专利名称：压机漏电防护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金刚石合成压机，尤其涉及一种压机漏电防护器。
背景技术：
金刚石合成压机是一种智能控制设备，强弱电线路所占比例都很多，由于设备老 化、维护不当等原因，设备有时会发生漏电现象，主要有电机、阀线路、加热线路等发生漏 电，还有别的设备漏电串入等等。由于整个压机设备都由油路金属管道连接，不管什么地方 漏电都会使整个油路部分带电，而压力传感器是固定在油路上的，其屏蔽线直接与油路管 道相接，而压机为了消除现场干扰减小压力波动(压力波动会造成压机控制失常)，因而又 将压力传感器的屏蔽线另一端接至控制板线路的信号地上。一旦有地方漏电，强电就会顺 着压力传感器屏蔽线进入控制板线路，会造成一系列破坏作用，损失会很大。目前，市面也 有漏电保护器，但主要用来对强电回路漏电进行切断保护，但对弱电线路却无法起到保护， 且在工业现场，干扰很强，易造成误动作。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种压机漏电防护器，降低因压机设备漏电造成的损 坏。本实用新型采用下述技术方案一种压机漏电防护器，包括信号采集电路、信号比 较电路、输出信号执行电路、电源电路，信号采集电路的输入端与压机的漏电端连接，信号 采集电路的输出端与信号比较电路的输入端连接，信号比较电路的输出端与输出信号执行 电路的输入端连接，输出信号执行电路的信号输出端与压机的急停信号控制端连接，电源 电路用于向各个电路供电。还包括有过压吸收保护电路，过压吸收保护电路的信号输入端与压机传感器的电 源端连接，过压吸收保护电路的输入端连接有过压吸收执行电路，过压吸收执行电路包括 过压吸收保护继电器，过压吸收保护继电器的两组触点中的常闭节点分别与压机传感器的 电源端连接。所述信号采集电路包括第一信号采集电路与第二信号采集电路，所述信号比较电 路包括第一比较电路和第二比较电路，第一信号采集电路的输入端与压机电源端和外部信 号地线连接，第二信号采集电路的输入端与外部信号地线和中性线连接，第一信号采集电 路的信号输出端与第一信号比较电路的输入端连接，第二信号采集电路的信号输出端与第 二信号比较电路的输入端连接。所述过压吸收保护电路延时吸收电路与双向钳位电路，延时吸收电路为第一电 感、第二电感、第一电容和第二电容构成的LC滤波电路，其中第二电容的一端与压机电源 连接，另一端与压机信号地端连接；双向钳位电路包括第一电阻、第一稳压二极管、第二稳 压二极管，第一电阻的一端压机电源连接，另一端连接串联的第一稳压二极管和第二稳压 二极管，第二稳压二极管的负极连接压机信号地端。[0008]所述第一信号采集电路包括第一二极管和第一滤波电容、第二电阻和第一可调电 阻，第一二极管的正极端与第一滤波电容的负极端分别与压机电源端和外部信号地线连 接，第一二极管的负极端连接第一滤波电容的正极端，第二电阻与第一可调电阻串联成的 分压电路并联在第一滤波电容的两端，第一可调电阻的调节端即第一信号采集电路的输出 端；第二信号采集电路包括第二二极管和第二滤波电容、第三电阻和第二可调电阻，第二二 极管、第二滤波电容、第三电阻和第二可调电阻的连接关系与第一信号采集电路中相同，其 中第二二极管的正极端与第二滤波电容的负极端分别与中性线和外部信号地线连接。所述第一信号比较电路包括第一比较器、第三滤波电容、第三可调电阻、第三二级 管，第一比较器的同相输入端与第一信号采集电路的输出端连接，反相输入端连接第三滤 波电容，反相输入端还与第三可调电阻的调节端连接，第三可调电阻一端连接电源，一端接 地；第一比较器的输出端还与第三二极管的正极连接，第三二极管的负极即第一信号比较 电路的输出端；第二信号比较电路包括第二比较器、第四滤波电容、第四可调电阻、第四二 级管，第二比较器、第四滤波电容、第四可调电阻、第四二级管的连接关系与第一信号比较 电路中相同，其中第三二级管和第四二极管的负极还均连接一接地电阻。