和加热线圈304;继电器A301的输入端连接220V电源7;继电器A301的输出端连接有整流滤波电路302;整流滤波电路302的输出端连接逆变电路303的输入端;加热线圈304的电源端连接在逆变电路303的输出端上,加热线圈304安装盘绕在机械开关1上;继电器A301的控制端连接在控制单元2中的光耦电路103上,逆变电路303的控制端连接在控制单元2中的单片机单元101上;

所述的冷却单元4包括继电器B402、调压电路401和风扇403;继电器B402的输入端连接220V电源7;继电器B402的输出端连接有调压电路401;风扇403的电源端连接在逆变电路303的输出端上;继电器B402的控制端连接在控制单元2中的光耦电路103上,调压电路401的控制端连接在控制单元2中单片机单元101上。

如图1,控制单元2为本装置的核心,其首先通过接收来自检测单元5的检测信号,即温度、漏电等信号来判断机械开关1的状态;其次,控制单元2通过除湿单元3和冷却单元4来实现对机械开关的除湿和降温;而检测单元5安装在机械开关1上来精准检测机械开关1的温度;最后,控制单元2还蓝牙连接有手机6,即用户可通过手机6来实现远程无线控制,减少了不必要的布线,节约成本;而当控制单元2发现机械开关1温度失控或漏电时,还可自动控制机械开关1停止工作,避免发生危险。

图2中,控制单元1中的单片机单元101通过光耦电路103实现对冷却单元4和除湿单元3的强弱电隔离控制,且通过光耦电路103控制机械开关1电源开关的方式来实现对机械开关1的控制;其次,单片机单元101通过蓝牙模块102实现无线蓝牙连接手机6;而单片机单元101还外接有报警灯105和显示屏106,便于显示机械开关1的状态;最后,用户可触摸屏104来输入控制指令。

图3中,本系统使用闭环检测控制的方式实现机械开关1的精准检测和保护:即通过检测单元5中的若干个传感器实时监测机械开关1的温度、湿度、漏电等,并对信号进行放大、滤波、A/D转换保证检测信号的有效性;最后将检测信号发送至控制单元1实现闭环保护控制。

而图4中,本系统使用加热线圈304来对机械开关1进行加热除湿:即控制单元1通过继电器A301控制加热线圈304的通断电,控制单元1通过逆变电路303控制加热线圈304通入电压大小来实现加热线圈304功率的精准控制;本系统使用加热线圈304作为除湿单元3的主要部分,相比于传统电阻加热方式存在的热损失大、环境温度上升、使用寿命短、维修量大的问题,具有寿命长、安全可靠、高效节能、准确控温、绝缘性好的优点。

图5,本系统使用风扇403对机械开关1进行降温:即控制单元1通过继电器B402来控制风扇403的通断电;通过调压电路401控制风扇403输出功率的大小,进行控制风速的大小,最终实现降温的精准控制。

应当理解的是,本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理,而不构成对本实用新型的限制。因此,在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外,本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

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