專利名稱：受控設備運行期間仍可快速設置主要參數的電子真空開關的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在受控設備運行期間仍可快速設置主要參數的電子真空開關。
能夠快速且準確地設置真空開關對于優化安裝有真空開關的設備的運行來說是 至關重要的。 本發明的目的是制作一種在不必停止其所連接的設備的情況下也能夠調整設置
部件的結構簡單的真空開關，并且對于該設備，該真空開關必須控制存在的真空。 根據本發明，利用電子真空開關來實現所述目的，所述電子真空開關包括連接
器，其具有用于密封具有空腔的外殼的部件，在所述空腔中放置處于受控環境的負壓作用
下的負壓傳感器和連接至所述傳感器的電路板，其特征在于，所述負壓傳感器為集成于惠
斯通電橋(Wheatstonebridge)中的陶瓷襯墊，并且所述電路板連接至所述惠斯通電橋，所
述電路板包括用于對能夠手動設置的惠斯通電橋進行校準的部件。 通過以下對具體實施例的詳細描述，并以非限定的方式對附圖進行說明，本發明 的這些及其它特征將更顯而易見，其中

圖1示出根據本發明的真空開關的沿軸向部分剖切的正視圖；
圖2示出根據圖1的線II-II的剖視圖；
圖3示出所述真空開關的電路板的主要部分；
圖4示出所述電路板中所包含的電源和保護電路；
圖5示出由真空傳感器提供的信號的放大電路。 圖1和2中所示的電子真空開關包括帶有圓筒形空腔60的鋁制外殼l，該圓筒形 空腔60具有與可拔出的扁平電路板2的末端以可移動的方式配合的一對縱向凹槽61。
在殼1的側面上固定有連接器6，該連接器6具有透明罩30和用于密封空腔60的 可移動板7。在連接器6內，放置有能夠透過透明罩30分別發出可見的黃光和紅光的發光 指示器LED10-11 。另外，用于將電路板2外部電連接的電線65穿過連接器6。
在殼1的下端部分固定有具有空腔71的鋼凸緣70，在空腔71中，利用環形螺母 80和墊片81固定真空傳感器，即帶有相應密封件9的陶瓷襯墊負壓傳感器8，在鋼凸緣70 的下端是用于連接受控設備的螺紋連接92，并且鋼凸緣70帶有針對受控流體的內部入口 通道95。 所述凸緣70能夠脫離殼1，并且該凸緣70通常是由比殼1的材料更耐腐蝕的材 料制成，以能夠在較高操作壓力下工作。另外，根據不同的期望操作壓力或更具腐蝕性的流 體，能用不同材料的其它凸緣取代所述凸緣70。 電路板2支撐設置部件4，所述設置部件4包括設置鍵12-13、發出綠光的發光指 示器LED16、發出紅光的發光指示器LED11、和具有利用電線65連接至用于輸入/收集數據 的外部個人計算機或其它部件的連接腳15的串行端口 14。 操作者穿過與殼1的上端成一直線放置的螺紋開孔73能夠觸及到所述鍵12-13， 并且通常利用可移動螺紋罩74來閉合螺紋開孔73。 就電路而言，電路板2包括主電路17 (圖3)、電源和保護電路18 (圖4)、以及用于 檢測和放大來自于傳感器8的信號的電路19(圖5)。
主電路17包括分別由鍵12-13控制的開關20-21、具有內置的E乍R0M存儲器和反 饋電容器32的微處理器33、切換晶體管34、功率晶體管35、LED11和16、各種電阻22、穩壓 電容器、穩壓二極管96、接地線、輸入36、和輸出37。 電源和保護電路18包括一對輸入端45-46、用于防止電壓反相的二極管42-43、可 變電阻41、電壓轉換器-穩定器40、電阻38、電容器44、和各種接地線。