所述输出信号执行电路包括三极管、第四电阻和第五电阻、第五滤波电容、续流二 极管、压机急停继电器；三极管的基极通过第四电阻与信号比较电路的输出端连接，三极管 的基极还连接第五滤波电容后接地；三极管的发射极接地；过压吸收保护继电器线圈并联 在压机急停继电器线圈的两端，三极管的集电极与压机急停继电器线圈和过压吸收保护继 电器线圈连接，压机急停继电器线圈和过压吸收保护继电器线圈另一端连接电源，压机急 停继电器线圈和过压吸收保护继电器线圈的两端均连接有续流二极管，续流二极管两端并 联有滤波电容；压机急停继电器的两组常开触点的一组连接第五电阻后与三极管的基极连 接，另一组常开触点与压机急停信号端连接，过压吸收保护继电器的两组常闭触点分别连 接在过压吸收保护电路的输入端与压机传感器电源之间。第一比较器和第二比较器的输出端分别连接有第一过压信号指示电路和第二过 压信号指示电路，第一过压信号指示电路由第六电阻串联一端接地的第一发光二极管构 成，第二过压信号指示电路由第七电阻串联一端接地的第二发光二极管构成。所述输出信号执行电路中三极管的发射极与基极之间还连接有复位按钮。所述输出信号执行电路中压机急停继电器线圈和过压吸收保护继电器线圈的两 端连接有输出保护指示电路，输出保护指示电路由第八电阻串联一端接地的第三发光二极 管构成。本实用新型压机漏电防护器采用双路输入信号检测，当电路在检测到漏电后，会 迅速地切断漏电源，并且联动急停，使压机停止一切动作，防止出现误动作；并且通过过压 吸收电路将漏掉的过电压迅速的消除，整个保护过程比较安全可靠。信号采集电路采用双 路输入信号采集，灵敏度高，信号比较电路采用专门比较器集成电路，可靠性较高；并且当 本防护器执行动作后，信号比较电路中、电源电路和输出信号执行电路中均设置有指示电 路，有利于故障范围的区分和排查；本实用新型的电路较为简单，安装维修方便，有效的避 免压机漏电造成损坏，将压机损失降低最低。
图1为本实用新型的电路框图；图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括信号采集电路、信号比较电路、输出信号执行电路、 过压吸收保护电路与电源电路，信号采集电路包括第一信号采集电路与第二信号采集电 路，信号比较电路包括第一信号比较电路和第二信号比较电路，第一信号采集电路的输入 端与压机电源端和外部信号地线连接，第二信号采集电路的输入端与中性线和外部信号地 线连接，第一信号采集电路的输出端与第一信号比较电路的输入端连接，第二信号采集电 路的输出端与第二信号比较电路的输入端连接，第一信号比较电路和第二信号比较电路的 输出端与输出信号执行电路的输入端连接，过压吸收保护电路的信号输入端与压机传感器 的电源端连接，过压吸收保护电路的输入端连接有过压吸收执行电路，电源电路用于给每 个电路模块供电。如图2所示，电源电路包括熔断器FUSE 1、变压器T1、由二极管D2、D3、D4、D5构成的 桥式整流电路、滤波电容C1、以及由电阻R1和发光二极管LED1构成的电源指示电路，接口 J1 一端连接外接电源220V，另一端连接熔断器FUSE1后与变压器T1的输入端连接，变压器T1 的输出端连接桥式整流电路的输入端，桥式整流电路的输出端即输出稳定的电压12V，桥式 整流电路的输出端还连接有接地的滤波电容C1，滤波电容C1的正极串接电阻R1后与一端接 地的发光二极管LED1串接。交流220V电源通过熔断器FUSE1进入变压器T1，变为12V交流 电，经桥式整流电路及电容C1滤波得到平稳的12V直流电压，此电压作为整个保护器的工作 电源，其中电阻R1为发光二极管LED1的限流电阻，发光二极管LED1起电源指示的作用。