專利名稱：一種電火花檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電火花檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)高壓靜電場(chǎng)產(chǎn)生的電火花，并根據(jù)電火花的有、無，輸出相應(yīng)的信號(hào)，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有一種柴油機(jī)尾氣顆粒凈化器，具有兩個(gè)過濾陶瓷交替過濾尾氣中顆粒，在過濾陶瓷上分別設(shè)置高壓靜電場(chǎng)，當(dāng)顆粒積累到一定的量時(shí)，高壓靜電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電火花，通過電·火花的熱量，使顆粒起燃將顆粒燃燒掉，以便陶瓷能繼續(xù)過濾顆粒。但是通過陶瓷的尾氣流量過大時(shí)，會(huì)帶走電火花的熱量，使顆粒不能起燃或起燃后又熄滅，造成靜電場(chǎng)頻繁打火，較多的耗用電能，同時(shí)陶瓷中的顆粒不能充分燃燒，顆粒處于較多的積累狀態(tài)，使柴油機(jī)排氣不暢增加柴油機(jī)的油耗；因此有必要確定是那一個(gè)陶瓷產(chǎn)生電火花，并輸出相應(yīng)的信號(hào)以便控制通過該過濾陶瓷的尾氣流量，使該過濾陶瓷中的顆粒充分燃燒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電火花檢測(cè)裝置，檢測(cè)兩路過濾陶瓷中的高壓靜電場(chǎng)是否產(chǎn)生電火花，并根據(jù)電火花的有無或兩路電火花持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短輸出相應(yīng)的信號(hào)，以便于控制對(duì)應(yīng)陶瓷中尾氣的流量。該電火花檢測(cè)裝置包括兩路電火花采樣單元101、101’，一個(gè)電火花發(fā)生次序判別單元102 ；
電火花采樣單元101由采樣電路、信號(hào)放大電路、信號(hào)比較電路組成；
米樣電路包括光電稱合器GE1、電阻Rll ;光電稱合器GEl的輸入端1、2腳串接在靜電場(chǎng)JDl的電流回路中，其輸出端3腳通過電阻Rll接電源地、其輸出端4腳與電源VDD連接；
信號(hào)放大電路包括運(yùn)放All、電阻R12、R13、電容Cl ;運(yùn)放All的同相輸入端與光電率禹合器的3腳連接，運(yùn)放All的反相輸入端與輸出端之間跨接有電阻R13，運(yùn)放All的反相輸入端通過電阻R12接電源地，運(yùn)放All的輸出端與電源地之間接有電容Cl ；
信號(hào)比較電路包括運(yùn)放A12、電位器W1、電阻R14 ;運(yùn)放A12的同相輸入端與運(yùn)放All的輸出端連接，運(yùn)放A12的反相輸入端與電位器Wl的可變電阻端連接，電位器Wl的另兩端跨接在電源VDD、電源地，運(yùn)放A12的同相輸入端通過電阻R14接電源地，調(diào)節(jié)電位器W1，其可變電阻端可形成一合適的基準(zhǔn)電壓；當(dāng)運(yùn)放A12的同相輸入端的信號(hào)電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)運(yùn)放A12的輸出端為高電平；當(dāng)運(yùn)放A12的同相輸入端的信號(hào)電壓小于基準(zhǔn)電壓時(shí)運(yùn)放A12的輸出端為低電平。所述的電火花采樣單元101’與采樣單元101線路相同功能相同，包括光電耦合器GEΓ、運(yùn)放A1Γ、A12’、電位器WΓ、電阻R1Γ、R12’、R13’、R14’、電容CΓ ；光電耦合器GE I’的輸入端1、2腳串接在靜電場(chǎng)JD2的電流回路中；
