一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，包括电压信号处理电路、分相延缓电路和比较输出电路；电压信号处理电路包括仪用放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，分相延缓电路包括电容C1，由电阻R5和电阻R7组成的第一比例电阻网络，以及由电阻R6和电阻R8组成的第二比例电阻网络；比较输出电路包括比较器U2、D触发器U3和电阻R10。本实用新型专利技术电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，工作稳定可靠，能够快速有效的检测电感开路电弧建立与熄灭电压突升，适用范围广，实用性强，具有良好的推广应用价值。

An open circuit inductance establishment and extinction voltage jump detection circuit of arc

The utility model discloses an open circuit inductance establishment and extinction voltage detection circuit of arc voltage rise, including signal processing circuit, phase delay circuit and a comparison output circuit; the signal processing circuit comprises a voltage amplifier U1, a resistor R1 and a resistor R2, a resistor R3 and a resistor R4 phase delay circuit includes a capacitor C1, the proportion of the first resistance the network is composed of a resistor R5 and a resistor R7, and is composed of a resistor R6 and a resistor R8 second proportional resistance network; a comparison output circuit comprises a comparator U2, D trigger U3 and resistance R10. The utility model has the advantages of simple structure, reasonable design, easy implementation and low cost, stable and reliable, fast and effective way to detect the inductance establishment and extinction voltage jump arc, wide application range, strong practicability, has the good application value.

