专利名称：一种电火花检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电火花检测装置，用于检测高压静电场产生的电火花，并根据电火花的有、无，输出相应的信号，属于电子技术领域。
背景技术：
有一种柴油机尾气颗粒净化器，具有两个过滤陶瓷交替过滤尾气中颗粒，在过滤陶瓷上分别设置高压静电场，当颗粒积累到一定的量时，高压静电场会产生电火花，通过电火花的热量，使颗粒起燃将颗粒燃烧掉，以便陶瓷能继续过滤颗粒。但是通过陶瓷的尾气流量过大时，会带走电火花的热量，使颗粒不能起燃或起燃后又熄灭，造成静电场频繁打火， 较多的耗用电能，同时陶瓷中的颗粒不能充分燃烧，颗粒处于较多的积累状态，使柴油机排气不畅增加柴油机的油耗；因此有必要确定是那一个陶瓷产生电火花，并输出相应的信号以便控制通过该过滤陶瓷的尾气流量，使该过滤陶瓷中的颗粒充分燃烧。
发明内容本实用新型的目的是提供一种电火花检测装置，检测两路过滤陶瓷中的高压静电场是否产生电火花，并根据电火花的有无或两路电火花持续时间的长短输出相应的信号， 以便于控制对应陶瓷中尾气的流量。该电火花检测装置包括两路电火花采样单元101、 101’，一个电火花发生次序判别单元102 ；电火花采样单元101由采样电路、信号放大电路、信号比较电路组成；采样电路包括光电耦合器GEl、电阻Rll ；光电耦合器GEl的输入端1、2脚串接在静电场JDl的电流回路中，其输出端3脚通过电阻Rll接电源地、其输出端4脚与电源VDD 连接；信号放大电路包括运放All、电阻R12、R13、电容Cl ；运放All的同相输入端与光电耦合器的3脚连接，运放All的反相输入端与输出端之间跨接有电阻R13，运放All的反相输入端通过电阻R12接电源地，运放All的输出端与电源地之间接有电容Cl ；信号比较电路包括运放A12、电位器W1、电阻R14 ；运放A12的同相输入端与运放 All的输出端连接，运放A12的反相输入端与电位器Wl的可变电阻端连接，电位器Wl的另两端跨接在电源VDD、电源地，运放A12的同相输入端通过电阻R14接电源地，调节电位器 W1，其可变电阻端可形成一合适的基准电压；当运放A12的同相输入端的信号电压大于基准电压时运放A12的输出端为高电平；当运放A12的同相输入端的信号电压小于基准电压时运放A12的输出端为低电平。所述的电火花采样单元101’与采样单元101线路相同功能相同，包括光电耦合器GEΓ、运放A1Γ、A12，、电位器WΓ、电阻R1Γ、R12，、R13，、R14，、电容CΓ ；光电耦合器 GEl'的输入端1、2脚串接在静电场JD2的电流回路中；所述的电火花发生次序判别单元102具有两个信号输入端1、1’，分别与运放A12、 运放A12’的输出端连接，开机时电火花发生次序判别单元102的控制信号输出端0、0’，一个为高电平、另一个为低电平；当运放A12、运放A12’的输出端的电平状态相同时电火花发生次序判别单元102的输出端0、0’电平状态不变；当运放A12的输出端为高电平、运放 A12’的输出端为低电平时，电火花发生次序判别单元102的输出端0为高电平、输出端0’ 为低电平；当运放A12的输出端为低电平、运放A12’的输出端为高电平时，电火花发生次序判别单元102的输出端0为低电平、输出端0’为高电平。本实用新型的有益效果是1、能根据静电场产生的电流准确检测电火花；2、能根据两个静电场电火花有无或电火花持续时间的长短及时输出相应的控制信号；3、采用光电耦合器件作为传感器，对高压进行隔离，提高本检测装置工作的可靠性。

图1是本实用新型的原理方框图。图2是本实用新型的一实施例的程序流程图。图3本实用新型的一实施例的电子线路图。图4本实用新型的另一实施例电子线路图。
具体实施方式
现对照附图说明本实用新型的优选的实施例。本实用新型电火花检测装置如图1所示，包括两路电火花采样单元101、101’，一个电火花发生次序判别单元102，两路控制信号输出单元103、103’ ；电火花采样单元101由采样电路、信号放大电路、信号比较电路组成。采样电路光电耦合器GEl的输入端1、2脚串接在高压静电场JDl的电流回路中， 其输出端3脚通过电阻Rll接电源地、其输出端4脚与电源VDD连接，构成采样电路；当静电场中产生电火花时，静电场的电流回路中的电流增大，使光电耦合器GEl输出端的电阻减小，电阻Rll上的电压会增大；采用光电耦合器作为电流传感器能可靠地实现高压静电场与检测装置之间的隔离，保证检测装置运行安全。