所述的電火花發(fā)生次序判別單元102具有兩個(gè)信號(hào)輸入端I、I’，分別與運(yùn)放A12、運(yùn)放A12’的輸出端連接，開機(jī)時(shí)電火花發(fā)生次序判別單元102的控制信號(hào)輸出端O、0’，一個(gè)為高電平、另一個(gè)為低電平；當(dāng)運(yùn)放A12、運(yùn)放A12’的輸出端的電平狀態(tài)相同時(shí)電火花發(fā)生次序判別單元102的輸出端0、0’電平狀態(tài)不變；當(dāng)運(yùn)放A12的輸出端為高電平、運(yùn)放A12’的輸出端為低電平時(shí)，電火花發(fā)生次序判別單元102的輸出端O為高電平、輸出端O’為低電平；當(dāng)運(yùn)放A12的輸出端為低電平、運(yùn)放A12’的輸出端為高電平時(shí)，電火花發(fā)生次序判別單元102的輸出端O為低電平、輸出端O’為高電平。發(fā)明的有益效果是1、能根據(jù)靜電場(chǎng)產(chǎn)生 的電流準(zhǔn)確檢測(cè)電火花；2、能根據(jù)兩個(gè)靜電場(chǎng)電火花有無或電火花持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短及時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)；3、采用光電耦合器件作為傳感器，對(duì)高壓進(jìn)行隔離，提高本檢測(cè)裝置工作的可靠性。


圖I是本發(fā)明的原理方框圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的程序流程圖。圖3本發(fā)明的實(shí)施例的電子線路圖。圖4本發(fā)明實(shí)施例的電火花發(fā)生次序判別單元另一電子線路圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)對(duì)照

本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例。本發(fā)明電火花檢測(cè)裝置如圖I所示，包括兩路電火花采樣單元101、101’，一個(gè)電火花發(fā)生次序判別單元102，兩路控制信號(hào)輸出單元103、103’ ；
電火花采樣單元101由采樣電路、信號(hào)放大電路、信號(hào)比較電路組成。采樣電路光電耦合器GEl的輸入端I、2腳串接在高壓靜電場(chǎng)JDl的電流回路中，其輸出端3腳通過電阻Rll接電源地、其輸出端4腳與電源VDD連接，構(gòu)成采樣電路；當(dāng)靜電場(chǎng)中產(chǎn)生電火花時(shí)，靜電場(chǎng)的電流回路中的電流增大，使光電稱合器GE I輸出端的電阻減小，電阻Rll上的電壓會(huì)增大；采用光電耦合器作為電流傳感器能可靠地實(shí)現(xiàn)高壓靜電場(chǎng)與檢測(cè)裝置之間的隔離，保證檢測(cè)裝置運(yùn)行安全。所述的光電耦合器為一集成電路，型號(hào)為 TLP621。信號(hào)放大電路運(yùn)放All的同相輸入端與光電耦合器的3腳連接，運(yùn)放All的反相輸入端與輸出端之間跨接有電阻R13，運(yùn)放All的反相輸入端通過電阻R12接電源地，構(gòu)成信號(hào)放大電路；運(yùn)放All的輸出端與電源地之間接有電容Cl，對(duì)運(yùn)放Al I的輸出電壓信號(hào)濾波。信號(hào)比較電路運(yùn)放A12的同相輸入端與運(yùn)放All的輸出端連接，運(yùn)放A12的反相輸入端與電位器Wl的可變電阻端連接，電位器Wl的另兩端跨接在電源VDD、電源地，運(yùn)放A12的同相輸入端通過電阻R14接電源地，構(gòu)成信號(hào)比較電路；調(diào)節(jié)電位器W1，其可變電阻端可形成一合適的基準(zhǔn)電壓，該基準(zhǔn)電壓可抵消靜電場(chǎng)漏電流的影響；當(dāng)運(yùn)放A12的同相輸入端的信號(hào)電壓大于或等于基準(zhǔn)電壓時(shí)運(yùn)放A12的輸出端為高電平；當(dāng)運(yùn)放A12的同相輸入端的信號(hào)電壓小于基準(zhǔn)電壓時(shí)運(yùn)放A12的輸出端為低電平。