专利名称：智能排流柜的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种智能排流柜，尤其适用于地铁(轻轨)埋地金属结构物或埋地管道与钢轨回流点连接，使埋地金属结构物或埋地管道中流动的杂散电流返回到变电所整流器负极，以减少杂散电流对金属结构物的腐蚀。
二背景技术：
目前使用的直流电流铁路运输系统中，在检测或发现被保护的埋地金属管道处于杂散电流腐蚀状态时，是以人工为埋地金属管道接地线排流，其工作量大，效果差，没有专门的装置为其自动排流，更谈不上能远距离监测或控制排流。
三、技术内容1.发明目的本实用新型的目的是提供一种智能排流柜，它可以根据实时检测的被保护的埋地结构物的极化电位，判断是否处于腐蚀状态，如处于该状态，则控制排流柜排流，否则切断排流柜主通道，避免加大未进行排流保护的埋地金属结构物的电腐蚀，并将排流工作状态和检测信息传输到远端检测与控制设备中。
2.技术方案本实用新型智能排流柜，它由排流主回路和单片机检测控制装置组成，在排流主回路中，埋地金属结构物上的一点通过接触器接点接到一分流器的一端，分流器的另一端与一大功率二极管的正极相连，通过接触器接点接通或断开排流通路；大功率二极管与压敏电阻(RV1)及阻容吸收装置C1串R1两条支路相连，电阻电容起阻容吸收保护作用，压敏电阻起过压保护作用；二极管的负极与带辅助触点的熔断器的一端相连，以上电路并列三组，与限流电阻箱相连，限流电阻箱的另一端接到负母线上，埋地金属结构物上点与参比电极Cu/CuSO4的一端通过电阻两个接到一放大器的正负极，正极通过一电阻接到放大器的输出端，然后接到检测电路板的一个A/D转换接口，负极通过一电阻接到地线上；分流器两端分别通过电阻接到单片机电路的另一放大器的正负极，正极通过一电阻接到放大器的输出端，然后接到单片机的另一个A/D转换接口，负极通过一电阻接到电路板地线上，单片机一端口通过电流放大芯片的一输入口，电流放大芯片对应输出口接到一中间继电器的线圈一端，中间继电器线圈的另一端接到电路板地线上，电源一端通过中间继电器接点接到接触器线圈一端，接触器线圈另一端接到电源的另一端上，以上电路并列三组。所述的单片机检测控制装置中的单片机为MCS51系列单片机。所述的单片机检测控制装置，扩充有(IC10)75LBC184串行接口芯片和键盘显示接口芯片8279(IC11)。75LBC184将排流柜检测信息变换为标准RS485信号，传送到远端控制设备，便于远端监控设备；键盘显示接口可将指令发给单片机系统，并便于现场检测和调试设备。
3.技术效果本实用新型智能排流柜，最适用于地铁(轻轨)埋地金属结构物或埋地管道与钢轨回流点连接，它主要由排流主回路和单片机检测控制装置组成，在排流主回路中，埋地金属结构物上的一点通过接触器接点接到一分流器的一端，分流器的另一端与一大功率二极管的正极相连，通过接触器接点接通或断开排流通路，排流柜的工作状态通过标准RS485接口远传到其它监控系统中，以便操作人员及时了解排流柜的工作状态，保证设备的正常工作，解决了被保护的埋地金属结构物极性排流的问题，并保证在埋地金属结构物处于杂散电流腐蚀危险状态时，才自动进行排流，同时限制排流量，避免了流量过大，加大未进行排流保护的金属管道的电腐蚀，省时省力，效果好，具有广泛的实用性。
四
图1是本实用新型主电路原理图。
图2是本实用新型检测及控制装置电路原理图。
图中，CB1、CB2、CB3为Cu/CuSO4参比电极，KM1、KM2、KM3为接触器线圈，KM11、KM21、KM31相应为各接触器的触点，RS1、RS2、RS3为分流器，D1、D2、D3为大功率二极管，C1、R1、C2、R2、C3、R3为阻容吸收装置，RV1、RV2、RV3为压敏电阻，FU1、FU2、FU3为熔断器，K1、K2、K3为熔断器触点，RP1为大功率电阻箱，FZ为负母线，IC189C51，IC2TLC2543，IC3MC1413，IC4～IC9OP07放大器，J1、J2、J3为中间继电器线圈，KA1、KA2、KA3为中间继电器接点，IC1075LBC184，IC118279，IC124～8位LED显示器，IC134～64键小键盘。
