專利名稱：雙吊點(diǎn)、四傳感器載荷限制控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于水庫、水電站啟閉機(jī)啟閉閘門升降過程中的載荷測量及過載荷限制的雙吊點(diǎn)、四傳感器載荷限制控制器。
屬于機(jī)械電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水庫、水電站閘門啟閉機(jī)的載荷測量及過載荷限制控制裝置，傳統(tǒng)的方法是采用壓力彈簧帶動機(jī)械機(jī)構(gòu)，以切斷電機(jī)電源。目前改進(jìn)的方法是采用大噸位的拉壓力傳感器直接測量閘門升降的載荷，當(dāng)過載荷時，切斷電機(jī)電源。傳統(tǒng)的方法測量不準(zhǔn)確，誤差大。改進(jìn)的方法需要大噸位的拉壓力傳感器，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述存在的缺陷，提出一種用于水庫、水電站啟閉機(jī)啟閉閘門升降過程中的載荷測量及過載荷限制的雙吊點(diǎn)、四傳感器載荷限制控制器。采用雙吊點(diǎn)、四傳感器的方式實(shí)現(xiàn)載荷限制控制，即在閘門的每一根鋼絲繩吊點(diǎn)上，分別安裝兩個較小噸位的拉壓力傳感器，以挑扁擔(dān)的方式，使受力分?jǐn)偅瑥亩軌蚴褂幂^小噸位的傳感器測量較大噸位的啟閉受力。兩個吊點(diǎn)上共安裝四個荷重傳感器。本發(fā)明的技術(shù)解決方案其結(jié)構(gòu)由荷重傳感器和載荷測量控制儀表兩部分組成，其中荷重傳感器通過其荷重傳感器的正信號與載荷測量控制儀表中的加法電路中的二只電阻的匯合端相接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)采用雙吊點(diǎn)、四傳感器的方式實(shí)現(xiàn)載荷限制控制，能夠使用較小噸位的傳感器測量較大噸位的啟閉受力，對閘門在升降過程中的啟閉力進(jìn)行自動測量，瞬時載荷值顯示，并能輸出過載荷保護(hù)信號，以控制切斷動力電源，同時發(fā)出聲光報(bào)警信號，④成本低，實(shí)用性強(qiáng)。


圖1是本發(fā)明的原理方框圖。
圖2是加法電路(1”)、放大電路(2”)、調(diào)零電路(3”)的電路原理圖。
圖3是A/D(5”)轉(zhuǎn)換電路原理圖。
圖4是BCD(6”)碼輸出電路原理圖。
圖5是V/I變換4～20mA電流輸出電路(4”)、負(fù)荷限制比較器(7”)、負(fù)荷限制設(shè)定(8”)、輸出控制(9”)電路原理圖。
圖6是線性一體化電源(10”)電路原理圖。
圖1中的1”是加法電路、2”是放大電路、3”是調(diào)零電路、4”是V/I變換4～20mA電流輸出、5”是A/D轉(zhuǎn)換、6”是BCD碼輸出、7”是負(fù)荷限制比較器、8”是負(fù)荷限制設(shè)定、9”是輸出控制、10”是線性一體化電源、11”荷重傳感器、12”是荷重傳感器、13”荷重傳感器、14”是荷重傳感器。
具體實(shí)施例方式
對照附圖1，包括有四個荷重傳感器荷重傳感器11”～荷重傳感器14”和載荷測量控制儀表等幾部分組成，其中荷重傳感器11”通過其正信號WU1+與載荷測量控制儀表中的加法電路1”中的電阻R3、R4匯合端相接。其中載荷測量控制儀表中包括加法電路1”，放大電路2”，調(diào)零電路3”，V/I變換4～20mA電流輸出4”，A/D轉(zhuǎn)換電路5”、BCD碼輸出電路6”、負(fù)荷限制比較器7”、負(fù)荷限制設(shè)定8”、輸出控制電路9”，線性一體化電源10”。荷重傳感器將其所載荷重力的不同轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的毫伏信號輸入給載荷測量控制儀表中的加法電路1”，通過加法電路1”，將四路荷重信號疊加，從而得到總荷重信號。此信號通過精密放大電路2”，將毫伏信號放大為0～2V的電壓信號。為了防止零點(diǎn)漂移和去皮重，設(shè)計(jì)了調(diào)零電路3”。放大后的0～2V電壓，一路經(jīng)V/I變換4～20mA電流輸出4”，輸出為4～20mA恒流。一路通過A/D轉(zhuǎn)換電路5”后，經(jīng)過BCD碼輸出電路6”輸出并行BCD碼信號。放大電路2”輸出的0～2V電壓信號，另一路進(jìn)入負(fù)荷限制比較器7”，通過負(fù)荷限制設(shè)定8”的負(fù)荷值設(shè)定，當(dāng)負(fù)荷輸出信號大于或等于負(fù)荷限制設(shè)定信號時，負(fù)荷限制比較器7”輸出高電平，經(jīng)輸出控制電路9”中的驅(qū)動電路驅(qū)動繼電器動作、指示燈點(diǎn)亮及蜂鳴器鳴叫。線性一體化電源10”為載荷測量控制儀表提供工作電源。