所述的運(yùn)放All、A12,為運(yùn)算放大器集成電路，型號(hào)為0P-07。所述的電火花采樣單元101’與采樣單元101線路相同功能相同，包括光電耦合器GEΓ、運(yùn)放A1Γ、A12’、電位器WΓ、電阻R1Γ、R12’、R13’、R14’、電容CΓ ；光電耦合器GEr的輸入端1、2腳串接在高壓靜電場(chǎng)JD2的電流回路中；
所述的電火花發(fā)生次序判別單元102具有兩個(gè)信號(hào)輸入端I、I’，分別與運(yùn)放A12、運(yùn)放A12’的輸出端連接，當(dāng)運(yùn)放A12、運(yùn)放A12’的輸出端的電平狀態(tài)相同時(shí)電火花發(fā)生次序判另Ij單元102的輸出端0、0’電平狀態(tài)不變；當(dāng)運(yùn)放A12的輸出端為高電平、運(yùn)放A12’的輸出端為低電平時(shí)，電火花發(fā)生次序判別單元102的輸出端O為高電平、輸出O’為低電平；當(dāng)運(yùn)放A12的輸出端為低電平、運(yùn)放A12’的輸出端為高電平時(shí)，電火花發(fā)生次序判別單元102的輸出端O為低電平、輸出O’為高電平；
所述的電火花發(fā)生次序判別單元102可為一單片機(jī)基本系統(tǒng)，圖3所示為一實(shí)施例，它包括單片機(jī)1C、晶振JY、電容C2、C3、C4、電阻R16 ;晶振JY與單片機(jī)IC的XTAL1、XTAL2腳并聯(lián)，電容C3、C4分別跨接在XTAL1、XTAL2腳與電源地之間；電容C2、電阻R16串聯(lián)，電容C2的一端接電源VDD，電阻R16的一端接電源地，電容C2、電阻R16的連接點(diǎn)接單片機(jī)IC的RST腳；所述的單片機(jī)IC的I/O 口的P3. O腳對(duì)應(yīng)電火花發(fā)生次序判別單元102信號(hào)輸入端I、P3. I腳對(duì)應(yīng)電火花發(fā)生次序判別單元102信號(hào)輸入端I’，單片機(jī)內(nèi)的程序能根據(jù)單 片機(jī)IC的I/O 口的P3. O、P3. I腳電平狀態(tài)使單片機(jī)IC的I/O 口的Pl. 7腳(即電火花發(fā)生次序判別單元102的輸出端O)、Pl. 6腳(即電火花發(fā)生次序判別單元102的輸出端O’ )電平發(fā)生變化；圖2為其程序流程，先令Pl. 7、Pl. 6腳中的一個(gè)為高電平即置I、另一個(gè)為低電平即置0，然后查詢I/O 口 P3. O、P3. I腳電平狀態(tài)是否相同如果相同則繼續(xù)查詢；如果I/O 口 P3. O腳電平狀態(tài)為I、P3. I腳電平狀態(tài)為O則I/O 口 Pl. 7腳置1、P1. 6腳置0，然后繼續(xù)查詢；如果I/O 口 P3. O腳電平狀態(tài)為O、P3. I腳電平狀態(tài)為I則I/O 口 Pl. 7腳置O、Pl. 6腳置I，然后繼續(xù)查詢；所述的單片機(jī)IC其型號(hào)為AT89C2051。所述的電火花發(fā)生次序判別單元102也可用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，圖4所示為另一實(shí)施例，包括JK觸發(fā)器ICl、二輸入端與非門電路IC2、脈沖發(fā)生器ZDQ JK觸發(fā)器ICl的J腳與信號(hào)輸入端I連接、K腳與信號(hào)輸入端I’連接，與非門電路IC2的1、2腳分別與信號(hào)輸入端I、I’連接，與非門電路IC2的3腳與與非門電路IC2的4腳連接，與非門電路IC2的5腳與脈沖發(fā)生器ZDQ的輸出端連接，與非門電路IC2的6腳與JK觸發(fā)器ICl的脈沖輸入端CP腳連接。