五具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述本实用新型图1是本实用新型主电路原理图，它包括排流主回路和单片机检测控制装置组成，此排流柜同时可以进行三路排流。在埋地金属结构物上点(DV1、DV2、DV3)通过接触器接点(KM11、KM21、KM31)接到分流器(RS1、RS2、RS3)的一端(FL1、FL3、FL5)，分流器的另一端(FL2、FL4、FL6)与大功率二极管(D1、D2、D3)的正极相连，大功率二极管与压敏电阻(RV1、RV2、RV3)及阻容吸收装置(R1-C1、R2-C2、R3-C3)两条支路相连，阻容吸收装置起阻容吸收保护作用，压敏电阻起过压保护作用；二极管(D1、D2、D3)的负极与带辅助触点(K1、K2、K3)的熔断器(FU1、FU2、FU3)的一端相连，熔断器(FU1-FU3)起过流保护作用，此熔断器为带辅助触点的熔断器，辅助触点主要为检测控制装置提供主电路的通断状态，(K1-K3)为状态信号；以上三条电路并联后，与限流电阻箱(RP1)相连，限流电阻箱起限流作用。限流电阻箱的另一端接到负母线(FZ)上，埋地金属结构物上点(DV1、DV3、DV5)与Cu/CuSO4参比电极(CB1、CB2、CB3)的一端(DV2、DV4、DV6)通过电阻(R17-R18、R20-R21、R24-R25)接到单片机电路的放大器(IC7、IC8、IC9)的正负极，正极通过电阻(R16、R23、R26)接到放大器(IC7、IC8、IC9)的输出端(AIN3、AIN4、AIN5)，然后接到单片机的一个A/D转换接口(AIN3、AIN4、AIN5)，负极通过电阻(R19、R22、R27)接到电路板地线(GND)；分流器两端(FL1-FL2、FL3-FL4、FL5-FL6)通过电阻(R5-R6、R9-R10、R12-R13)接到单片机电路的放大器(IC4、IC5、IC6)的正负极，正极通过电阻(R4、R8、R14)接到放大器(IC4、IC5、IC6)的输出端(AIN0、AIN1、AIN2)，然后接到单片机的一个A/D转换接口(AIN0、AIN1、AIN2)，负极通过电阻(R7、R11、R15)接到电路板地线(GND)，主回路中(DV1与DV2、DV3与DV4、DV5与DV6)，是进入单片机测量控制装置三个极化电位的测量点，(FL1与FL2、FL3与FL4、FL5与FL6)是进入单片机检测控制装置三路排流电流的测量点。单片机(IC1)端口(P10、P11、P12)通过电流放大芯片(IC3)的一输入口(I1、I2、I3)，电流放大芯片(IC3)对应输出口(O1、O2、O3)接到中间继电器(J1、J2、J3)的线圈一端，中间继电器线圈的另一端接到电路板地线(GND)，电源一端(L)通过中间继电器接点(KA1、KA2、KA3)接到接触器线圈(KM1、KM2、KM3)一端，接触器线圈另一端接到电源线的另一端(N)上。
单片机检测控制装置中的单片机为MCS51系列单片机，扩充有(IC10)75LBC184串行接口芯片和键盘显示接口芯片8279(IC11)。