所述的光电耦合器为一集成电路，型号为 TLP621。信号放大电路运放All的同相输入端与光电耦合器的3脚连接，运放All的反相输入端与输出端之间跨接有电阻R13，运放All的反相输入端通过电阻R12接电源地，构成信号放大电路；运放All的输出端与电源地之间接有电容Cl，对运放All的输出电压信号滤波。信号比较电路运放A12的同相输入端与运放All的输出端连接，运放A12的反相输入端与电位器Wl的可变电阻端连接，电位器Wl的另两端跨接在电源VDD、电源地，运放 A12的同相输入端通过电阻R14接电源地，构成信号比较电路；调节电位器W1，其可变电阻端可形成一合适的基准电压，该基准电压可抵消静电场漏电流的影响；当运放A12的同相输入端的信号电压大于或等于基准电压时运放A12的输出端为高电平；当运放A12的同相输入端的信号电压小于基准电压时运放A12的输出端为低电平。所述的运放All、A12，为运算放大器集成电路，型号为0P-07。所述的电火花采样单元101’与采样单元101线路相同功能相同，包括光电耦合器GEΓ、运放A1Γ、A12，、电位器WΓ、电阻R1Γ、R12，、R13，、R14，、电容CΓ ；光电耦合器GEl'的输入端1、2脚串接在高压静电场JD2的电流回路中，所述的电火花发生次序判别单元102具有两个信号输入端1、1’，分别与运放A12、 运放A12’的输出端连接，当运放A12、运放A12’的输出端的电平状态相同时电火花发生次序判别单元102的输出端0、0’电平状态不变；当运放A12的输出端为高电平、运放A12’的输出端为低电平时，电火花发生次序判别单元102的输出端0为高电平、输出0’为低电平； 当运放A12的输出端为低电平、运放A12’的输出端为高电平时，电火花发生次序判别单元 102的输出端0为低电平、输出0’为高电平；所述的电火花发生次序判别单元102可为一单片机基本系统，图3所示为一实施例，它包括单片机IC、晶振JY、电容C2、C3、C4、电阻R16 ；晶振JY与单片机IC的XTAL1、 XTAL2脚并联，电容C3、C4分别跨接在XTAL1、XTAL2脚与电源地之间；电容C2、电阻R16串联，电容C2的一端接电源VDD，电阻R16的一端接电源地，电容C2、电阻R16的连接点接单片机IC的RST脚；所述的单片机IC的I/O 口的P3. 0脚对应电火花发生次序判别单元102 信号输入端I、P3. 1脚对应电火花发生次序判别单元102信号输入端I’，单片机内的程序能根据单片机IC的I/O 口的P3. 0、P3. 1脚电平状态使单片机IC的I/O 口的Pl. 7脚(即电火花发生次序判别单元102的输出端0)、Pl. 6脚(即电火花发生次序判别单元102的输出端0’ )电平发生变化；图2为其程序流程，先令Pl. 7、Pl. 6脚中的一个为高电平即置1、 另一个为低电平即置0，然后查询I/O 口 P3. 0、P3. 1脚电平状态是否相同如果相同则继续查询；如果I/O 口 P3. 0脚电平状态为1、P3. 1脚电平状态为0则I/O 口 Pl. 7脚置1、P1. 6 脚置0，然后继续查询；如果I/O 口 P3. 0脚电平状态为0、P3. 1脚电平状态为1则I/O 口 Pl. 7脚置0、Pl. 6脚置1，然后继续查询；所述的单片机IC其型号为AT89C2051。所述的电火花发生次序判别单元102也可用数字电路实现，图4所示为另一实施例，包括JK触发器ICl、二输入端与非门电路IC2、脉冲发生器ZDQ JK触发器ICl的J脚与信号输入端I连接、K脚与信号输入端I’连接，与非门电路IC2的1、2脚分别与信号输入端I、I’连接，与非门电路IC2的3脚与与非门电路IC2的4脚连接，与非门电路IC2的5 脚与脉冲发生器ZDQ的输出端连接，与非门电路IC2的6脚与JK触发器ICl的脉冲输入端 CP脚连接。当运放A12的输出端即信号输入端I为高电平、A12’的输出端即信号输入端I’ 为低电平时，JK触发器ICl在脉冲触发下其输出端Q脚为高电平、其输出端/Q脚为低电平， 当运放A12的输出端为低电平、A12’的输出端为高电平时，JK触发器ICl在脉冲触发下其 Q脚为低电平、其/Q脚为高电平；当运放A12、A12’的输出端均为低电平时，JK触发器ICl 在脉冲触发下其输出端Q、/Q脚的状态保持不变；当运放A12、A12’的输出端均为高电平时， 与非门电路IC2的3脚为低电平、与非门电路IC2的6脚保持为高电平，禁止脉冲向JK触发器ICl输入，其输出端Q、/Q脚的状态保持不变。