一种软硬件协同火花检测电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种软硬件协同火花检测电路及方法，包括逻辑与模块、隔离模块、控制模块、第一延时模块、第二延时模块、电流比较器、电感组L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电位器RP1、稳压二极管D1、电容C1、电容C2、电容C3、电压比较器、电感组L2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电位器RP2、稳压二极管D2、电容C4和电容C5；本发明专利技术采用软硬件协同控制，硬件上同时检测二次电流上冲及二次电压跌落，对火花闪络信号做相应延时，软件上计算二次电压平均值，形成一条二次电压均值曲线，当二次电压均值迅速跌落且跌落的斜率大于设定阈值时，判断发生火花闪络；避免了火花闪络漏检，提高了火花闪络信号检测的及时性、准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种软硬件协同火花检测电路及方法
本专利技术涉及静电除尘领域，更具体地说，它涉及一种软硬件协同火花检测电路及方法。
技术介绍
火花闪络是指电场内在阴阳极之间发生的一种放电现象，其发生伴随着电流的迅速上升及电压的迅速下降，为保证电除尘器的除尘效率，对火花闪络信号的检测在控制功率输出的系统中为至关重要；当发生火花闪络时，如未检测到火花闪络信号，持续的输出功率导致拉弧，将导致设备损伤甚至发生安全事故。目前，现有的对火花闪络检测技术，如图1所示，其二次电流采样信号先经过一个运放电流跟随器缓冲，后接入电流比较器的负输入端，电流比较器的正输入端接入一个可调节的比较电平，当发生火花闪络时，利用火花闪络时二次电流上冲的特性，比较器负输入端大于正输入端时，产生一个负脉宽输入至CPU，CPU检测到火花闪络信号控制输出的开断；然而，上述方案是采用一个固定电平和实时变化的二次电流比较，比较电平通过电位器手动调节，调整后实际运行过程中往往不再变动，当发生小火花时，或者人为操作将比较电平调节得太高时，闪络时的二次电流峰值没有超过比较电平，将导致火花漏检；同时，检测到火花时比较器输出的负脉冲未做延迟处理，现场的干扰信号可能引起火花误检测或因单片机无法及时检测到火花闪络信号，由此导致漏检。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种软硬件协同火花检测电路及方法，具有火花闪络信号检测的及时性、准确性、防漏检或误检性高的优点。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种软硬件协同火花检测电路及方法，包括电流比较模块、电压比较模块、逻辑与模块、隔离模块和控制模块，所述逻辑与模块和电流比较模块之间连接有第一延时模块，所述逻辑与模块和电压比较模块之间连接有第二延时模块，所述隔离模块的输入、输出端分别和所述逻辑与模块的输出端、控制模块的输入端连接；所述电流比较模块包括电流比较器、电感组L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电位器RP1、稳压二极管D1、电容C1、电容C2和电容C3；所述电感组L1的输出端和电流比较器的负输入端通过电阻R1连接；所述电阻R2与电容C1并联，且其两个结点分别与地面、所述电阻R1的输出端连接；所述稳压二极管D1的阳极与电阻R1的输出端连接；所述电位器RP1的输入端接12V电源且与稳压二极管D1阴极连接，所述电流比较器的正输入端与电位器RP1的输出端通过所述电阻R3连接，所述电容C2两端分别与地面、电位器RP1的输出端连接；所述电容C3与电阻R4并联，且其一个结点连接12V电源，另一个结点与所述电流比较器的输出端、第一延时模块的输入端连接。所述电压比较模块包括电压比较器、电感组L2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电位器RP2、稳压二极管D2、电容C4和电容C5；所述电感组L2的输出端、电阻R5、电阻R6、电位器RP2和电压比较器的负输入端依次连接；所述电阻R6的输入端、输出端分别与电压比较器的负输入端、正输入端连接，所述稳压二极管D2阳极接地，所述稳压二极管D2的阴极与电阻R5连接，所述分别稳压二极管D2的阳极与电感组L2输出端连接并接；所述电容C4两端分别与地面、电压比较器的负输入端连接；所述电容C5与电阻R7并联，且其一个结点连接12V电源，另一个结点与所述电压比较器的输出端、第二延时模块的输入端连接。