對照圖2，荷重傳感器11”的正信號WU1+直接接入加法電路1”中的電阻R3(1MΩ)，R4(560Ω)的匯合端，荷重傳感器11”的負(fù)信號WU1-接荷重傳感器12”的正信號WU2+端，負(fù)信號WU2-接荷重傳感器13”的正信號WU3+端，負(fù)信號WU3-接荷重傳感器14”的正信號WU4+端，負(fù)信號WU4-接模擬信號地，同時與濾波電容C2、C3、電阻R3對應(yīng)連接。荷重傳感器11”～荷重傳感器14”疊加后輸入的毫伏信號通過電阻R4、R5(560Ω)、R6(100KΩ)直接進(jìn)入放大器IC3(型號ICL7650)，并與放大器IC3的管腳5對應(yīng)連接。調(diào)零電路3”是把5V模擬信號，通過高精度穩(wěn)壓輸出模塊IC1(型號ICL1405)輸出標(biāo)準(zhǔn)2.5V電壓信號，通過電阻R2(56KΩ)及可調(diào)電位器W2(220Ω)調(diào)整輸出相應(yīng)的電壓信號，經(jīng)過限流電阻R50(100KΩ)、R7(1MΩ)，再與放大器IC3的管腳4對應(yīng)連接。穩(wěn)壓電路IC2(型號ICL7660)提供標(biāo)準(zhǔn)負(fù)5V電源，滿足放大器IC3工作電壓的需求。放大器IC3放大后的荷重信號經(jīng)放大器IC3的管腳10輸出，一路通過限流電阻R51(100k)進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換電路5”，與A/D轉(zhuǎn)換器IC10(型號7135)的管腳10對應(yīng)連接。另一路通過限流電阻R13-1(100kΩ)進(jìn)入V/I變換4～20mA電流輸出4”中的二級放大器OP07。
對照圖3，A/D轉(zhuǎn)換電路5”主要由高精度的4位半A/D轉(zhuǎn)換器IC10(型號7135)、位控器件IC11(型號CC4011)、數(shù)控器件IC12(型號CC4081)和時序控制器IC9(型號7556)組成。其中A/D轉(zhuǎn)換器IC10的管腳15、16、位控器件IC11的管腳10、數(shù)控器件IC12的管腳3、4、10與鎖存器IC14的管腳13、14、鎖存器IC13的管腳5、鎖存器IC14、IC15、IC16(型號CC4042)的管腳5、5、5一一對應(yīng)連接。BCD碼輸出6”電路輸出并行BCD信號。鎖存器IC14的管腳5、7與數(shù)控器件IC12(型號CC4081)的管腳3、A/D轉(zhuǎn)換器IC10的管腳14對應(yīng)相接，鎖存器IC14、IC15、IC16的管腳13、13、7與A/D轉(zhuǎn)換器IC10的管腳15、16、14對應(yīng)相接，對照圖4，鎖存器IC13(型號CC4042)的管腳13、5與A/D轉(zhuǎn)換器IC10(型號7135)的管腳23、位控器件(與非門)IC11(型號CC4011)的管腳10對應(yīng)連接。
鎖存器IC15的管腳4、5與A/D轉(zhuǎn)換器IC10的管腳13、數(shù)控器件(與門)IC12的管腳4對應(yīng)連接。鎖存器IC16(型號CC4042)的管腳5與與門IC12的管腳10對應(yīng)連接。IC17(型號CC4042)的管腳5與時序控制器IC9的管腳5對應(yīng)相連接。鎖存器IC13～鎖存器IC16的管腳1、11、10、2與鎖存器IC17～鎖存器IC20(型號CC4042)的管腳14、13、7、4對應(yīng)相連接。鎖存器IC17～I(xiàn)C20的管腳2、10、11、1對應(yīng)相連接。
