一种铸造车间用信号线抗干扰装置的制作方法

本实用新型涉及信号抗干扰技术领域，更具体地说，它涉及一种铸造车间用信号线抗干扰装置。

背景技术：

在铸造车间中，往往需要对熔炉中的钢水温度进行检测，为了清楚地示意钢水的温度，常常在铸造车间中安装温度显示屏对钢水的温度进行实时显示。由于铸造车间中电磁环境复杂，且空气中含有许多带电金属粉尘，容易对信号线中信号的传输产生较大的影响，导致温度显示屏无法正常的显示出温度，甚至是丢失温度信号。为此，现有的解决方案往往是在信号线的外壁上包覆一层金属网，对静电等容易对信号产生干扰的项目进行屏蔽。但是，从实际应用的效果来看，单从信号线本身的结构进行改进还不足以使得信号线的信号传输不受电磁辐射的影响，因此，需要对现有的信号传输装置进行改进。

技术实现要素：

针对实际运用中铸造车间用信号线限号传输易受到干扰的问题，本实用新型提出了一种铸造车间用信号线抗干扰装置，具体方案如下：

一种铸造车间用信号线抗干扰装置，包括：

检测单元，用以检测信号线中信号的幅值大小并输出一幅值检测信号，若其超过预设值，则输出一触发信号；

信号传输单元，包括有线信号传输模块以及无线信号传输模块，初始状态时，有线信号传输模块和无线信号传输模块其中一个与信号源通信连接，接收并传输信号；

切换单元，包括至少一个电控开关元件，响应于所述触发信号，选择性导通信号源与有线信号传输模块或无线信号传输模块。

由于铸造车间内的温度显示屏处于一直工作的状态，因此，当信号线中的信号处于正常状态时，信号线中的信号电压应当保持在一定的范围之内，当信号受到干扰而中断或者突然增大时，检测单元将会检测到上述变化，这时切换单元便将信号传输的方式由有线的传输方式切换为无线的方式传输，或者与上述过程相反。保证了信号传输的质量与连续性，提升信号线的抗干扰性能。

进一步的，所述检测单元包括：

电压传感器，与所述信号线电连接，用以检测信号线中信号的幅值大小并输出所述幅值检测信号；

上限位模块，包括第一两输入比较器，其正、负输入端分别耦接于所述检测单元的幅值检测信号，以及一第一基准电压信号，输出一上限位比较信号；

下限位模块，包括第二两输入比较器，其正、负输入端分别耦接于一第二基准电压信号，以及所述检测单元的幅值检测信号，输出一下限位比较信号；

范围判定模块，包括一两输入或门，其信号输入端分别耦接于所述上限位比较信号与下限位比较信号，输出所述触发信号。

通过上述技术方案，电压传感器可以检测到信号线中的信号电压的幅值大小，并且输出至上限位模块与下限位模块，一旦信号的幅值范围超过上下限位的预定值，则第一两输入比较器或第二两输入比较器将会输出一高电平，通过设置或门，当第一两输入比较器、第二两输入比较器其中有一个输出高电平，则可以判定出信号异常超范围，则输出所述触发信号。

进一步的，所述无线信号传输模块包括：WIFI无线信号传输模块或GPRS通信模块或蓝牙通信模块。

通过上述技术方案，使得铸造车间内的信号传输多样化，有利于信号传输的稳定性。

进一步的，所述切换单元包括：

一MOS管，所述MOS管的栅极耦接于所述触发信号，其源极耦接于信号源，漏极耦接于所述无线信号传输模块或有线信号传输模块的信号输入端；

一二极管，其负极耦接于所述信号源与MOS管之间，正极耦接于所述有线信号传输模块或无线信号传输模块的信号输入端。

通过上述技术方案，当信号电压处于正常状态时，MOS管处于导通状态，一旦信号出现异常，触发信号驱动MOS截断，此时信号源的电压全部加载至MOS管或二极管的两端，只要此时二极管的导通电压合理，则将会被反向击穿，使得信号经二极管选择另一传输方式进行传输，由此变保证了信号传输的连续性，避免温度显示屏由于信号的干扰而显示错误。