如图2所示，第一信号采集电路包括整流二极管D1、滤波电容C3、电阻R3、可调电 阻RP1，整流二极管D1的正极端和滤波电容C3的负极端与接口 J2相连接，接口 J2的接点 3、2分别连接压机的电源端和外部信号地线，(此处外部信号地线与压力传感器的地线连 接)整流二极管D1的负极端连接滤波电容C3的正极端，电阻R3与可调电阻RP1串联成的 分压电路并联在滤波电容C3的两端，可调电阻RP1的调节端即第一信号采集电路的输出 端，第二信号采集电路包括整流二极管D9、电容C4、电阻R4和可调电阻RP2，其连接关系与 第一信号采集电路的元件连接关系相同，不同的是二极管D9的正极端与接口 J2的节点1 连接，接口 J2的接点1与中性线连接。第一信号采集电路和第二信号采集电路以外部信号 地线为公共回路，将采集到的电压分别经过了整流二极管D1、D9进行半波整流及电容C3、 C4滤波，得到两路直流电压信号，当压机设备漏电时，这两路电压会很高，电阻R3和可调电 阻RP1、电阻R4和可调电阻RP2分别组成两路电压的分压电路，得到两个较低的电压以适应 电路的要求，然后将这两个电压送至后级相应的信号比较电路中。如图2所示，第一信号比较电路包括比较器IC1_A(IC1为双路运放比较器LM393)、 电容C6、可调电阻RP3、电阻R5和发光二极管LED2构成的信号指示电路、二极管D6，比较 器IC1-A的同相输入端与可调电阻RP1的调节端连接，反相输入端连接一端接地的滤波电 容C6，反相输入端还与可调电阻RP3的调节端连接，可调电阻RP3 —端连接电源12V，另一 端接地；比较器IC1-A的输出端串接二极管D6，二极管D6的负极连接一接地电阻R10。第二信号比较电路包括比较器IC1-B、电容C7、可调电阻RP4、电阻R6和发光二极管LED4构成 的信号指示电路、二极管D7，其连接关系与第一信号比较电路的元件连接关系相同，其中比 较器ICl-B的同相输入端与可调电阻RP2的调节端连接；第一信号比较电路中的二极管D6 的负极与第二信号比较电路中的二极管D7的负极均连接一接地电阻R10。可调电阻RP3、 可调电阻RP4的调节端调节后的输出电压送至比较器IC1-A、ICl-B的反相输入端，作为比 较信号的设定电压，电容C6、电容C7为该电压的滤波电容，是为了滤除干扰信号；当比较器 IC1-A、ICl-B正向输入端的输入电压高于反向输入端的电压时，比较器IC1-A、ICl-B的输 出端将会输出高电平，反之，输出低电平。发光二极管LED2和发光二极管LED4分别为第一 信号比较电路和第二信号比较电路的电路指示；二极管D6、二极管D7及电阻RlO组成或门 电路，只要比较器IC1-A、ICl-B中有一路有信号，就会有输出信号输入到后面的输出信号 执行电路中。如图2所示，过压吸收保护电路包括延时吸收电路与双向钳位电路，延时吸收电 路为第一电感Li、第二电感L2、第一电容C8和第二电容C9构成的LC滤波电路，其中第二 电容C9 一端与压机电源连接(接口 J4的1节点)，另一端与压机信号地端(接口 J4的2 节点)连接；第一电容C8的两端分别与压机传感器的电源端(接口 J3的1、2节点)连接， 第一电容C8的一端的网络标号PP与第一信号采集电路中整流二极管Dl正极处连接的网 络标号PP连接；双向钳位电路包括电阻R2、第一稳压二极管D10、第二稳压二极管D11，电 阻R2的一端与压机电源连接，另一端连接反向串联的第一稳压二极管DlO和第二稳压二极 管D11，第二稳压二极管Dll的负极连接压机信号地端。过压吸收保护电路的输入端连接有 过压吸收执行电路，过压吸收执行电路包括过压吸收保护继电器，过压吸收保护继电器的 两组触点中的常闭节点分别与压机传感器的电源端连接。由C8、C9、Li、L2组成的延时吸 收电路及由R2、D10、Dll组成的双向钳位电路能够将漏入的过电压消除掉，使电路受到的 影响最小。