對照圖5，來自放大器IC3管腳10的信號，經(jīng)過V/I變換4～20mA電流輸出4”電路中的放大器IC4(型號OP07)放大輸出0～4V，再經(jīng)放大器IC8(型號LM747)放大輸出1～5V電壓，晶體三極管BG3(型號ICL8069)向放大器IC8提供標(biāo)準(zhǔn)電壓，再經(jīng)放大器IC8的管腳1及晶體三極管BG4(型號3DG12B)、BG5(型號3DG4C)輸出標(biāo)準(zhǔn)4～20mA恒流電流。放大器IC4的管腳6輸出的電壓信號與比較器IC5的管腳3、5對應(yīng)連接。負(fù)荷限制設(shè)定電路8”中，通過電阻R21(20kΩ)、R20(20kΩ)、R29(20kΩ)、R30(20kΩ)及可調(diào)電位器W6(10kΩ)、W8(10kΩ)，可調(diào)整電壓比值，從而獲得相應(yīng)的電壓進(jìn)入負(fù)荷限制設(shè)定電路8”。比較器IC5(型號LM393)，輸出相應(yīng)高低電平，進(jìn)入輸出控制電路9”，經(jīng)驅(qū)動電路IC7(型號MC1416)，驅(qū)動相應(yīng)的繼電器RJ1、RJ2(型號JQ11-FP)吸合，點(diǎn)亮指示燈XD1、XD2和接通蜂鳴器報(bào)警。
對照圖6，雙吊點(diǎn)、四傳感器載荷限制控制器的供電由線性一體化電源模塊提供7組直流電源，即+12V/0.5A、±5V/1A、±12V/0.2A、4組±6V/0.3A。
本發(fā)明的主要技術(shù)性能(1)測量精度0.5％F.S(2)顯示載荷值(T)999.9/99.99(3)測量吊點(diǎn)數(shù)雙吊點(diǎn)(4)接入荷重傳感器數(shù)四傳感器/雙傳感器(5)報(bào)警繼電器輸出容量220VAC/2A(6)過載值預(yù)置(T)000～999(載荷≥小設(shè)定值，≥大設(shè)定值，雙吊點(diǎn)荷重之差≥設(shè)定值)(三組均可任意設(shè)定)(7)工作條件荷重傳感器-10℃～+50℃，90％RH(+40℃)，載荷測量控制儀表-5℃～+45℃，90％RH(+40℃)
權(quán)利要求
1.雙吊點(diǎn)、四傳感器載荷限制控制器，其特征是由四個荷重傳感器和載荷測量控制儀表組成，其中荷重傳感器通過其正信號(WU1+)端與載荷測量控制儀表中的加法電路(1”)中的電阻(R3、R4)的匯合端相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙吊點(diǎn)、四傳感器載荷限制控制器，其特征是四個荷重傳感器中的荷重傳感器(11”)的正信號(WU1+)直接接入載荷測量控制儀表中的加法電路(1”)中的電阻(R3、R4)匯合端，負(fù)信號(WU1-)接荷重傳感器(12”)的正信號(WU2+)端，荷重傳感器(12”)的負(fù)信號(WU2-)接荷重傳感器(13”)的正信號(WU3+)端，負(fù)信號(WU3-)接荷重傳感器(14”)的正信號(WU4+)端，荷重傳感器(14”)負(fù)信號(WU4-)接模擬信號地，同時與濾波電容(C2、C3)、電阻(R3)對應(yīng)連接，荷重傳感器(11”～14”)疊加后輸入的毫伏信號通過電阻(R4、R5、R6)與放大器(IC3)的管腳(5)對應(yīng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙吊點(diǎn)、四傳感器載荷限制控制器，其特征是載荷測量控制儀表由加法電路(1”)、放大電路(2”)、調(diào)零電路(3”)、V/I變換4～20mA電流輸出電路(4”)、A/D轉(zhuǎn)換電路(5”)、BCD碼輸出電路(6”)、負(fù)荷限制比較器(7”)、負(fù)荷限制設(shè)定電路(8”)、輸出控制電路(9”)、線性一體化電源(10”)組成。加法電路(1”)的信號輸出端與放大電路(2”)的輸入端相接，放大電路(2”)將毫伏信號放大為0～2V的電壓信號，放大后的0～2V電壓，一路經(jīng)V/I變換4～20mA電流輸出電路(4”)輸出為4～20mA恒流，一路通過A/D轉(zhuǎn)換電路(5”)、經(jīng)BCD碼輸出電路(6”)輸出并行BCD碼信號。放大電路(2”)輸出的0～2V電壓信號，另一路進(jìn)入負(fù)荷限制比較器(7”)，并通過負(fù)荷限制設(shè)定電路(8”)設(shè)定負(fù)荷值，當(dāng)負(fù)荷輸出信號大于或等于負(fù)荷限制設(shè)定信號時，負(fù)荷限制比較器(7”)輸出的高電平，經(jīng)輸出控制電路(9”)中的驅(qū)動電路驅(qū)動繼電器(RJ1、RJ2)吸合，點(diǎn)亮指示燈(XD1、XD2)和接通蜂鳴器報(bào)警。