进一步设置：所述第一延时模块包括第一单稳态触发器、电阻R8、电阻R9和电阻R10；所述第一单稳态触发器的第2引脚、第9引脚之间通过电阻R8连接；所述第一单稳态触发器的第7引脚与电阻R9连接，所述第一单稳态触发器的第3引脚、电阻9分别和所述逻辑与模块的两输入端连接；所述第一单稳态触发器的第6引脚与第9引脚分别连接有一端均接地的电容C8与电容C7，且其第1引脚与第8引脚均接地；所述第一单稳态触发器的第1引脚与第2引脚之间连接有电容C6；所述第一单稳态触发器的第9引脚与电容C7连接并连接12V电源，所述电阻R4的输出端与第一单稳态触发器的第5引脚通过电阻R10连接。进一步设置：所述第二延时模块包括第二单稳态触发器、电阻R11、电阻R12、电阻R13和一端接地的电容C10；所述第二单稳态触发器的第6引脚与电阻R12连接；所述第二单稳态触发器的第4引脚、电阻R11的输入端和电容C10的另一端依次连接，所述电阻R11与电容C10的结点连接12V电源；所述第二单稳态触发器的第7引脚连接有一端均接地的电容C11，且其第5引脚接地；所述第二单稳态触发器的第4引脚与第5引脚之间连接有电容C9；所述第二单稳态触发器的第3引脚、电阻12分别和所述逻辑与模块的两输入端连接；所述电阻R7的输出端与第一单稳态触发器的第1引脚通过电阻R13连接。进一步设置：所述逻辑与模块为逻辑芯片U3；所述逻辑芯片U3的一输入端与第一单稳态触发器的第3引脚连接，且其结点与所述电阻R12连接；所述逻辑芯片U3的另一输入端与第二单稳态触发器的第3引脚连接，且其结点与所述电阻R9连接。进一步设置：所述电流比较器的正输入、输出端分别连接有电容C12和电容C13；所述电压比较器的正输入、输出端分别连接有电容C14和电容C15。进一步设置：所述隔离模块为光电耦合电路，所述光电耦合电路连接有用于显示检测火花闪络信号的发光二极管SPK1。进一步设置：所述控制模块内设置有模数转换电路，所述模数转换电路包括电阻R17、电阻R18、稳压二极管D3、第一运放电压跟随器、电位器RP3、电阻R19、第二运放电压跟随器和电阻R20，所述电阻R17的输出端与第一运放电压跟随器的正输入端连接，第一运放电压跟随器的负输入端与输出端连接；所述电阻R18与稳压二极管D3串联，并与所述电阻R17并联；所述第一运放电压跟随器的输出端、电位器RP3、电阻R19、第二运放电压跟随器的正输入端依次连接，所述电阻R20与第二运放电压跟随器的输出端连接，第二运放电压跟随器的负输入端与输出端连接；第二运放电压跟随器的正输入端与电阻R19的结点连接有接地的电容C16。一种电除尘器用火花闪络检测的方法，包括如下检测步骤：步骤一，将电除尘器内部电场的二次电压、二次电流分别与电压比较模块、电流比较模块内的比较电平进行比较，得出低电平；步骤二，电流比较模块、电压比较模块产生的下降沿信号分别触发对应的第一单稳态触发器、第二单稳态触发器，输出延时1.5ms的负脉冲，确保控制模块响应火花闪络信号的同时防止控制模块误检测；步骤三，在步骤二中，第一单稳态触发器和第二单稳态触发器之间实现相互封锁，当其中一路先检测到火花闪络信号时，另一路被封锁，防止一次火花闪络信号被重复检测；步骤四，检测到的火花闪络信号通过逻辑与模块进行逻辑与运输，并通过光电耦合器隔离后供控制模块采集，同时检测到火花闪络信号时，经发光二级管直观显示SPK1；步骤五，在步骤一至步骤四的进行同时，通过模数转换电路计算二次电压平均值，形成一条均值曲线，计算闪络时二次电压均值曲线跌落斜率，与阈值斜率比较，大于阈值斜率时判断为火花闪络。综上所述，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软硬件协同火花检测电路，其特征在于：包括电流比较模块、电压比较模块、逻辑与模块、隔离模块和控制模块，所述逻辑与模块和电流比较模块之间连接有第一延时模块，所述逻辑与模块和电压比较模块之间连接有第二延时模块，所述隔离模块的输入、输出端分别和所述逻辑与模块的输出端、控制模块的输入端连接；/n所述电流比较模块包括电流比较器、电感组L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电位器RP1、稳压二极管D1、电容C1、电容C2和电容C3；所述电感组L1的输出端和电流比较器的负输入端通过电阻R1连接；所述电阻R2与电容C1并联，且其两个结点分别与地面、所述电阻R1的输出端连接；所述稳压二极管D1的阳极与电阻R1的输出端连接；所述电位器RP1的输入端接12V电源且与稳压二极管D1阴极连接，所述电流比较器的正输入端与电位器RP1的输出端通过所述电阻R3连接，所述电容C2两端分别与地面、电位器RP1的输出端连接；所述电容C3与电阻R4并联，且其一个结点连接12V电源，另一个结点与所述电流比较器的输出端、第一延时模块的输入端连接。