最后，檢測和放大電路19包括端子81和82，其連接至真空傳感器8的端子，以將 真空傳感器8接地以及與基準電壓VDC連接，并且真空傳感器8預先連接至端子83和84來 檢測真空信號；在端子81、82和83、84之間，設置有陶瓷襯墊8是其一部分的惠斯通電橋。 在利用可變電阻86將端子83連接至放大器50的非反相端的同時，利用電阻85將端子84 連接至放大器51的非反相端。電路19包括連接至圖3中的電路部分17的輸入端36的輸 出端52、二極管53、電阻48、電容器49、和各接地線GND。可以手動設置可變電阻86，并允 許根據待檢測的負壓來對惠斯通電橋進行校準。實際上，在O巴(bar)的壓力下，惠斯通電 橋在其末端處通常表現出不允許操作真空開關的放大電路19的負電壓偏置；通過對可變 電阻進行操作，能夠平衡惠斯通電橋，并補償這種功率偏移。
真空開關的手動設置非常簡單。 綠色LED10與真空開關的電源電路相關(在圖3-5中未示出)，該綠色LED10用于 指示電源本身的存在。 考慮將真空開關安裝在操作負壓(例如，-0. 800mbar)達到期望的運行值的受控 設備或機器上。由陶瓷傳感器8來檢測這種負壓，該陶瓷傳感器8判斷出曾經利用可變電 阻86校準過的該惠斯通電橋72的不平衡；所述不平衡又轉化為與檢測到的負壓相對應且 在圖5的放大電路19的輸出端52和圖3的電路部分17的微處理器33的輸入端36中出 現的電振幅信號。 簡單地移去罩74就可觸及設置鍵12-13，而不必停止受控設備或機器。通過點亮 連接器6上的綠色LEDIO，可指示出真空開關中存在電源。 通過將鍵12持續按下至少3秒鐘，由微處理器33的存儲器獲取輸入端36的負壓 值以作為操作值，然后，通過指令點亮綠色LED16。 每次獲取新操作值時，還根據最小磁滯值自動設置重置的閾值(磁滯)。 為了設置不同的重置閾值，必須要使設備達到期望的負壓值，然后必須要將白色
鍵13持續按下至少3秒鐘。還是在這種情況下，綠色LED16點亮以證實微處理器33及相
關的存儲器獲取到重置值。 —旦設置了真空開關，就能夠再次用罩74覆蓋開孔73。 操作期間，在連接器6上的紅色LED41點亮，以指示達到了所設置的開關值。接下 來，由微處理器33在飽和狀態或截止狀態下開關晶體管34和35，進而通過電線65以電的 方式，向外部顯示真空開關的操作或重置狀態。 如果需要再次對裝置進行編程，則所有需要做的是利用不同的壓力值重復上述過 程。 在獲取新值(插入或重置)以前，對E乍ROM存儲器進行測試。在可視數據獲取信 號被獲取之前，通過快速連續地閃爍綠色LED16來顯示該測試。 由于通過同時按下鍵12-13數秒就能將具有"常開"(normally open)觸點(通常
4是指在不存在信號的情況下的圖3的輸出端37)的操作模式變換成具有"常閉"(normally close)觸點(通常是指在存在信號的情況下的輸出端37)的操作模式，因此，除了相當大的 設置速度以外，所述真空開關還很靈活。事實上，我們得到了合為一體的兩個真空開關。
陶瓷墊片8能更精確地檢測設備工作負壓，并且如果該設備工作負壓超出了操作 值，則該陶瓷墊片8形成圖5中的不平衡的惠斯通電橋72，隨后該陶瓷墊片8利用圖5的輸 出端52和圖3的輸入端36將負壓信號施加至微處理器33。然后，微處理器33使晶體管 34截止，接著，微處理器33使功率晶體管35截止。二極管41使紅色LED11點亮。
另外，電路板2具有用于任何短路和電源錯接的保護電路18。
利用小于重置閾值的返回負壓來確定使晶體管34和35飽和以及紅色LED11關斷 的反相特性。 最后，能夠使用設置鍵12-13來引入用于對鎖定/釋放進行編程的代碼。僅在操 作者知道所設置的鍵12-13的組合(例如，按下鍵12兩次，鍵13—次，然后再按下鍵12三 次)的情況下，他/她才能執行設置操作。這種代碼是由電路板2中集成的軟件來管理。