主回路中的三个分流器的六个测量点信号分别进入运算放大器OP-07，(IC4、IC5、IC6)与外围电阻(R4-R15)构成的差动放大器，信号放大后送入AD转换器的输入端(AIN0-AIN2)，三个极化电位的六个测量点信号分别进入运算放大器OP-07，(IC7、IC8、IC9)与外围电阻(R16-R27)构成的差动放大器，信号放大后送入AD转换器的输入端(AIN3-AIN5)，IC2为AD转换器，采用TI公司的TLC2543串行12位AD转换器。(IC1)为单片机，采用89C51，它是整个系统的控制核心，(TLC2543)对输入的6路模拟信号(AIN0-AIN5)分时进行采集，转换结果由单片机通过(P3.5)接收，(P3.2)控制AD转换器的操作，(P3.3)向AD转换器提供时钟，(P3.4)控制AD转换器的使能操作。单片机采集的信号送入指定内存，实时判断采集的三路极化电位信号是否处于腐蚀危险范围，如果超过危险电压，通过单片机的(P1.0-P1.2)控制中间继电器(J1-J3)，来控制主回路接触器的分合，(IC3)为集成驱动元件MC141 3。主回路保险的3个通断状态(K1-K3)与单片机89C51的(P1.5、P1.6、P1.7)口相连，单片机定时采集(P1.5、P1.6、P1.7)口的状态，从而实时了解主回路的状态情况。集成电路(IC10)为串行通讯转换芯片75LBC184，主要提供标准RS485接口S1和S2，以便把排流柜的工作状态传送到其它监控系统。(IC11)为显示和键盘的接口电路，(IC12)为显示模块，(IC13)为键盘模块。通过键盘可以设置需要的参数，显示模块可以显示极化电位、排流电流和主器件的运行状态。
权利要求1.本实用新型智能排流柜，其特征在于它包括排流主回路和单片机检测控制装置组成，埋地金属结构物上点DV1通过接触器接点KM11接到分流器RS1的一端FL1，分流器的另一端FL2与大功率二极管D1的正极相连，大功率二极管与压敏电阻RV1及阻容吸收装置C1串R1两条支路相连，二极管D1的负极与带辅助触点K1的熔断器FU1的一端相连，以上电路并列三组，与限流电阻箱RP1相连，限流电阻箱的另一端接到负母线FZ上，埋地金属结构物上点DV1与参比电极CB1Cu/CuSO4的一端DV2通过电阻R17、R18接到单片机电路的放大器IC7的正负极，正极通过电阻R16接到放大器IC7的输出端AIN3，然后接到单片机的一个A/D转换接口AIN3，负极通过电阻R19接到电路板地线GND；分流器两端FL1、FL2通过电阻R5、R6接到单片机电路的放大器IC4的正负极，正极通过电阻R4接到放大器IC7的输出端AIN0，然后接到单片机的一个A/D转换接口AIN0，负极通过电阻R7接到电路板地线GND，单片机IC1一端口通过电流放大芯片IC3的一输入口，电流放大芯片IC3对应输出口接到中间继电器J1的线圈一端，中间继电器线圈的另一端接到电路板地线GND，电源一端L通过中间继电器接点KA1接到接触器线圈KM1一端，接触器线圈另一端接到电源的另一端N上，以上电路并列三组。
2.根据权利要求1所述的智能排流柜，其特征在于所述的单片机检测控制装置，扩充有IC1075LBC184串行接口芯片和键盘显示接口芯片IC118279。
专利摘要一种智能排流柜，最适用于直流铁路运输中地铁埋地金属结构物或埋地管道与钢轨回流点连接，它由排流主回路和检测控制装置两部分组成，排流主回路由大功率二极管和接触器组成，检测控制装置由以51系列单片机为核心的电路板组成，可通过键盘输入指令，并通过数码显示器显示排流柜的工作状态，其状态还可通过标准RS485接口远传到其它监控系统中，解决了被保护的埋地金属结构物极性排流的问题，并保证在埋地金属结构物处于杂散电流腐蚀危险状态时，才自动进行排流，同时限制排流量，避免了流量过大，加大未进行排流保护的金属管道的电腐蚀，省时省力，效果好，具有广泛的实用性。
文档编号B60M5/00GK2600281SQ0321952
公开日2004年1月21日 申请日期2003年1月24日 优先权日2003年1月24日
发明者李威 申请人:中国矿业大学