專利名稱：電熱保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種電熱保護(hù)裝置，特別是指通過一控制單元內(nèi)增加一個(gè)保護(hù)單 元，以防止電熱單元持續(xù)加熱的一種電熱保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
電熱單元廣泛應(yīng)用于各種自動化設(shè)備及產(chǎn)業(yè)，通常都會搭配各類型控制單元，如 鍋爐設(shè)備環(huán)境經(jīng)常處于高溫狀態(tài)下，因此現(xiàn)場資訊取得不易，必須藉助工業(yè)規(guī)格的設(shè)備來 建構(gòu)監(jiān)控單元，此監(jiān)控單元主要監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)及現(xiàn)場溫度，經(jīng)擷取現(xiàn)場信號，并傳回監(jiān)控室 讓監(jiān)控人員做即時(shí)分析，并立即針對其異常狀況作適當(dāng)處理，尤其此高溫環(huán)境的溫度監(jiān)控 最為重要，因過高溫度而造成設(shè)備的損耗，進(jìn)而造成異常狀況使工廠發(fā)生停擺或工安事故?，F(xiàn)有電熱保護(hù)裝置的構(gòu)成，當(dāng)溫度高于臨界溫度時(shí)，透過溫度感知器經(jīng)由膨脹變 化型、顏色變化型、電阻變化型、電流變化型、電壓變化型、及頻率變化型等方式感測，進(jìn)而 啟動繼電器，同時(shí)發(fā)出聲響，并將數(shù)值經(jīng)由RS232標(biāo)準(zhǔn)傳回電腦。但是若控制單元本身的溫 度感知器故障，或輸出、輸入點(diǎn)硬件故障，即使有加裝加熱器斷線檢知裝置，仍會造成電熱 單元持續(xù)加熱，發(fā)生危險(xiǎn)。另外控制單元也需額外提供足夠的輸入點(diǎn)，以監(jiān)測哪幾組加熱器 故障。請參閱圖1，現(xiàn)有技術(shù)將一控制單元輸出一加熱信號至電熱單元，電熱單元通過熱 電偶溫度感測元件，以差動電壓表示溫度，在資料進(jìn)行差動運(yùn)算時(shí)，將外部雜訊干擾消除， 再通過RS-232接口與控制單元連接使用，將所搜集的資料以條狀圖、時(shí)間/溫度、及圖形分 析顯示在控制單元，并且將資料數(shù)據(jù)作紀(jì)錄儲存的動作。其除了硬件加裝外，控制單元需在加熱信號輸出時(shí)，額外輸出對應(yīng)的輸出點(diǎn)，以通 知斷線檢知裝置(如圖3)，因此本案在于控制單元內(nèi)增加一個(gè)保護(hù)機(jī)制，以防止電熱單元 持續(xù)加熱，造成危險(xiǎn)。請?jiān)賲⒖紙D3，其在控制單元和電熱單元之間延伸出一加熱斷線檢知器機(jī)構(gòu)，當(dāng)控 制單元輸出一加熱信號至電熱單元，此時(shí)控制單元和電熱單元將同時(shí)針對加熱斷線檢知器 輸出一加熱信號及一電流信號，當(dāng)電熱單元未到達(dá)加熱時(shí)間且溫度已到達(dá)溫度臨界值時(shí)， 既發(fā)出故障信號通知控制單元停止輸出加熱信號?？刂茊卧诩訜嵝盘栞敵鰰r(shí)，額外輸出 對應(yīng)的輸出點(diǎn)以通知加熱斷線檢知裝置，其控制單元也需額外提供足夠的輸入點(diǎn)，以監(jiān)測 哪一組加熱器故障，但若控制單元本身的溫度感知器或輸出入點(diǎn)發(fā)生硬體故障，即使有加 熱斷線檢知裝置，仍會使電熱單元持續(xù)加熱，造成元件損壞甚至發(fā)生工安事件。傳統(tǒng)的電熱保護(hù)裝置使用SCR、TRIAC等閘流體元件來驅(qū)動負(fù)載，使所述電熱保護(hù) 裝置的功率控制可控制至目標(biāo)值范圍內(nèi)。