防爆气敏开关制造技术

防爆气敏开关属于具有防爆能力，对易燃易爆气体敏感的自动控制设备。由本质安全型直流电源、传感器、比较放大器、门限电压产生器、警报产生器、光电隔离驱动器、可控硅双向开关、隔离式断相保护器和防爆电机组成。可不间断地监测环境中易爆气体的含量。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术属于具有防爆能力，对易燃易爆气体敏感的自动控制设备。当工作环境中存在有各种易爆气体如：煤气、液化石油气、笨类蒸气等。由于排放不及时，气体积累到一定的浓度，则有发生爆炸的危险。现有的可燃气体报警设备，由于其本身设有相应的防爆措施，在使用过程中因为设备故障等原因，反而为易燃环境引入了点燃源，从而使不安全因素增加。本技术的目的在于为易爆环境提供一种安全可靠的监测控制设备，它不但能够及时发出警报，自动启动有关机电设备（如防爆排风扇），而且由于设计中增加了各种防爆措施，即使设备本身发生故障或电源发生故障都不对周围环境构成危险因素。本技术（参见附图1）由本质安全型直流电源〔1〕，传感器〔2〕，比较放大器〔3〕，门限电压产生器〔4〕，警报产生器〔5〕，光电隔离驱动器〔6〕，可控硅双向开关〔7〕，隔离式断相保护器〔8〕和防爆电机〔9〕组成。本质安全型直流电源〔1〕包括变压器T1，桥式整流器BG1、三极管TR1、TR2、二极管D1、D2，稳压二极管D3、D4及其有关元件（见附图2），变压器T1的初、次级绕组之间加有耐压5000V的隔离层，初、次级回路中装有快速熔断器F1、F2电容C1、C2和电感L1构成π型滤波器。TR1、D1和R2、R4构成第一级过电流保护电路，当TR1集电极的输出电流大于规定值时，它的基极电压高于发射极电压，TR1截止，实现过流-->保护，调整电阻R4使TR1的输出不大于300毫安。三极管TR2二极管D2，电阻R3、R5构成第二极过流保护电路，其工作原理与第一级相同。稳压二极管D3、D4构成两级稳压电路，单级稳压时最大输出电流为300毫安，输出电压为11.5伏－12.5伏。采用双级过流保护和双级稳压是为了提高电源的可靠性。传感器〔2〕采用半导体气敏二极管QM，当环境中易燃气体浓度增加时，气敏二极管QM开始导通，传感器〔2〕输出一个电压信号，接至比较放大器〔3〕的IC1同相输入端，IC1的反相输入端与门限电压产生器〔4〕的IC2输出端相连。IC1的同相输入端与IC2输出的定值门限电压进行比较放大。如果环境中易爆气体的含量超过规定值。比较放大器〔3〕输出一个高电平报警信号，这个报警信号驱动报警产生器〔5〕中的红色发光二极管D6和三极管TR3使蜂鸣器Hy发出警报声。同时，比较放大器〔3〕输出的高电平报警信号接至光电隔离驱动器〔6〕的IC3输入端（见附图3），经反相器IC3、IC4分别接至与非门IC8、IC9和IC10的一个输入端，它们的另一个输入端与隔离式断相保护器〔8〕的IC26输出端相连（有关隔离式断相保护器的工作原理见下面）。当与非门IC8、IC9、IC10的两个输入端都为高电平时，其输出为低电平，分别经IC11IC12、IC13反相，再经反相驱动器IC14、IC15、IC16反相为低电平。IC14、IC15、IC16输出的低电平信号分别驱动光电耦合器IC19－IC22中的发光二极管发光通过光耦合使双向二极管导通。IC17－IC22的输出分别驱动双向可控硅开关〔7〕，BT1、BT2、BT3的触发极，使BT1-->－BT3导通，三相电源经过双向可控硅开关〔7〕加到防爆电机〔9〕的三个绕组上，电机开始转动。隔离式断相保护器〔8〕的电压耦合器T2、T3、T4分别与三相电源耦合，耦合器的初级与次级的隔离电压大于5000V。当三相电源线中无电流时耦合器的A、B、C点电压为0V，当三相电源线中有电流通过时，A、B、C点的电压为7－8伏。异或门IC5、IC6、IC7，与非门IC23、IIC24、IC25和反相器IC26组成一个三输入判别电路。当A、B、C三点的电压同时为高电平或同时为低电平时IC26输出为高电平，否则，输出为低电平（即断相时为低电平）。IC26输出为高电平，IC8IC9、IC10打开。IC26输出为低电平时IC8、IC9IC10关闭。本技术与现有技术相比，不仅可以不间断地监测环境中易爆气体的含量，自动启动防爆电机或防爆排风扇，而且由于采用了本质安全电源技术，光电隔离驱动技术，隔离式断相保护技术及其它防爆措施，大大提高了设备的安全可靠程度，使之能够成为能在危险场合下使用的防爆气敏自动控制设备。其结构简单、准确度高、应用广泛。附图说明：图1是本技术的方框图。图2和图3是本技术的电路原理图。图中T1为电源变压器，D1、D2、D7－D10是二极管，D3、D4是稳压二极管，D5、D6是发光二极管TR1－TR3是三极管。QM是气敏元件（型号是MQ－N185），Hy是蜂鸣器（型号是HTD36A－1）。L1是电感，R1－R40是电阻，C1－C9是电容。