配电隔离安全栅制造技术

本实用新型专利技术提供了一种配电隔离安全栅，其特征在于，正负电源形成电路、正弦波振荡电路、调制频率整形电路和配电电压形成电路依次串接后输出电压到现场传感器；Ｉ／Ｉ转换放大驱动器的一端通过第一变压器与调制频率整形电路的输出端电连接；Ｉ／Ｉ转换放大驱动器的另一端通过第二变压器接隔离整流输出电路；信号采集器接入来自现场传感器输出的电流信号，其输出端接Ｉ／Ｉ转换放大驱动器的信号叠加端。本配电隔离安全栅摒除了传统二线制的缺点，使其转换精度比国外三、四线制的变送器的精度还要高，能达到０．０５％～０．１％，且配电电压压降仅为０．８Ｖ，完全能满足传感变送器的电源要求。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电气工程和电子工程领域，涉及一种配电隔离安全栅。本配电隔离安全栅，可以广泛用于冶金、电力、石化、轻工、建材、环保等各行各业。凡根据需要，将生产现场的各种不同的物理量，例如温湿度、压力、液位、流量，还有速度、行程、重量、电压和电流等，转化成为能够让计算机接收处理的信息，都可以使用创新型设计的二线制配电隔离安全栅，它是工业自动领域的核心部件，是数据采集环节上的万能接头。
技术介绍
工业自动控制中的数据采集环节，由于技术发展的不同，它所构成的要素和标准也是各种各样，种类繁多。 一般来说，先由国际上著名公司如美国ABB，德国西门子和日本索尼公司等在前面领跑，其它的在后面紧追。国内在这个行业领域犹为落后，80%以上的中、大型自控系统均直接选用昂贵的进口设备，只有20%使用国内仿制的便宜产品。国外数据采集远传方式有二线制、三线制、四线制和补偿导线等，国内也同样有这几种标准，因此而派生出来的传感变送器更是品种繁多，使用户难以适从。传统配电器的精度，国外0.2% 0.3%，国内0.25% 0.5%，配电电压降MJ国内外均为10V(18.5V 28.5V)。本配电隔离安全栅精度为0.05% 0.1%，配电压降AU=0.8V(19.0V 19.8V)。综合工业过程自动控制的数据采取环节需要测量许多不同的物理量，通常包括有压力、液位、重量、温湿度、流量、电量等等。因不同物理量间的远传方式不同，则又分为二线制(压力配电器)，三线制(热电阻温度变送器)，补偿导线(热电偶温度变送器)，四线制(电量变送器)。从节约投资与节约能源来讲无疑二线制是最好，但是在实际使用中，它所占用的市场份额却又是最少的，仅用在那些要求不高，测压力、液位的场所，这又是为什么呢？主要是传统配电器的性能普遍做不高，而三线制、四线制、补偿导线等所使用变送器精度国外能做到0.1%，国内也有0.15% 0.2%，它们所使用的电源是另外供给的，没有压降的问题。正因为和传统二线制配电器相比具有性能高的优点，所以它的市场占有份额反而逐步在增长，甚至一些著名的厂家如ABB公司就己不生产配电器类似的产品，而完全用三、四线制的各种类型变送器代替。
技术实现思路
本技术的所要解决的技术问题是提供一种配电隔离安全栅，该配电隔离安全栅在采用二线制的同时可以达到高精度。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案为一种配电隔离安全栅，其特征在于，包括正负电源形成电路、正弦波振荡电路、调制频率整形电路、配电电压形成电路、信号采集器、I/I转换放大驱动器和隔离整流输出电路；所述的正负电源形成电路、正弦波振荡电路、调制频率整形电路和配电电压形成电路依次串接后输出电压到现场传感器；所述的I/I转换放大驱动器的一端通过第一变压器(即图1和图2中的F1)与调制频率整形电路的输出端电连接；所述的I/I转换放大驱动器的另一端通过第二变压器(即图1和图2中的F2)接隔离整流输出电路；所述的信号采集器接入来自现场传感器输出的电流信号，其输出端接所述的I/I转换放大驱动器的信号叠加端。所述的信号采集器采用镜像电路；该镜像电路的一个镜像端接现场传感器输出的电流信号，另一个镜像端接所述的M转换放大驱动器的信号叠加端。所述的镜像电路由2个NPN型的三极管T2和T3组成，三极管T2和T3的b极短接，三极管T2和T3的e极均接地，三极管T3的b和c极短接并接现场传感器的信号输出端；三极管T2的c极接I/I转换放大驱动器的信号叠加端。所述的I/I转换放大驱动器为所述第一变压器的副边的一端通过第一二极管(即图2中的DS3)接第二变压器的一端，所述第一变压器的副边的另一端通过第二二极管(即图2中的DS4)接第二变压器的另一端，第一变压器副边和第二变压器原边的抽头间并联有电容和变阻器，第二变压器副边的抽头引出所述的信号叠加端。