傳統(tǒng)電熱保護(hù)裝置通常采開回路(OPEN LOOP)的 方式來控制輸出功率，對于負(fù)載電流的過載或短路的保護(hù)，則必須在回路中加設(shè)以電力熔 絲(POWER FUSE)或無熔絲開關(guān)(N.F.B)來加以保護(hù)，導(dǎo)致設(shè)備成本增加。此外，在電熱保 護(hù)裝置功率控制方面采用開回路(OPEN LOOP)的方式，其易造成負(fù)載的過載、短路保護(hù)的動 作遲緩及誤差外，在實(shí)際的輸出功率控制上，僅能通過現(xiàn)場溫度感知器的溫度量測，以人工隨時(shí)監(jiān)測方式調(diào)整控制，不但較為費(fèi)時(shí)費(fèi)工外，其所述溫度感知器輸出功率亦無法準(zhǔn)確達(dá) 到目標(biāo)值。又，傳統(tǒng)的電熱保護(hù)裝置用以驅(qū)動負(fù)載的閘流體元件，由于負(fù)載電流太大，一般僅 加裝散熱片以作為散熱之用，但對于閘流體元件實(shí)質(zhì)的保護(hù)，未見其功用，如閘流體在導(dǎo)通 運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，由于表面溫度異常上升，再加上傳統(tǒng)電熱單元無法及時(shí)切斷或降低其負(fù)載 電流時(shí)，將造成間流體元件有燒毀之虞。由此可見，上述現(xiàn)有物品仍有諸多缺失，實(shí)非一良善的設(shè)計(jì)，而亟待加以改良。本案實(shí)用新型的設(shè)計(jì)人鑒于上述現(xiàn)有電熱保護(hù)裝置所衍生的各項(xiàng)缺點(diǎn)，乃亟思加 以改良創(chuàng)新，并經(jīng)苦心孤詣潛心研究后，終于成功開發(fā)完成本件電熱保護(hù)裝置。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的即在于提供一種電熱保護(hù)裝置，通過一控制單元內(nèi)增加一個(gè)保 護(hù)單元，以防止電熱單元持續(xù)加熱。本實(shí)用新型的次一目的在于提供一種電熱保護(hù)裝置，當(dāng)控制單元輸出加熱信號給 電熱單元，通過計(jì)算加熱信號大小及時(shí)間，及電熱單元反饋回來的溫度感知器，判斷是否為 電熱單元故障或溫度感知器故障，以使控制單元即時(shí)發(fā)出警報(bào)通知使用者，并停止輸出加 熱信號。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種電熱保護(hù)裝置，為能提高精密機(jī)械整體的精 確性與穩(wěn)定性，并將溫度資料設(shè)為其中一項(xiàng)判斷參數(shù)，以補(bǔ)正的方式將誤差消弭，使單元更 趨于穩(wěn)定?？蛇_(dá)成上述實(shí)用新型目的的電熱保護(hù)裝置，包括一控制單元和一電熱單元，所述 控制單元和所述電熱單元連接；所述控制單元產(chǎn)生一工作周期的一加熱信號，所述加熱信 號用以追蹤計(jì)算所述電熱單元的一溫度感知器其加熱時(shí)間與一溫度臨界值，當(dāng)電熱單元加 熱到達(dá)加熱時(shí)間且溫度未有一定變化量，或所述電熱單元加熱未到達(dá)加熱時(shí)間且溫度已達(dá) 溫度臨界值，即發(fā)出故障信號通知控制單元停止輸出加熱信號。實(shí)施時(shí)，所述控制單元能在一溫度臨界值達(dá)到之前，儲存其工作的選項(xiàng)。實(shí)施時(shí)，所述溫度感知器用于輸出代表所述電熱單元內(nèi)部溫度的一連續(xù)模擬信 號。實(shí)施時(shí)，所述工作周期的加熱信號，用于追蹤所述控制單元的一作用位準(zhǔn)。實(shí)施時(shí)，所述控制單元的作用位準(zhǔn)達(dá)到一警示臨界值時(shí)，會產(chǎn)生一溫度警示信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的電熱保護(hù)裝置，通過一控制單元內(nèi)增加一個(gè) 保護(hù)單元，以防止電熱單元持續(xù)加熱。