當(dāng)運(yùn)放A12的輸出端即信號(hào)輸入端I為高電平、A12’的輸出端即信號(hào)輸入端I’為低電平時(shí)，JK觸發(fā)器ICl在脈沖觸發(fā)下其輸出端Q腳為高電平、其輸出端/Q腳為低電平，當(dāng)運(yùn)放A12的輸出端為低電平、A12’的輸出端為高電平時(shí)，JK觸發(fā)器ICl在脈沖觸發(fā)下其Q腳為低電平、其/Q腳為高電平；當(dāng)運(yùn)放A12、A12’的輸出端均為低電平時(shí)，JK觸發(fā)器ICl在脈沖觸發(fā)下其輸出端Q、/Q腳的狀態(tài)保持不變；當(dāng)運(yùn)放A12、A12’的輸出端均為高電平時(shí)，與非門電路IC2的3腳為低電平、與非門電路IC2的6腳保持為高電平，禁止脈沖向JK觸發(fā)器ICl輸入，其輸出端Q、/Q腳的狀態(tài)保持不變。所述的JK觸發(fā)器ICl型號(hào)為74LS73，所述的二輸入端與非門電路IC2型號(hào)為74LS00，所述脈沖發(fā)生器為常見的方波振蕩器。為使所述的電火花檢測(cè)裝置輸出的信號(hào)具有較大的帶負(fù)載能力，在所述的電火花發(fā)生次序判別單元102后級(jí)還接有控制信號(hào)功率放大單元103、103’，控制信號(hào)功率放大單元103包括三極管Tl、繼電器J1、電阻R15、二極管Dl ;所述的電阻R15 —端與電火花發(fā)生次序判別單元102的輸出端O點(diǎn)連接、另一端與三極管Tl的基極連接，三極管Tl的集電極通過繼電器Jl的線圈與電源VDD連接，三極管Tl的發(fā)射極接電源地，繼電器Jl的線圈與二極管Dl并聯(lián)。當(dāng)輸出端O點(diǎn)的電平為高時(shí)三極管Tl導(dǎo)通、繼電器Jl的觸點(diǎn)接通，當(dāng)輸出端O點(diǎn)的電平為低時(shí)三極管Tl截止、繼電器Jl的觸點(diǎn)斷開，繼電器Jl的觸點(diǎn)接通或斷開作為控制信號(hào)的輸出。所述的控制信號(hào)功率放大單元103’包括三極管Tl’、繼電器J1’、電阻R15’、二極管D1’ ；其線路與功能均與所述的控制信號(hào)輸出單元103相同。所述的電阻R15’ 一端與電火花發(fā)生次序判別單元102的輸出端O’點(diǎn)連接。所述的電火花檢測(cè)裝置的工作原理是如當(dāng)靜電場(chǎng)JDl中產(chǎn)生電火花時(shí)，靜電場(chǎng)電路中產(chǎn)生電流，該電流信號(hào)通過光電稱合器GEl的輸入端使光電稱合器輸出端的電阻變小，使電阻Rl I上的電壓增大，當(dāng)靜電場(chǎng)中無火花產(chǎn)生時(shí)，光電稱合器輸出端的電阻變大，電阻Rll上的電壓減?。浑娮鑂ll上的電壓經(jīng)運(yùn)放All放大、運(yùn)放A12比較，有電火花時(shí)運(yùn)放A12時(shí)輸出高電平，無電火花時(shí)運(yùn)放A12時(shí)輸出低電平。如當(dāng)靜電場(chǎng)JD2中產(chǎn)生電火花時(shí)，運(yùn)放A12’輸出高電平，無電火花時(shí)運(yùn)放A12’時(shí)輸出低電平。