所述的正负电源形成电路的采用2个运算放大器分别输出正、负参考电压。所述的调制频率整形电路采用TCA965芯片。所述的配电电压形成电路通过第三变压器(即图1和图2中的F3)与调制频率整4形电路相接；所述的配电电压形成电路的输出级电路采用7820芯片。 本技术所具有的有益效果有本配电隔离安全栅综合了数据采集环节远传和变送上的诸多弊端，从二线制的优点 入手，主攻二线制精度不够(0.2% 0.5%)和配电电压降幅过大(AU-10V)的缺点， 创新设计了许多独特电路，使其精度达到0.05% 0.1%，降幅AU-0.8V，因此使用配电 隔离安全栅这种产品的二线制，整体性能项项都高于三、四线制，它节约了一半以上的 远传导线和一半以上的能源，前者显而易见，后者也容易理解，因为用一个配电隔离安 全栅可代替传感变送器和隔离器两件产品。不但如此，对于采取现场任何物理量数据都 只使用唯一配电隔离安全栅，而实现对温度、压力、电量等传感用的不同输入，不是直 接接到配电器的二线制上，它们都是现场传感变送器的输入，现场传感变送器从配电器 获得一个稳定20V配电电压，在输入端和热电阻、热电偶、桥电路，甚至改变电容的 传感器连接都是十分方便的。上面所指万能接头就是指的这里。现场传感器将这些不同 输入统一调制出4 20mA信号在二线制上传送。这种用易代繁的方法使用户选择和备 用产品变得简单容易，定会受到市场用户的欢迎。本配电隔离安全栅摒除了传统二线制的缺点，使其转换精度比国外三、四线制的变 送器的精度还要高(0.05% 0.1%)，且配电电压压降仅为0.8V，完全能满足传感变送 器的电源要求。缺点变优点，优点就显得更为突出，用同一对线完成供电与信号远距离 传输，其投资节约与能源节约意义非常巨大，使工厂里用于自控的电线网络无形中减少 一半以上，所以毫不夸张的讲，它是工业自动控制体制结构上的一项重大变革，绝不能 把它看做简单的某一个元素在性能上的改善，它在工业自动控制的发展提高方面起着里 程碑的作用。我们希望得到专利机构的严格审査认可，再将它普遍推入市场。在市场里 收集到足够的反馈信息，然后在全国召开同行业科研机构的理论峰会，通过讨论并确定 为行业标准，为国家甚至国际上的自控事业作出应有的贡献。附图说明图l为本技术的原理框图； 图2为本技术的原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明。 实施例1 :如图1和图2所示，各部分电路具体分析如下(1) 、正负电源形成电路+24V DC输入经过简单的Dr,、 Dr2 、 C5、 C6和Ru产生一个一般性能的正负11VDC供给l^LM833运放，再经过116、 Dw获得一个10V的参比电压，通过Rn和R^调整在不同位置，分别在Uu和U;,两个运放输出端获得一 个稳定高精度的10V正负电源，为其它各要素供电。(2) 、压控LC正弦波振荡电路(即IOKC调制频率产生器)它由R,、 Cp L、 Tl和耦合电容<:9、 C^组成，靠电容耦合的LC压控振荡器，有频率稳定的特点，这就为后面调制频率整形电路输出稳定的方波奠定了一个很重要的基础。(3) 、调制频率整形电路，使用了一个高精度的窗口元件TCA965，它从线圈L的次边引入正弦波电压经过输入电阻R2送到TCA965的3、 9端，10、 7端短接，6、 11端 接+ 10VDC， l端接-10V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电隔离安全栅，其特征在于，包括正负电源形成电路、正弦波振荡电路、调制频率整形电路、配电电压形成电路、信号采集器、Ｉ／Ｉ转换放大驱动器和隔离整流输出电路；所述的正负电源形成电路、正弦波振荡电路、调制频率整形电路和配电电压形成电路依次串接后输出电压到现场传感器；所述的Ｉ／Ｉ转换放大驱动器的一端通过第一变压器与调制频率整形电路的输出端电连接；所述的Ｉ／Ｉ转换放大驱动器的另一端通过第二变压器接隔离整流输出电路；所述的信号采集器接入来自现场传感器输出的电流信号，其输出端接所述的Ｉ／Ｉ转换放大驱动器的信号叠加端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙波，龙得云，余兴，
申请(专利权)人：龙得云，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]