本发明专利技术公开了一种大功率热梯度化学气相渗透工艺系统监控装置，温度传感器、压力传感器、元件损坏检测器、瓦斯信号检测器以及流量计的所采集的信号传输给监控计算机，监控计算机同时输出两路信号，一路到显示器，另一路通过Ｄ／Ｏ转换器与驱动放大电路分别控制脉冲封锁继电器和中间继电器，进而控制脉冲触发电路和真空开关继电器，使得整流电路停止工作或高压开关断开。还公开了上述装置的监控方法，监控计算机采集温度、压力等信号与设定的标准值进行比较，比较结果为正常时，循环采集比较，直至沉积工艺结束；比较结果不正常时，则关断１０ＫＶ高压电路，或者使整流电路停止工作并报警。本发明专利技术采用数据库进行管理，实现了大功率ＴＣＶＩ工艺系统状态的自动检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种热梯度化学气相渗透工艺系统监控装置，还涉这种监控装置的监控方法。
技术介绍
热梯度化学气相渗透工艺TCVI(Thermal-Gradient Chemical Vapor Infiltration，以下简称TCVI)是一种制备碳基和陶瓷基复合材料高效工艺，特别是碳/碳复合材料。现有的热梯度化学气相渗透工艺系统控制装置，包括脉冲触发电路19、整流电路22、调压变压器23、高压开关24，在大功率TCVI工艺沉积过程中，先将高压开关24接通，10KV高压通过调压变压器23及整流电路22变换成电压为6～42V、电流为0～37500A，来控制石墨加热电极1产生热量，提供沉积温度进而实现碳/碳复合材料的制备。因此，在大功率TCVI工艺过程中，多档变压器、整流电路和沉积炉工作是否正常可靠，将影响沉积效率和碳/碳复合材料的质量，这就需要及时有效地了解这些设备的工作状态。现有的热梯度化学气相渗透工艺系统控制装置，完全是手动操作，需要操作人员24小时值班，定时对工艺系统运行参数进行记录，一旦工艺运行出现异常情况，需要操作人员根据异常情况类型，利用手动操作切断整流电路或者高压开关电路，操作人员的劳动强度大、责任重，一旦有所失误将造成重大损失。
技术实现思路
为了克服现有技术手动操作的不足，提高自动化监控水平，本专利技术提供一种大功率热梯度化学气相渗透工艺系统监控装置，实现对该工艺系统运行状态信息自动采集、存储及显示、报警及自动保护。本专利技术还提供这种装置的监控方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种大功率热梯度化学气相渗透工艺系统监控装置，包括脉冲触发电路19、整流电路22、调压变压器23、高压开关24，其特征在于还包括信号调理器10、A/D转换器11、监控计算机12、显示器13、D/O转换器14、驱动放大电路15、脉冲封锁继电器16、中间继电器17、真空开关继电器21；温度传感器5、压力传感器6、元件损坏检测器7、瓦斯信号检测器8以及流量计9的所采集的信号，经信号调理器10和A/D转换器11传输给监控计算机12，监控计算机12同时输出两路信号，一路到显示器13，另一路通过D/O转换器14与驱动放大电路15分别控制脉冲封锁继电器16和中间继电器17，进而控制脉冲触发电路19和真空开关继电器21，使得整流电路22停止工作或高压开关24断开。监控计算机12还通过D/O转换器14与驱动放大电路15控制报警继电器18，进而控制报警电路20。一种上述装置的监控方法，其特征在于下述步骤1)监控计算机采集温度信号、压力信号、瓦斯信号、元件损坏信号以及进气管道流量信号等信息，并与设定的标准值进行比较；2)比较结果为正常时，监控计算机将采集的信息存储到数据库，同时以曲线形式通过显示器进行动态实时显示给操作人员，循环执行步骤1)，直至沉积工艺结束；3)比较结果不正常时，进而判断是瓦斯信号超标还是整流电路元件损坏，或者是温度、压力以及流量是否正常；4)若是瓦斯信号超标或者是整流电路元件损坏，监控计算机输出一开关信号，经D/O转换器和驱动放大电路后接通中间继电器，控制真空开关继电器使高压开关断10KV高压电路，同时报警继电器导通，报警电路发出报警信息，报警信息也存储到数据库并通过显示器显示；故障排除后，重新执行步骤1)～3)；5)若是温度、压力以及流量不正常，监控计算机输出一开关信号，经D/O转换器和驱动放大电路后接通脉冲封锁继电器，控制脉冲触发电路截至从而使得整流电路停止工作，同时报警继电器导通，报警电路发出报警信息，报警信息也存储到数据库并通过显示器显示；故障排除后，重新执行步骤1)～3)。