【技术实现步骤摘要】
一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路
本技术属于电感开路电弧检测
，具体涉及一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路。
技术介绍
在煤矿、石化等危险环境中存在大量的易燃、易爆气体或物质，应用于这些场合的电子电器设备必须满足本质安全的要求。对于含有电感和电容等储能元件的电子设备，电感开路以及电容短路所引起的电火花将有可能引燃易燃、易爆气体或物质，对这些环境中的人身及设备构成严重威胁。安全火花试验装置是用来对在爆炸性环境中使用的带有电阻、电感、电容或混合电路的本安防爆设备进行火花试験的一种装置。电感槽的电极一为斜面铜轮，由2r/min的微型电机带动其水平旋转，另一极为12根镀锌铜丝，由30r/min的可逆电机带动其垂直旋转，两电极不断地分离，每分离一次，便产生一次火花。爆炸性本安评价是采用安全火花试验装置在特定的试验条件下对本安产品采用爆炸性试验逐一检测，其成本高、周期长，且不能指导产品的设计与制造。非爆炸性本安评价是基于能量等效原理，依据已有的电感和电容临界点燃曲线，通过理论分析与计算，实现电路本安性能的判定，而其中关键在于提取相应的放电能量。模拟电容性电路短路火花试验的等效电路已有研究，而电感性电路由于其放电过程复杂使得研究进展非常缓慢，虽然在理论的基础采用数学建模的方式建立起电感分断电弧放电的数学模型，但这些模型大多建立在电弧放电时间的基础上，而电弧放电时间是一个与电路参数相关的隐函数，因此所建立的模型存在很大的局限性。如果能够实现对电感分断电弧放电的检测，确定电弧建立时刻和电弧熄灭时刻，建立相应的电感分断放电电弧电阻模型，在电弧建立时刻接入电弧电阻，在电弧熄灭时刻移去电弧电阻，借助于电路仿真软件提取到电感分断电弧放电的波形，即可代替安全火花试验装置对电感性电路进行本安性能的判定；此外，还可以设计出电感性电路本安保护电路，比如电弧建立时刻，在电感两端并接一个电阻或者限压器件等，因此对电感分断电弧放电的检测，更准确的是电感分断电弧放电时刻的检测很有必要。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，其电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，工作稳定可靠，能够快速有效的检测电感开路电弧建立与熄灭电压突升，适用范围广，实用性强，具有良好的推广应用价值。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，其特征在于：包括依次连接的电压信号处理电路、分相延缓电路和比较输出电路；所述电压信号处理电路包括仪用放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述电阻R1的一端为电压信号处理电路的取样点正极电压输入端VIN+，所述电阻R3的一端为电压信号处理电路的取样点负极电压输入端VIN-，取样点正极电压通过串联的电阻R1和电阻R2构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R1和电阻R2的连接端与仪用放大器U1的同相输入端连接，取样点负极电压通过串联的电阻R3和电阻R4构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R3和电阻R4的连接端与仪用放大器U1的反相输入端连接；所述分相延缓电路包括电容C1，由电阻R5和电阻R7组成的第一比例电阻网络，以及由电阻R6和电阻R8组成的第二比例电阻网络；所述电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式所述电阻R5的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R5的另一端通过电阻R7接地，所述电阻R6的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R6的另一端通过电阻R8接地，所述电容C1的一端与电阻R6和电阻R8的连接端连接，所述电容C1的另一端接地；所述比较输出电路包括比较器U2、D触发器U3和电阻R10，所述比较器U2的同相输入端与电阻R5和电阻R7的连接端连接，所述比较器U2的反相输入端与电阻R6和电阻R8的连接端连接，所述比较器U2的输出端通过电阻R10与外部供电电源的输出端VCC连接，所述D触发器U3的信号输入端D与信号输出端连接，所述D触发器U3的时钟信号输入端CP与比较器U2输出端连接，所述D触发器U3的信号输出端Q为所述比较输出电路的输出端OUT。上述的一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，其特征在于：所述仪用放大器U1的型号为AD623。上述的一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，其特征在于：所述比较器U2的型号为LM2903。上述的一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，其特征在于：所述D触发器U3的型号为74HC75。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术的电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，工作稳定可靠。2、本技术能够准确的检测出电感开路电弧建立电压突升起始时刻和电感开路电弧熄灭电压突升终止时刻，是其他设计所不能达到的。3、本技术通过选用的仪用放大器能够实现对电感电路中任意分断的两点之间电压的取样，且对所采样的电路自身干扰较小。4、本技术选用的仪用放大器、比较器和D触发器响应速度非常快，可以检测到微秒级别以上的电压突变情况，能够实时的检测电感开路电弧建立与熄灭电压突升，实时检测效果明显。5、本技术能够适用于各种电感电路电感开路电弧放电试验中，与安全火花试验装置相配合，较好地模拟电感开路电弧放电的过程，所模拟的电感开路电弧放电过程与实际火花试验较为接近，特别是电感开路电弧放电能量的误差较小，借助于仿真软件，能够方便快速地提取电感开路电弧放电波形，对电感性电路进行非爆炸性本安判定能够提供有力的支持，其适用范围广。6、本技术的实用性强，具有良好的推广应用价值。综上所述，本技术的电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，工作稳定可靠，能够快速有效的检测电感开路电弧建立与熄灭电压突升，适用范围广，实用性强，具有良好的推广应用价值。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的电路原理框图。图2为本技术的电路原理图。图3为本技术的应用实例图。附图标记说明:1—电感电路；2—电压信号处理电路；3—分相延缓电路；4—比较输出电路。具体实施方式如图1所示，本技术的一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，包括依次连接的电压信号处理电路2、分相延缓电路3和比较输出电路4；如图2所示，所述电压信号处理电路2包括仪用放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述电阻R1的一端为电压信号处理电路2的取样点正极电压输入端VIN+，所述电阻R3的一端为电压信号处理电路2的取样点负极电压输入端VIN-，取样点正极电压通过串联的电阻R1和电阻R2构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R1和电阻R2的连接端与仪用放大器U1的同相输入端连接，取样点负极电压通过串联的电阻R3和电阻R4构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R3和电阻R4的连接端与仪用放大器U1的反相输入端连接；如图2所示，所述分相延缓电路3包括电容C1，由电阻R5和电阻R7组成的第一比例电阻网络，以及由电阻R6和电阻R8组成的第二比例电阻网络；所述电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式所述电阻R5的一端与仪用放大器U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，其特征在于：包括依次连接的电压信号处理电路(2)、分相延缓电路(3)和比较输出电路(4)；所述电压信号处理电路(2)包括仪用放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述电阻R1的一端为电压信号处理电路(2)的取样点正极电压输入端VIN+，所述电阻R3的一端为电压信号处理电路(2)的取样点负极电压输入端VIN‑，取样点正极电压通过串联的电阻R1和电阻R2构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R1和电阻R2的连接端与仪用放大器U1的同相输入端连接，取样点负极电压通过串联的电阻R3和电阻R4构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R3和电阻R4的连接端与仪用放大器U1的反相输入端连接；所述分相延缓电路(3)包括电容C1，由电阻R5和电阻R7组成的第一比例电阻网络，以及由电阻R6和电阻R8组成的第二比例电阻网络；所述电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式

【技术特征摘要】
1.一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，其特征在于：包括依次连接的电压信号处理电路(2)、分相延缓电路(3)和比较输出电路(4)；所述电压信号处理电路(2)包括仪用放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述电阻R1的一端为电压信号处理电路(2)的取样点正极电压输入端VIN+，所述电阻R3的一端为电压信号处理电路(2)的取样点负极电压输入端VIN-，取样点正极电压通过串联的电阻R1和电阻R2构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R1和电阻R2的连接端与仪用放大器U1的同相输入端连接，取样点负极电压通过串联的电阻R3和电阻R4构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R3和电阻R4的连接端与仪用放大器U1的反相输入端连接；所述分相延缓电路(3)包括电容C1，由电阻R5和电阻R7组成的第一比例电阻网络，以及由电阻R6和电阻R8组成的第二比例电阻网络；所述电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式所述电阻R5的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R5的另一端通过电阻R7接地，所述电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树林，张琼，赵亚娟，邓俊青，聂燊，王肖，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61