进一步的，所述切换单元包括：

一非门，其信号输入端耦接于所述触发信号；

一第一MOS管，所述第一MOS管的栅极耦接于所述非门的信号输出端，所述第一MOS管的源极耦接于信号源，漏极耦接于所述无线信号传输模块或有线信号传输模块的信号输入端；

一第二MOS管，所述第二MOS管的栅极耦接于所述触发信号，其源极耦接于所述信号源，漏极耦接于所述有线信号传输模块或无线信号传输模块的信号输入端。

通过上述技术方案，当信号电压处于正常状态时，触发信号未输出，第一MOS管处于导通状态，此时信号由有线传输的方式进行传输，而当信号传输出现异常时，触发信号输出，导通第二MOS管，从而使得信号选择另一方式进行传输，保证了信号传输的稳定性与连续性。

进一步的，所述第二MOS管与所述检测单元的触发信号输出端之间设置有一电容。

由于MOS管的响应速度很快，而相对而言非门的输出较慢，这样就会出现短时间内两条信号线同时传输信号的可能，为了抵消非门自身的延时效应，在第二MOS管前设置电容，电容的大小与非门自身的等效电容相当，能够保证信号同一时刻只由一种方式传输，避免相互干扰。

进一步的，所述范围判定模块的信号输出端之后还设有延时确认模块，包括：

一延时电路，接收所述触发信号，延时预定时间后输出一待确认触发信号；

一两输入与门，其信号输入端分别耦接于所述待确认触发信号及触发信号，输出一确认触发信号。

通过设置延时确认电路，可以有效地排除短时间内的信号电压跳变所带来的干扰，只有信号电压出现较长时间的异常时，才输出触发信号。

进一步的，所述检测单元还包括：

一基准电压生成模块，包括多个串联设置的电阻，所述第一基准电压及第二基准电压由相邻两个电阻之间接出。

进一步的，所述第一MOS管与第二MOS管为NMOS管。

与现有技术相比，本实用新型通过将有线信号传输方式与无线信号传输方式相结合，当其中一种方式出现异常时，及时地更换传输方式，保证了信号传输的稳定性与连续性，使得铸造车间内的信号传输更加稳定。

附图说明

图1为本实用新型的整体框架示意图；

图2为本实用新型实施例一的整体示意图；

图3为本实用新型实施例二的整体示意图。

附图标志：1、检测单元；2、信号传输单元；3、切换单元；11、电压传感器；12、上限位模块；13、下限位模块；14、范围判定模块；21、有线信号传输模块；22、无线信号传输模块；4、延时确认模块；15、基准电压生成模块；5、温度显示屏；6、无线测温仪；7、监控终端。

具体实施方式

本实用新型针对铸造车间用信号线限号传输易受到干扰的问题，提出了一种铸造车间用信号线抗干扰装置。

下面结合实施例及图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

实施例一：如图1和图2所示,一种铸造车间用信号线抗干扰装置，包括：

检测单元1，用以检测信号线中信号的幅值大小并输出一幅值检测信号，若其超过预设值，则输出一触发信号；

信号传输单元2，包括有线信号传输模块21以及无线信号传输模块22，初始状态时，有线信号传输模块21和无线信号传输模块22其中一个与信号源通信连接，接收并传输信号；

切换单元3，包括至少一个电控开关元件，响应于触发信号，选择性导通信号源与有线信号传输模块21或无线信号传输模块22。

上述方案中，检测单元1的检测元件采用电压传感器11，电压传感器11与信号线电连接，用以检测信号线中信号的幅值大小并输出幅值检测信号。检测单元1还包括：

上限位模块12，包括第一两输入比较器A1，其正、负输入端分别耦接于检测单元1的幅值检测信号，以及一第一基准电压信号，输出一上限位比较信号；

下限位模块13，包括第二两输入比较器A2，其正、负输入端分别耦接于一第二基准电压信号，以及检测单元1的幅值检测信号，输出一下限位比较信号；

范围判定模块14，包括一两输入或门OR，其信号输入端分别耦接于上限位比较信号与下限位比较信号，输出触发信号。

上述检测单元1中，电压传感器11可以检测到信号线中的信号电压的幅值大小，并且输出至上限位模块12与下限位模块13，一旦信号的幅值范围超过上下限位的预定值，则第一两输入比较器A1或第二两输入比较器A2将会输出一高电平，通过设置或门OR，当第一两输入比较器A1、第二两输入比较器A2其中有一个输出高电平，则可以判定出信号异常超范围，则输出触发信号。