如图2所示，输出信号执行电路包括三极管Q1、压机急停继电器，过压吸收保护继 电器，电阻R9、R8、滤波电容C5、C2、续流二极管D8、按钮AN1、由电阻R7、发光二极管LED3 构成的指示电路；三极管Ql的基极通过电阻R9与比较电路的输出端(二极管D6与二极管 D7的负极)连接，三极管Ql的基极还连接滤波电容C5后接地；三极管Ql的发射极接地； 过压吸收保护继电器线圈JDQl并联在压机急停继电器线圈JDQ2的两端，三极管Ql的集电 极与压机急停继电器线圈JDQ2和过压吸收保护继电器线圈JDQl的一端连接，压机急停继 电器线圈JDQ2和过压吸收保护继电器线圈JDQl的另一端连接电源；压机急停继电器的两 组常开触点中，一组常开触点连接电阻R8后与三极管Ql的基极连接，另一组常开触点与压 机急停信号端连接，即接口 J4的接点3、4，过压吸收保护继电器的两组常闭触点的一端分 别与过压吸收保护电路的输入端连接，另一端分别与接口 J3的接点1、2连接，接口 J3的节 点1、2与压机传感器的电源端连接，接点1与接口 J2的2节点连接；压机急停继电器线圈 JDQ2和过压吸收保护继电器线圈JDQl的两端均与续流二极管D8连接，续流二极管D8的两 端并联有滤波电容C2 ；电阻R7串联发光二极管LED3构成的指示电路并联在滤波电容的两 端。本实用新型发明的工作原理压机一旦漏电，将会造成两个现象，一个是中性线与 信号地之间交流电压会很高，另外一个就是压机模拟信号电源+15V将会升高，会造成一系
7列低耐压器件损坏，如图1、图2所示，本保护器通过第一信号采集电路和第二信号采集电 路、第一信号比较电路和第二信号比较电路检测这两处电压是否升高到超限值，如果超过， 信号比较电路将输出高电平通过电阻R9送至三极管Q1的基极，三极管Q1导通，压机急停 继电器的常开触点闭合，则压机急停继电器的一组触点通过电阻R8到达三极管Q1的基极 实现压机急停继电器的自锁，另外一组触点接通压机急停开关信号，防止压机信号异常而 执行误动作，避免事故的发生。当压机急停继电器自锁后，按下复位按钮AN1后，三极管Q1 基极接地，压机急停继电器释放。过压吸收继电器线圈JDQ1和压机急停继电器线圈JDQ2 处于并联状态，当压机漏电时，过压吸收继电器线圈JDQ1吸合，其两组常闭触点断开，切断 压力传感器屏蔽线与压机电路之间的联系，则之前进入的强电也会因为过电压吸收保护回 路将其消耗掉，保证了电路的可靠性。
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权利要求一种压机漏电防护器，其特征在于包括信号采集电路、信号比较电路、输出信号执行电路、电源电路，信号采集电路的输入端与压机的漏电端连接，信号采集电路的输出端与信号比较电路的输入端连接，信号比较电路的输出端与输出信号执行电路的输入端连接，输出信号执行电路的信号输出端与压机的急停信号控制端连接，电源电路用于向各个电路供电。
2.根据权利要求1所述的压机漏电防护器，其特征在于还包括有过压吸收保护电路， 过压吸收保护电路的信号输入端与压机传感器的电源端连接，过压吸收保护电路的输入端 连接有过压吸收执行电路，过压吸收执行电路包括过压吸收保护继电器，过压吸收保护继 电器的两组触点中的常闭节点分别与压机传感器的电源端连接。
3.根据权利要求1或2所述的压机漏电防护器，其特征在于所述信号采集电路包括 第一信号采集电路与第二信号采集电路，所述信号比较电路包括第一比较电路和第二比较 电路，第一信号采集电路的输入端与压机电源端和外部信号地线连接，第二信号采集电路 的输入端与外部信号地线和中性线连接，第一信号采集电路的信号输出端与第一信号比较 电路的输入端连接，第二信号采集电路的信号输出端与第二信号比较电路的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的压机漏电防护器，其特征在于所述过压吸收保护电路延时 吸收电路与双向钳位电路，延时吸收电路为第一电感、第二电感、第一电容和第二电容构成 的LC滤波电路，其中第二电容的一端与压机电源连接，另一端与压机信号地端连接；双向 钳位电路包括第一电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管，第一电阻的一端压机电源连 接，另一端连接串联的第一稳压二极管和第二稳压二极管，第二稳压二极管的负极连接压 机信号地端。