-->IC1、IC2是运算放大器（型号是LM385），IC3、IC4、IC11－IC13，IC2是反相器（型号是4069）IC15－IC16是反相驱动器（型号是4049），IC8－IC10、IC23－IC25是二输入与非门（型号是4011）IC17－IC22是光电耦合器（型号是MOC3011），BT1－BT3是双向可控硅（型号是BTB－1000）。T2－T4是电压耦合器，MT是三相防爆电机。实施例：当空气中易爆气体的浓度开始增加时，气敏开关QM开始导通，其4脚和6脚上的电平升高，该信号接到IC1的同相输入端3脚上。并与2脚上的门限电压比较，如果高于门限电压则输出高电平，否则为低电平。输出的高电平信号用来启动声光报警和执行部分。IC2及其周围电路构成门限电压产生器，它输出一个基准电压经过电阻R15、R11分压后接到IC1的反相输入端做为门限电压。绿色发光二极管亮时指示外界环境正常，红色发光二极管亮时指示报警，报警时三极管TR3导通蜂鸣器Hy发出断续报警声音IC1的输出经D点接到执行部分。集成电路IC5、IC6、IC7、IC24、IC25、IC26和耦合器T2、T3、T4及其周围电路构成隔离式断相保护电路。耦合器的输出A、B、C分别接到判别电路的输入端，如果三个耦合器的输出是相同的，即同时为高电平或者同时为低电平，则判决电路中IC26的输出为高电平，为集成电路IC8、IC9和IC10提供开门电平，如果三个耦合器的输出不一致，即出现断相，IC26的输出为低电平，从而封锁IC8、IC9、-->IC10。由D点送来的高电平信号经IC5、IC4整形后，在IC26输出为高电平时，去启动双向可控硅开关仅以A相为例加以说明。B、C两相与A相相同。若IC4和IC26的输出都为高电平IC8的输出为低电平，又经IC11反相后接至IC14的输入端，IC14的输出端为低电平，IC17是一个光耦合可控硅驱动器。当IC14为低电平时，IC17中的发光二极管导通发光经光耦合使IC17中的双向二极管导通从而启动双向可控硅BT1，三相交流电源与防爆电机MT接通。当空气中有害气体的浓度降至规定值以下时，D点变为低电平双向可控硅关断，三相交流电源与电机MT脱离。使用光电耦合触发电路和隔离式断相保护电路，使得高压交流电路与低压电直流电路完全隔离，其隔离耐压可达7500V以上，从而提高了设备的安全度。防爆电机MT可以带动轴流风机实现对有害气体的排放，或者驱动其它设备。总之防爆气敏开关为用户提供了一种监测和调节环境空气成份的自动化手段。防爆气敏开关的技术条件：一、开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防爆气敏开关，其特征在于它是由本质安全型直流电源［１］、传感器［２］、比较放大器［３］、门限电压产生器［４］、警报产生器［５］、光电隔离驱动器［６］、可控硅双向开关［７］、限离式断相保护器［８］和防爆电机［９］组成，本质安全型直流电源［１］包括变压器Ｔ↓〔１〕、桥式整流器ＢＧ↓〔１〕、三极管ＴＲ↓〔１〕、ＴＲ↓〔２〕、二极管Ｄ↓〔１〕、Ｄ↓〔２〕，稳压二极管Ｄ↓〔３〕、Ｄ↓〔４〕等，电容Ｃ↓〔１〕、Ｃ↓〔２〕和电感Ｌ↓〔１〕构成π型滤波器，ＴＲ↓〔１〕、Ｄ↓〔１〕和电感构成第一极过流保护电路，ＴＲ↓〔２〕、Ｄ↓〔２〕和Ｒ↓〔３〕、Ｒ↓〔６〕构成第二级过流保护电路，传感器［２］输出电压信号，接比较放大器［３］的ＩＣ，同相输入端，ＩＣ↓〔１〕反相输入端与门限电压产生器［４］的ＩＣ↓〔２〕输出端的定值门限电压进行比器放大，比较放大器［３］输出高压电平报警信号，驱动警报产生器［５］中的红色发光二极管Ｄ↓〔６〕和三极管ＴＲ↓〔３〕，同时，比较放大器［３］输出的报警信号接光电隔离驱动器［６］的ＩＣ↓〔３〕输入端，经反相器ＩＣ↓〔３〕、ＩＣ↓〔４〕分别接至与非门ＩＣ↓〔８〕、ＩＣ↓〔９〕和ＩＣ↓〔１０〕的一个输入端，另一个输入端与隔离式断相保护器［８］和ＩＣ↓〔２６〕输出端相连，反相器ＩＣ↓〔１４〕—ＩＣ↓〔１６〕输出的低电平信号分别驱动光电耦合器ＩＣ↓〔１７〕—ＩＣ↓〔２２〕中的发光二极管，ＩＣ↓〔１７〕—ＩＣ↓〔２２〕的输出分别驱动双向可控硅开关［７］ＢＴ↓〔１〕—ＢＴ↓〔３〕的触发器，三相电源经过双向可控硅开关［７］加到防爆电机［９］的三个绕组上。...

【技术特征摘要】
1、一种防爆气敏开关，其特征在于它是由本质安全型直流电源[1]、传感器[2]、比较放大器[3]、门限电压产生器[4]、警报产生器[5]、光电隔离驱动器[6]、可控硅双向开关[7]、限离式断相保护器[8]和防爆电机[9]组成，本质安全型直流电源[1]包括变压器T1、桥式整流器BG1、三极管TR1、TR2、二极管D1、D2，稳压二极管D3、D4等，电容C1、C2和电感L1构成π型滤波器，TR1、D1和电感构成第一极过流保护电路，TR2、D2和R3、R6构成第二级过流保护电路，传感器[2]输出电压信号，接比较放大器[3]的IC，同相输入端，IC1反相输入端与门限电压产生器[4]的IC2输出端的定值门限电压进行比器放大，比较放大器[3]输出高压电平报警信号，驱动警报产生器...

【专利技术属性】
技术研发人员：白璐，孙鹏，
申请(专利权)人：白璐，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]