當(dāng)運(yùn)放A12、運(yùn)放A12’的輸出端的電平狀態(tài)相同時(shí)電火花發(fā)生次序判別單元102的輸出端0、0’電平狀態(tài)不變；當(dāng)運(yùn)放A12的輸出端為高電平、運(yùn)放A12’的輸出端為低電平時(shí)，電火花發(fā)生次序判別單元102的輸出端O為高電平、輸出O’為低電平；當(dāng)運(yùn)放A12的輸出端為低電平、運(yùn)放A12’的輸出 端為高電平時(shí)，輸出端O為低電平、輸出端O’為高電平；電火花發(fā)生次序判別單元102的輸出端控制繼電器J1、J1’觸點(diǎn)的接通與斷開，作為背景技術(shù)中所述過濾陶瓷的尾氣流量的控制信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種電火花檢測(cè)裝置包括兩路電火花采樣單元(101、101’)，一個(gè)電火花發(fā)生次序判別單元(102); 電火花采樣單元(101)由采樣電路、信號(hào)放大電路、信號(hào)比較電路組成； 采樣電路包括光電耦合器GEl、電阻Rll ;光電耦合器GEl的輸入端I、2腳串接在高壓靜電場(chǎng)JDl的電流回路中，其輸出端3腳通過電阻Rll接電源地、其輸出端4腳與電源VDD連接； 信號(hào)放大電路包括運(yùn)放All、電阻R12、R13、電容Cl ;運(yùn)放All的同相輸入端與光電率禹合器的3腳連接，運(yùn)放All的反相輸入端與輸出端之間跨接有電阻R13，運(yùn)放All的反相輸入端通過電阻R12接電源地，運(yùn)放All的輸出端與電源地之間接有電容Cl ； 信號(hào)比較電路包括運(yùn)放A12、電位器W1、電阻R14;運(yùn)放A12的同相輸入端與運(yùn)放All的輸出端連接，運(yùn)放A12的反相輸入端與電位器Wl的可變電阻端連接，電位器Wl的另兩端跨接在電源VDD、電源地，運(yùn)放A12的同相輸入端通過電阻R14接電源地； 所述的電火花采樣單元(101’)與采樣單元(101)線路相同功能相同，包括光電耦合器6已1’、運(yùn)放六11’、六12’、電位器胃1’、電阻1 11’、R12’、R13’、R14’、電容Cl’ ；光電耦合器GEr的輸入端1、2腳串接在高壓靜電場(chǎng)JD2的電流回路中； 所述的電火花發(fā)生次序判別單元(102)具有兩個(gè)信號(hào)輸入端I、I’，分別與運(yùn)放A12、運(yùn)放A12’的輸出端連接，開機(jī)時(shí)電火花發(fā)生次序判別單元(102)的輸出端O、O’，一個(gè)為高電平、另一個(gè)為低電平；當(dāng)運(yùn)放A12、運(yùn)放A12’的輸出端的電平狀態(tài)相同時(shí)電火花發(fā)生次序判別單元(102)的輸出端0、0’電平狀態(tài)不變；當(dāng)運(yùn)放A12的輸出端為高電平、運(yùn)放A12’的輸出端為低電平時(shí)，電火花發(fā)生次序判別單元(102)的輸出端O為高電平、輸出端O’為低電平；當(dāng)運(yùn)放A12的輸出端為低電平、運(yùn)放A12’的輸出端為高電平時(shí)，電火花發(fā)生次序判別單元(102)的輸出端O為低電平、輸出端O’為高電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電火花檢測(cè)裝置，其特征是所述的電火花發(fā)生次序判別單元(102)的輸出端O、O’分別接有控制信號(hào)功率放大單元(103、103’)，所述的控制信號(hào)功率放大單元(103)包括三極管Tl、繼電器J1、電阻R15、二極管Dl ;所述的電阻R15 —端與電火花發(fā)生次序判別單元(102)的輸出端O點(diǎn)連接、另一端與三極管Tl的基極連接，三極管Tl的集電極通過繼電器Jl的線圈與電源VDD連接，三極管Tl的發(fā)射極接電源地，繼電器Jl的線圈與二極管Dl并聯(lián)；所述的控制信號(hào)輸出單元(103’ )包括三極管Tl’、繼電器了1’、電阻1 15’、二極管01’ ；其線路與功能均與所述的控制信號(hào)輸出單元(103)相同，所述的電阻R15’ 一端與電火花發(fā)生次序判別單元(102)的輸出端O’點(diǎn)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電火花檢測(cè)裝置，其特征是所述的電火花發(fā)生次序判別單元(102)為一單片機(jī)基本系統(tǒng)，單片機(jī)IC的I/O 口的P3. O腳為信號(hào)輸入端I、P3. I腳為信號(hào)輸入端I’，單片機(jī)IC的I/O 口的Pl. 7腳為輸出端O、Pl. 6腳為輸出端O’ ；單片機(jī)內(nèi)設(shè)有程序，開機(jī)時(shí)單片機(jī)IC的I/O 口的Pl. 7、P1. 