5.根据权利要求4所述的压机漏电防护器，其特征在于所述第一信号采集电路包括 第一二极管和第一滤波电容、第二电阻和第一可调电阻，第一二极管的正极端与第一滤波 电容的负极端分别与压机电源端和外部信号地线连接，第一二极管的负极端连接第一滤波 电容的正极端，第二电阻与第一可调电阻串联成的分压电路并联在第一滤波电容的两端， 第一可调电阻的调节端即第一信号采集电路的输出端；第二信号采集电路包括第二二极管 和第二滤波电容、第三电阻和第二可调电阻，第二二极管、第二滤波电容、第三电阻和第二 可调电阻的连接关系与第一信号采集电路中相同，其中第二二极管的正极端与第二滤波电 容的负极端分别与中性线和外部信号地线连接。
6.根据权利要求5所述的压机漏电防护器，其特征在于所述第一信号比较电路包括 第一比较器、第三滤波电容、第三可调电阻、第三二级管，第一比较器的同相输入端与第一 信号采集电路的输出端连接，反相输入端连接第三滤波电容，反相输入端还与第三可调电 阻的调节端连接，第三可调电阻一端连接电源，一端接地；第一比较器的输出端还与第三二 极管的正极连接，第三二极管的负极即第一信号比较电路的输出端；第二信号比较电路 包括第二比较器、第四滤波电容、第四可调电阻、第四二级管，第二比较器、第四滤波电容、 第四可调电阻、第四二级管的连接关系与第一信号比较电路中相同，其中第三二级管和第 四二极管的负极还均连接一接地电阻。
7.根据权利要求6所述的压机漏电防护器，其特征在于所述输出信号执行电路包括 三极管、第四电阻和第五电阻、第五滤波电容、续流二极管、压机急停继电器；三极管的基极 通过第四电阻与信号比较电路的输出端连接，三极管的基极还连接第五滤波电容后接地；三极管的发射极接地；过压吸收保护继电器线圈并联在压机急停继电器线圈的两端，三极 管的集电极与压机急停继电器线圈和过压吸收保护继电器线圈连接，压机急停继电器线圈 和过压吸收保护继电器线圈另一端连接电源，压机急停继电器线圈和过压吸收保护继电器 线圈的两端均连接有续流二极管，续流二极管两端并联有滤波电容；压机急停继电器的两 组常开触点的一组连接第五电阻后与三极管的基极连接，另一组常开触点与压机急停信号 端连接，过压吸收保护继电器的两组常闭触点分别连接在过压吸收保护电路的输入端与压 机传感器电源之间。
8.根据权利要求7所述的压机漏电防护器，其特征在于第一比较器和第二比较器的 输出端分别连接有第一过压信号指示电路和第二过压信号指示电路，第一过压信号指示电 路由第六电阻串联一端接地的第一发光二极管构成，第二过压信号指示电路由第七电阻串 联一端接地的第二发光二极管构成。
9.根据权利要求8所述的压机漏电防护器，其特征在于所述输出信号执行电路中三 极管的发射极与基极之间还连接有复位按钮。
10.根据权利要求9所述的压机漏电防护器，其特征在于所述输出信号执行电路中压 机急停继电器线圈和过压吸收保护继电器线圈的两端连接有输出保护指示电路，输出保护 指示电路由第八电阻串联一端接地的第三发光二极管构成。
专利摘要本实用新型公开了一种压机漏电防护器，包括信号采集电路、信号比较电路、输出信号执行电路、电源电路，信号采集电路的输入端与压机的漏电端连接，信号采集电路的输出端与信号比较电路的输入端连接，信号比较电路的输出端与输出信号执行电路的输入端连接，输出信号执行电路的信号输出端与压机的急停信号控制端连接，电源电路用于向各个电路供电。本实用新型采用双路输入信号检测，当电路在检测到漏电后，会迅速的地切断漏电源，并且联动急停，使压机停止一切动作，防止出现误动作；整个保护过程比较安全可靠。本实用新型的电路较为简单，安装维修方便，有效的避免压机漏电造成损坏，将压机损失降低最低。
文档编号H02H9/04GK201699392SQ20102016384
公开日2011年1月5日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者牛光峰 申请人:郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心有限公司