因此，根據本發明的真空開關能夠最安全地工作、快速地設置基本的操作參數、并 且避免了頻繁的維護工作。
權利要求
一種電子真空開關，包括連接器(6)，其具有用于密封具有空腔(60)的外殼(1)的部件(7)，在所述空腔中放置處于受控環境的負壓作用下的負壓傳感器(8)和連接至所述傳感器(8)的電路板(2)，其特征在于，所述負壓傳感器為集成于惠斯通電橋(72)中的陶瓷襯墊，并且所述電路板(2)連接至所述惠斯通電橋(72)，所述電路板(2)包括用于對能夠手動設置的惠斯通電橋進行校準的部件(86)。
2. 根據權利要求1所述的真空開關，其特征在于，所述真空開關包括含有至少一個鍵 (12-13)的設置部件(4)，所述連接器(6)連接至所述外殼(1)的側面，并且所述空腔(60) 連通放置在所述外殼(1)的上端且通常由可移動罩(74)覆蓋的開孔(73)，以使操作者能夠 觸及到所述設置部件(4)。
3. 根據權利要求2所述的真空開關，其特征在于，所述真空開關包括可移動凸緣(70)， 所述可移動凸緣(70)具有用于連接至受控環境的螺紋連接(92)，所述可移動凸緣(70)在 與具有可移動罩(74)的所述開孔(73)所在端相對的端處連接至外殼(1)。
4. 根據權利要求3所述的真空開關，其特征在于，所述凸緣(70)由比外殼(1)的材料 更耐腐蝕的材料制成。
5. 根據權利要求2所述的真空開關，其特征在于，所述設置部件(4)作用于電路板(2) 中集成的軟件，以使得能夠利用所述軟件本身所管理的分組碼來禁用所述設置。
6. 根據權利要求2所述的真空開關，其特征在于，所述設置部件(4)包括用于設置操作 值的第一鍵(12)和用于設置重置值的第二鍵(13)。
7. 根據權利要求5和6所述的真空開關，其特征在于，所述操作者利用所述第一設置鍵 (12)和所述第二設置鍵(13)來輸入所述分組碼。
8. 根據權利要求2所述的真空開關，其特征在于，所述真空開關包括用于指示存在電 源的發光LED(IO)和用于表明達到了所設置的開關值的發光LED(ll)。
9. 根據權利要求2所述的真空開關，其特征在于，所述真空開關包括發光LED (16)，該 發光LED(16)用于指示操作值設置、重置值、和輸出觸點的類型。
10. 根據權利要求1所述的真空開關，其特征在于，校準后的惠斯通電橋(72)的不平衡 使得在所述受控環境的真空大于所述操作值時發出信號，并且所述電路板(2)包括微處 理器(33)，其具有存儲器，容納惠斯通電橋(72)的信號，并且根據該信號判斷輸出信號的 存在或不存在；以及所述設置部件(4)，其作用于所述微處理器(33)，來存儲表示所述真空 開關的操作值和重置值的惠斯通電橋(72)的信號值。
11. 根據權利要求1所述的真空開關，其特征在于，所述電路板包括所述傳感器的電源 電路(18)，所述校準部件包括可變電阻(86)，設置所述可變電阻，以補償由所述電源電路 在存在真空的情況下提供的惠斯通電橋(72)的末端上出現的負壓偏置。
全文摘要
一種電子真空開關，包括連接器(6)，其具有用于密封具有空腔(60)的外殼(1)的部件(7)，在所述空腔中放置處于受控環境的負壓作用下的負壓傳感器(8)和連接至所述傳感器(8)的電路板(2)。所述負壓傳感器為集成于惠斯通電橋(72)中的陶瓷襯墊，并且所述電路板(2)連接至所述惠斯通電橋(72)，所述電路板(2)包括用于對能夠手動設置的惠斯通電橋進行校準的部件(86)。
文檔編號H01H33/66GK101779260SQ200880100265
公開日2010年7月14日 申請日期2008年7月22日 優先權日2007年7月26日
發明者艾德里安那·薩特 申請人:依萊特泰克有限公司