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙吊點(diǎn)、四傳感器載荷限制控制器，其特征是載荷測量控制儀表中的調(diào)零電路(3”)是把5V模擬信號，通過高精度穩(wěn)壓輸出模塊IC1輸出標(biāo)準(zhǔn)2.5V電壓信號，通過電阻(R2)及可調(diào)電位器(W2)調(diào)整輸出相應(yīng)的電壓信號，經(jīng)過限流電阻(R50、R7)與放大器(IC3)的管腳(4)對應(yīng)連接，放大器(IC3)的管腳(10)分別與A/D轉(zhuǎn)換器(IC10)的管腳(10)、V/I變換4～20mA電流輸出電路(4”)中的二級放大器(OP07)的輸入端相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙吊點(diǎn)、四傳感器載荷限制控制器，其特征是載荷測量控制儀表中的A/D轉(zhuǎn)換電路(5”)由4位半A/D轉(zhuǎn)換器(IC10)、位控器件(IC11)、數(shù)控器件(IC12)和時序控制器(IC9)組成，A/D轉(zhuǎn)換器(IC10)的管腳(15、16)、位控器件(IC11)的管腳(10)、數(shù)控器件(IC12)的管腳(3、4、10)與鎖存器(IC14)的管腳(13、14)、鎖存器(IC13)的管腳(5)、鎖存器(IC14、IC15、IC16)的管腳(5、5、5)一一對應(yīng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙吊點(diǎn)、四傳感器載荷限制控制器，其特征是載荷測量控制儀表中的BCD碼輸出電路(6”)由鎖存器(IC13～I(xiàn)C20)組成，鎖存器(IC13)的管腳(13、5)與A/D轉(zhuǎn)換器(IC10)的管腳(23)、與非門(IC11)的管腳(10)對應(yīng)連接，鎖存器(IC14)的管腳(13、14)與A/D轉(zhuǎn)換器(IC10)的管腳(15、16)對應(yīng)相接，鎖存器(IC14)的管腳(5、7)與與門(IC12)的管腳(3)、A/D轉(zhuǎn)換器(IC10)的管腳(14)對應(yīng)相接，鎖存器(IC14、IC15、IC16)的管腳(13、13、7)與A/D轉(zhuǎn)換器(IC10)的管腳(15、16、14)對應(yīng)相接，鎖存器(IC15)的管腳(4、5)與A/D轉(zhuǎn)換器(IC10)的管腳(13)、與門(IC12)的管腳(4)對應(yīng)連接，鎖存器(IC16)的管腳(5)與與門(IC12)的管腳(10)對應(yīng)連接，鎖存器(IC17)的管腳(5)與時序控制器(IC9)的管腳(5)對應(yīng)相連接，鎖存器(IC13～I(xiàn)C16)的管腳(1、11、10、2)與鎖存器(IC17～I(xiàn)C20)的管腳(14、13、7、4)對應(yīng)相連接，鎖存器(IC17～I(xiàn)C20)的管腳(2、10、11、1)對應(yīng)相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種用于水庫、水電站啟閉機(jī)啟閉閘門升降過程中的載荷測量及過載荷限制的雙吊點(diǎn)、四傳感器載荷限制控制器。其結(jié)構(gòu)由荷重傳感器和載荷測量控制儀表兩部分組成，其中荷重傳感器通過其荷重傳感器的正信號與載荷測量控制儀表中的加法電路中的二只電阻的匯合端相接。優(yōu)點(diǎn)采用雙吊點(diǎn)、四傳感器的方式實(shí)現(xiàn)載荷限制控制，能夠使用較小噸位的傳感器測量較大噸位的啟閉受力，對閘門在升降過程中的啟閉力進(jìn)行自動測量，瞬時載荷值顯示，并能輸出過載荷保護(hù)信號，以控制切斷動力電源，同時發(fā)出聲光報(bào)警信號，成本低，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號E02B7/26GK1558041SQ200410013970
公開日2004年12月29日 申請日期2004年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月19日
發(fā)明者徐小群, 姜定祥 申請人:徐小群