6腳中的一個(gè)為高電平即置I、另一個(gè)為低電平即置O ;當(dāng)P3. O腳、P3. I腳電平狀態(tài)相同時(shí)，Pl. 7腳、Pl. 6腳的電平狀態(tài)不變；當(dāng)P3. O腳電平狀態(tài)為I、P3. I腳電平狀態(tài)為O時(shí)，Pl. 7腳置I、P1. 6腳置0，當(dāng)P3. O腳電平狀態(tài)為O、P3. I腳電平狀態(tài)為I時(shí)Pl. 7腳置O、Pl. 6腳置I。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電火花檢測(cè)裝置，其特征是所述的單片機(jī)IC其型號(hào)為AT89C2051。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電火花檢測(cè)裝置，其特征是所述的電火花發(fā)生次序判別單元(102)，包括JK觸發(fā)器ICl、二輸入端與非門電路IC2、脈沖發(fā)生器ZDQ JK觸發(fā)器ICl的J腳與信號(hào)輸入端I連接、K腳與信號(hào)輸入端I’連接，與非門電路IC2的1、2腳分別與信號(hào)輸入端I、I’連接，與非門電路IC2的3腳與與非門電路IC2的4腳連接，與非門電路IC2的5腳與脈沖發(fā)生器ZDQ的輸出端連接，與非門電路IC2的6腳與JK觸發(fā)器ICl的脈沖輸入端CP連接；JK觸發(fā)器ICl的Q腳為輸出端O、/Q腳為輸出端O’。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電火花檢測(cè)裝置，其特征是所述的JK觸發(fā)器ICl型號(hào)為74LS73，所述的二輸入端與非門電路IC2型號(hào)為74LS00。
全文摘要
一種電火花檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)高壓靜電場(chǎng)產(chǎn)生的電火花，輸出相應(yīng)的信號(hào)；該電火花檢測(cè)裝置包括兩路電火花采樣單元(101、101’)，一個(gè)電火花發(fā)生次序判別單元(102)；所述的判別單元具有兩個(gè)信號(hào)輸入端I、I’，分別與采樣單元(101、101’)的輸出端連接，判別單元的具有兩個(gè)控制信號(hào)輸出端O、O’，當(dāng)信號(hào)輸入端I、I’的電平狀態(tài)相同時(shí)判別單元的輸出端電平狀態(tài)不變；當(dāng)信號(hào)輸入端I為高電平、信號(hào)輸入端I’為低電平時(shí)，判別單元的輸出端O為高電平、輸出端O’為低電平；反之亦然；該檢測(cè)裝置特點(diǎn)是能準(zhǔn)確地識(shí)別電火花、根據(jù)電火花有無或電火花持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短及時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)；采用光電耦合器件作為電火花傳感器，對(duì)高壓進(jìn)行隔離。
文檔編號(hào)F01N9/00GK102840021SQ20111016633
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者高玉琴 申請(qǐng)人:高玉琴