本专利技术的有益效果是由于采用数据库技术对大量的状态数据进行管理，实现了大功率TCVI工艺系统状态信息的自动记录、存储，工作人员不需要定时进行记录，可对该工艺运行状态信息进行管理和分析、查阅、打印，减轻了操作人员的劳动强度，极大地方便管理；其自动保护电路对于沉积炉冷却水温度高、冷却水压力低、整流电路冷却水温度高、冷却水压力低、变压器温度高、天然气流量低等情况能进行报警并记录报警信息，同时封锁整流脉冲，自动切断整流电路；在整流器元件损坏、变压器瓦斯含量高的情况下，能自动切断10KV高压电路，可避免调压变压器和整流电路的损坏。下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。附图说明图1是本专利技术装置结构示意2是本专利技术方法流程中，2-预制体；3-炉体；4-冷却水管；5-温度传感器；6-压力传感器；18-进气管道。具体实施例方式装置实施例参照图1，本专利技术包括温度传感器5、压力传感器6、瓦斯信号检测器8、元件损坏检测器7、信号调理器10、流量计9、A/D转换器11、监控计算机12、显示器13、D/O转换器14、驱动放大电路15、脉冲封锁继电器16、中间继电器17、报警继电器18、报警电路20、真空开关继电器21；温度传感器5的检测端分别与调压变压器23、整流电路22、沉积炉体3内预制体2的沉积层、沉积炉的冷却水管4相连，温度传感器5的输出端经信号调理器10和A/D转换器11与监控计算机12电连接；压力传感器6检测端分别与整流电路22、沉积炉冷却水管4相连，其输出端经信号调理器10和A/D转换器11与监控计算机12电连接；瓦斯信号检测器8的检测端插在调压变压器的冷却油中，其输出端经信号调理器10和A/D转换器11与监控计算机12电连接；元件损坏检测器7与整流电路22电连接，其输出端经信号调理器10和A/D转换器11与监控计算机12电连接；流量计9插入进气管道18中，其输出信号经信号调理器10和A/D转换器11与监控计算机12电连接；这些信号作为监控计算机12的输入信号，输入信号经过专用软件处理后，对信息进行分类存储，同时输出两路信号，一路到显示器13显示处理结果；另一路通过三路D/O转换器14与驱动放大电路15分别控制脉冲封锁继电器16、中间继电器17和报警继电器18的导通，进而分别发出报警信号和控制脉冲触发电路19截止或真空开关继电器21断开，从而使得整流电路22停止工作或高压开关24断开，起到保护整个热梯度工艺设备系统的安全运行。方法实施例参照图2，下面分别就高压开关断开和整流电路停止工作两种保护情况进行详细说明。在沉积工艺运行过程中，瓦斯信号检测器的信号经信号调理器后，由A/D转换器输入到监控计算机与设定的安全值进行比较，当检测的信号值高于安全警戒值时监控计算机由D/O端口输出两个开关信号并经驱动放大电路，一路信号使得中间继电器动作，进而驱动真空开关继电器动作，从而使高压开关动作并断开10KV高压电路；另一路信号使得报警继电器导通，发出声音报警和灯光指示瓦斯信号高。与此同时，监控计算机还利用专用软件处理此报警信息，将报警状态信息存储到数据库并由显示器显示，报警信息包括报警日期、报警时间、报警变量名、报警值、报警类型、操作员名等。操作人员对系统进行检查维修，完好后重新启动系统运行，运行过程重复上面的步骤，一直到沉积工艺结束。当输入的检测信号正常时监控计算机利用专用软件对采集的检测信号进行定期存储到数据库的操作，同时利用图形或曲线的形式将检测信号在显示器上进行实时显示。在沉积工艺运行过程中，元件损坏检测器的信号经信号调理器后，由A/D转换器输入到监控本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大功率热梯度化学气相渗透工艺系统监控装置，包括脉冲触发电路（１９）、整流电路（２２）、调压变压器（２３）、高压开关（２４），其特征在于：还包括信号调理器（１０）、Ａ／Ｄ转换器（１１）、监控计算机（１２）、显示器（１３）、Ｄ／Ｏ转换器（１４）、驱动放大电路（１５）、脉冲封锁继电器（１６）、中间继电器（１７）、真空开关继电器（２１）；温度传感器（５）、压力传感器（６）、元件损坏检测器（７）、瓦斯信号检测器（８）以及流量计（９）的所采集的信号，经信号调理器（１０）和Ａ／Ｄ转换器（１１）传输给监控计算机（１２），监控计算机（１２）同时输出两路信号，一路到显示器（１３），另一路通过Ｄ／Ｏ转换器（１４）与驱动放大电路（１５）分别控制脉冲封锁继电器（１６）和中间继电器（１７），进而控制脉冲触发电路（１９）和真空开关继电器（２１），使得整流电路（２２）停止工作或高压开关（２４）断开。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李贺军，孙国岭，齐乐华，李克智，张秀莲，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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