/n所述电压比较模块包括电压比较器、电感组L2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电位器RP2、稳压二极管D2、电容C4和电容C5；所述电感组L2的输出端、电阻R5、电阻R6、电位器RP2和电压比较器的负输入端依次连接；所述电阻R6的输入端、输出端分别与电压比较器的负输入端、正输入端连接，所述稳压二极管D2阳极接地，所述稳压二极管D2的阴极与电阻R5连接，所述分别稳压二极管D2的阳极与电感组L2输出端连接并接；所述电容C4两端分别与地面、电压比较器的负输入端连接；所述电容C5与电阻R7并联，且其一个结点连接12V电源，另一个结点与所述电压比较器的输出端、第二延时模块的输入端连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种软硬件协同火花检测电路，其特征在于：包括电流比较模块、电压比较模块、逻辑与模块、隔离模块和控制模块，所述逻辑与模块和电流比较模块之间连接有第一延时模块，所述逻辑与模块和电压比较模块之间连接有第二延时模块，所述隔离模块的输入、输出端分别和所述逻辑与模块的输出端、控制模块的输入端连接；
所述电流比较模块包括电流比较器、电感组L1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电位器RP1、稳压二极管D1、电容C1、电容C2和电容C3；所述电感组L1的输出端和电流比较器的负输入端通过电阻R1连接；所述电阻R2与电容C1并联，且其两个结点分别与地面、所述电阻R1的输出端连接；所述稳压二极管D1的阳极与电阻R1的输出端连接；所述电位器RP1的输入端接12V电源且与稳压二极管D1阴极连接，所述电流比较器的正输入端与电位器RP1的输出端通过所述电阻R3连接，所述电容C2两端分别与地面、电位器RP1的输出端连接；所述电容C3与电阻R4并联，且其一个结点连接12V电源，另一个结点与所述电流比较器的输出端、第一延时模块的输入端连接。
所述电压比较模块包括电压比较器、电感组L2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电位器RP2、稳压二极管D2、电容C4和电容C5；所述电感组L2的输出端、电阻R5、电阻R6、电位器RP2和电压比较器的负输入端依次连接；所述电阻R6的输入端、输出端分别与电压比较器的负输入端、正输入端连接，所述稳压二极管D2阳极接地，所述稳压二极管D2的阴极与电阻R5连接，所述分别稳压二极管D2的阳极与电感组L2输出端连接并接；所述电容C4两端分别与地面、电压比较器的负输入端连接；所述电容C5与电阻R7并联，且其一个结点连接12V电源，另一个结点与所述电压比较器的输出端、第二延时模块的输入端连接。


2.根据权利要求1所述的一种软硬件协同火花检测电路，其特征在于：所述第一延时模块包括第一单稳态触发器、电阻R8、电阻R9和电阻R10；所述第一单稳态触发器的第2引脚、第9引脚之间通过电阻R8连接；所述第一单稳态触发器的第7引脚与电阻R9连接，所述第一单稳态触发器的第3引脚、电阻9分别和所述逻辑与模块的两输入端连接；所述第一单稳态触发器的第6引脚与第9引脚分别连接有一端均接地的电容C8与电容C7，且其第1引脚与第8引脚均接地；所述第一单稳态触发器的第1引脚与第2引脚之间连接有电容C6；所述第一单稳态触发器的第9引脚与电容C7连接并连接12V电源，所述电阻R4的输出端与第一单稳态触发器的第5引脚通过电阻R10连接。


3.根据权利要求2所述的一种软硬件协同火花检测电路，其特征在于：所述第二延时模块包括第二单稳态触发器、电阻R11、电阻R12、电阻R13和一端接地的电容C10；所述第二单稳态触发器的第6引脚与电阻R12连接；所述第二单稳态触发器的第4引脚、电阻R11的输入端和电容C10的另一端依次连接，所述电阻R11与电容C10的结点连接12V电源；所述第二单稳态触发器的第7引...

【专利技术属性】
技术研发人员：江铭，丘飞龙，杨玉珍，
申请(专利权)人：厦门龙净环保节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35