圖1為電熱保護(hù)裝置的現(xiàn)有架構(gòu)示意圖。圖2為所述電熱保護(hù)裝置的溫度回饋曲線圖。圖3為所述電熱保護(hù)裝置的現(xiàn)有改良架構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型電熱保護(hù)裝置的單元架構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖3，本實(shí)用新型所提供的電熱保護(hù)裝置，主要通過一控制單元1產(chǎn)生一工 作周期的一加熱信號，所述加熱信號用以追蹤計(jì)算所述電熱單元2的一溫度感知器其加熱 時(shí)間與一溫度臨界值，當(dāng)電熱單元2加熱到達(dá)加熱時(shí)間且溫度未有一定變化量，或所述電 熱單元2加熱未到達(dá)加熱時(shí)間且溫度已達(dá)溫度臨界值，即發(fā)出故障信號通知控制單元1停 止輸出加熱信號。其中所述控制單元1所產(chǎn)生的工作周期性的加熱信號，為用以追蹤計(jì)算所述電熱 單元2的一溫度感知器其加熱時(shí)間與一溫度臨界值，而由溫度感測器量測即時(shí)的加熱時(shí)間 與加熱延遲時(shí)間，由加熱時(shí)間與加熱延遲時(shí)間計(jì)算目標(biāo)溫度，計(jì)算所述裝置加熱開始溫度 與目標(biāo)溫度的溫度差值，設(shè)定控制的加熱開始溫度與目標(biāo)溫度值是否大于0，于實(shí)際使用 時(shí)，當(dāng)控制單元1量測溫度感知器的目標(biāo)溫度小于加熱開始溫度時(shí)，輸出一電熱功率調(diào)節(jié) 率為100%的加熱信號給電熱單元2，當(dāng)電熱單元2的加熱溫度逐漸大于加熱開始溫度時(shí)， 則控制單元1輸出一逐漸增加的電熱功率調(diào)節(jié)率的電熱信號給電熱單元2，電熱單元2依據(jù) 接收到的電熱功率調(diào)節(jié)率的電熱信號調(diào)整其輸出功率，然后再依此控制流程持續(xù)循環(huán)動作 電熱單元2。所述溫度感知器用于輸出代表所述電熱單元內(nèi)部溫度的一連續(xù)模擬信號，且控制 單元產(chǎn)生一工作周期的加熱信號，用于追蹤所述控制單元的一作用位準(zhǔn)，當(dāng)作用位準(zhǔn)達(dá)到 一警示臨界值時(shí)，會產(chǎn)生一溫度警示信號。當(dāng)電熱單元2加熱到達(dá)加熱時(shí)間且溫度未有一定變化量，或所述電熱單元2加熱 未到達(dá)加熱時(shí)間且溫度已達(dá)溫度臨界值，即發(fā)出故障信號通知控制單元1停止輸出加熱信號。當(dāng)控制單元1輸出一加熱信號，使電熱單元2加熱至目標(biāo)值，此時(shí)控制單元1同時(shí) 紀(jì)錄溫度變化及加熱時(shí)間，接著電熱單元2將判斷是否已加熱至目標(biāo)值，如未加熱至目標(biāo) 值，電熱單元2將持續(xù)進(jìn)行加熱動作，直到到達(dá)加熱目標(biāo)值后才停止其動作，然而，控制單 元1將紀(jì)錄溫度、時(shí)間變化關(guān)系及單元延遲時(shí)間，緊接著電熱單元2將判斷是否已連續(xù)加熱 T秒及溫度變化是否少于X度，如電熱單元2達(dá)到連續(xù)加熱T秒及溫度變化少于X度，將發(fā) 出警報(bào)通知使用者。請參閱圖4，首先所述控制單元1需將先測得電熱單元2的加熱時(shí)間及溫度變化關(guān) 系紀(jì)錄。