在本实施例中，对于第一基准电压信号和第二基准电压信号，可以直接由程控提供，也可以由硬件电路分压提供，优选为硬件分压提供。优选的，检测单元1还包括：一基准电压生成模块15，包括多个串联设置的电阻，第一基准电压及第二基准电压由相邻两个电阻之间接出。该方法较之于程控提供的方法，原理及实现都更加简单，且工作也更加稳定。

进一步详述的，无线信号传输模块22包括：WIFI无线信号传输模块22或GPRS通信模块或蓝牙通信模块。上述技术方案中，可以根据接收端与铸造车间采集端的距离选定信号的传输方式，使得铸造车间内的信号传输多样化，有利于信号传输的稳定性。

详述的，切换单元3包括：

一MOS管Q，MOS管Q的栅极耦接于触发信号，其源极耦接于信号源，漏极耦接于无线信号传输模块22或有线信号传输模块21的信号输入端；

一二极管D1，其负极耦接于信号源与MOS管Q之间，正极耦接于有线信号传输模块21或无线信号传输模块22的信号输入端。

当信号电压处于正常状态时，MOS管Q处于导通状态，一旦信号出现异常，触发信号驱动MOS截断，此时信号源的电压全部加载至MOS管Q或二极管D1的两端，只要此时二极管D1的导通电压合理，则将会被反向击穿，使得信号经二极管D1选择另一传输方式进行传输，由此变保证了信号传输的连续性，避免温度显示屏由于信号的干扰而显示错误。

对于实施例一的方案，由于铸造车间内的温度显示屏处于一直工作的状态，因此，当信号线中的信号处于正常状态时，信号线中的信号电压应当保持在一定的范围之内，当信号受到干扰而中断或者突然增大时，检测单元1将会检测到上述变化，这时切换单元3便将信号传输的方式由有线的传输方式切换为无线的方式传输，或者与上述过程相反。保证了信号传输的质量与连续性，提升信号线的抗干扰性能。

实施例二，如图1和图3所示，一种铸造车间用信号线抗干扰装置，与实施例一的区别在于：切换单元3包括：

一非门NOT，其信号输入端耦接于触发信号；

一第一MOS管Q1，第一MOS管Q1的栅极耦接于非门NOT的信号输出端，第一MOS管Q1的源极耦接于信号源，漏极耦接于无线信号传输模块22或有线信号传输模块21的信号输入端；

一第二MOS管Q2，第二MOS管Q2的栅极耦接于触发信号，其源极耦接于信号源，漏极耦接于有线信号传输模块21或无线信号传输模块22的信号输入端。

上述技术方案，当信号电压处于正常状态时，触发信号未输出，第一MOS管Q1处于导通状态，此时信号由有线传输的方式进行传输，而当信号传输出现异常时，触发信号输出，导通第二MOS管Q2，从而使得信号选择另一方式进行传输，保证了信号传输的稳定性与连续性。

进一步的，第二MOS管Q2与检测单元1的触发信号输出端之间设置有一电容。

由于MOS管的响应速度很快，而相对而言非门NOT的输出较慢，这样就会出现短时间内两条信号线同时传输信号的可能，为了抵消非门NOT自身的延时效应，在第二MOS管Q2前设置电容，电容的大小与非门NOT自身的等效电容相当，能够保证信号同一时刻只由一种方式传输，避免相互干扰。

对于实施例一和实施例二，为了减少检测的误差，范围判定模块14的信号输出端之后还设有延时确认模块4，包括：

一延时电路，接收触发信号，延时预定时间后输出一待确认触发信号；

一两输入与门，其信号输入端分别耦接于待确认触发信号及触发信号，输出一确认触发信号。

延时确认电路在实施例一和实施例二中可以采用简单的延时电路，如555延时电路实现，延时的时间根据具体的需求测定。通过设置延时确认电路，可以有效地排除短时间内的信号电压跳变所带来的干扰，只有信号电压出现较长时间的异常时，才输出触发信号。

进一步详述的，第一MOS管Q1与第二MOS管Q2为NMOS管。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。