測試時(shí)，所述控制單元1輸出各段加熱信號于電熱單元2，直至達(dá)到各段目標(biāo)溫度 后，再關(guān)閉加熱信號，可得加熱信號時(shí)間及溫度回饋曲線，如圖2，Y為目標(biāo)溫度，Y2為加熱 開始溫度，X為加熱時(shí)間，T為電熱延遲反應(yīng)時(shí)間。由圖2可得一加熱關(guān)系式Y(jié) (t) = Y2+t X (Y-Y2) / (X-T) (t > Τ)由所述式子可得知一持續(xù)加熱時(shí)間及溫度變化量，為了避開加熱延遲時(shí)間所造成 控制單元1誤判，此持續(xù)加熱時(shí)間需大于加熱延遲時(shí)間Τ。所述電熱單元2持續(xù)加熱一時(shí)間值，溫度未有一定變化量，即發(fā)出加熱器故障警 報(bào)通知使用者，并同時(shí)停止輸出加熱信號。上列詳細(xì)說明是針對本實(shí)用新型的一可行實(shí)施例的具體說明，惟所述實(shí)施例并非 用以限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型技藝精神所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。 綜上所述，本案不但在空間型態(tài)上確屬創(chuàng)新，并能較習(xí)用物品增進(jìn)上述多項(xiàng)功效， 應(yīng)已充分符合新穎性及進(jìn)步性的法定新型專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核準(zhǔn)本件 新型專利申請案，以勵實(shí)用新型，至感德便。
權(quán)利要求1.一種電熱保護(hù)裝置，其特征在于，其包括一控制單元和一電熱單元，所述控制單元和所述電熱單元連接；所述控制單元產(chǎn)生一工作周期的一加熱信號，所述加熱信號用以追蹤計(jì)算所述電熱單 元的一溫度感知器的加熱時(shí)間與一溫度臨界值，當(dāng)電熱單元加熱到達(dá)加熱時(shí)間且溫度未有 一定變化量，或所述電熱單元加熱未到達(dá)加熱時(shí)間且溫度已達(dá)溫度臨界值，即發(fā)出故障信 號通知控制單元停止輸出加熱信號。
2.如權(quán)利要求1所述的電熱保護(hù)裝置，其特征在于，所述控制單元能在一溫度臨界值 達(dá)到之前，儲存其工作的選項(xiàng)。
3.如權(quán)利要求1所述的電熱保護(hù)裝置，其特征在于，所述溫度感知器用于輸出代表所 述電熱單元內(nèi)部溫度的一連續(xù)模擬信號。
4.如權(quán)利要求1所述的電熱保護(hù)裝置，其特征在于，所述工作周期的加熱信號，用于追 蹤所述控制單元的一作用位準(zhǔn)。
5.如權(quán)利要求4所述的電熱保護(hù)裝置，其特征在于，所述控制單元的作用位準(zhǔn)達(dá)到一 警示臨界值時(shí)，會產(chǎn)生一溫度警示信號。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電熱保護(hù)裝置，其包括一控制單元和一電熱單元，所述控制單元和所述電熱單元連接；所述控制單元產(chǎn)生一工作周期的一加熱信號，所述加熱信號用以追蹤計(jì)算所述電熱單元的一溫度感知器其加熱時(shí)間與一溫度臨界值，當(dāng)電熱單元加熱到達(dá)加熱時(shí)間且溫度未有一定變化量，或所述電熱單元加熱未到達(dá)加熱時(shí)間且溫度已達(dá)溫度臨界值，即發(fā)出故障信號通知控制單元停止輸出加熱信號。本實(shí)用新型所述的電熱保護(hù)裝置，通過一控制單元內(nèi)增加一個(gè)保護(hù)單元，以防止電熱單元持續(xù)加熱。
文檔編號H02H5/04GK201829926SQ20102058060
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者呂昕南, 蕭人賓 申請人:東莞寶元數(shù)控科技有限公司