所述的JK触发器ICl型号为74LS73， 所述的二输入端与非门电路IC2型号为74LS00，所述脉冲发生器为常见的方波振荡器。为使所述的电火花检测装置输出的信号具有较大的带负载能力，在所述的电火花发生次序判别单元102后级还接有控制信号功率放大单元103、103’，控制信号功率放大单元103包括三极管Tl、继电器J1、电阻R15、二极管Dl ；所述的电阻R15 —端与电火花发生次序判别单元102的输出端0点连接、另一端与三极管Tl的基极连接，三极管Tl的集电极通过继电器Jl的线圈与电源VDD连接，三极管Tl的发射极接电源地，继电器Jl的线圈与二极管Dl并联。当输出端0点的电平为高时三极管Tl导通、继电器Jl的触点接通，当输出端0点的电平为低时三极管Tl截止、继电器Jl的触点断开，继电器Jl的触点接通或断开作为控制信号的输出。所述的控制信号功率放大单元103’包括三极管Tl’、继电器J1’、电阻R15’、二极管D1’ ；其线路与功能均与所述的控制信号输出单元103相同。所述的电阻R15’ 一端与电火花发生次序判别单元102的输出端0’点连接。所述的电火花检测装置的工作原理是如当静电场JDl中产生电火花时，静电场电路中产生电流，该电流信号通过光电耦合器GEl的输入端使光电耦合器输出端的电阻变小，使电阻Rll上的电压增大，当静电场中无火花产生时，光电耦合器输出端的电阻变大， 电阻Rll上的电压减小；电阻Rll上的电压经运放All放大、运放A12比较，有电火花时运放A12时输出高电平，无电火花时运放A12时输出低电平。如当静电场JD2中产生电火花时，运放A12’输出高电平，无电火花时运放A12’时输出低电平。当运放A12、运放A12’的输出端的电平状态相同时电火花发生次序判别单元102的输出端0、0’电平状态不变；当运放A12的输出端为高电平、运放A12’的输出端为低电平时，电火花发生次序判别单元102 的输出端0为高电平、输出0’为低电平；当运放A12的输出端为低电平、运放A12’的输出端为高电平时，输出端0为低电平、输出端0’为高电平；电火花发生次序判别单元102的输出端控制继电器J1、J1’触点的接通与断开，作为背景技术中所述过滤陶瓷的尾气流量的控制信号。
权利要求1.一种电火花检测装置包括两路电火花采样单元(101、101’)，一个电火花发生次序判别单元(102);电火花采样单元(101)由采样电路、信号放大电路、信号比较电路组成；采样电路包括光电耦合器GEl、电阻Rll ；光电耦合器GEl的输入端1、2脚串接在高压静电场JDl的电流回路中，其输出端3脚通过电阻Rll接电源地、其输出端4脚与电源VDD 连接；信号放大电路包括运放All、电阻R12、R13、电容Cl ；运放All的同相输入端与光电耦合器的3脚连接，运放All的反相输入端与输出端之间跨接有电阻R13，运放All的反相输入端通过电阻R12接电源地，运放All的输出端与电源地之间接有电容Cl ；信号比较电路包括运放A12、电位器W1、电阻R14;运放A12的同相输入端与运放All的输出端连接，运放A12的反相输入端与电位器Wl的可变电阻端连接，电位器Wl的另两端跨接在电源VDD、电源地，运放A12的同相输入端通过电阻R14接电源地；所述的电火花采样单元(101’)与采样单元(101)线路相同功能相同，包括光电耦合器 6已1，、运放六11，、六12，、电位器11，、电阻1 11，、1 12，、1 13，、1 14，、电容(1，；光电耦合器 GEl'的输入端1、2脚串接在高压静电场JD2的电流回路中；所述的电火花发生次序判别单元(102)具有两个信号输入端1、1’，分别与运放A12、运放A12’的输出端连接，开机时电火花发生次序判别单元(102)的输出端0、0’，一个为高电平、另一个为低电平；当运放A12、运放A12’的输出端的电平状态相同时电火花发生次序判别单元(102)的输出端0、0’电平状态不变；当运放A12的输出端为高电平、运放A12’的输出端为低电平时，电火花发生次序判别单元(102)的输出端0为高电平、输出端0’为低电平；当运放A12的输出端为低电平、运放A12’的输出端为高电平时，电火花发生次序判别单元(102)的输出端0为低电平、输出端0’为高电平。
2.根据权利要求1所述的电火花检测装置，其特征是所述的电火花发生次序判别单元(102)的输出端0、0’分别接有控制信号功率放大单元(103、103’)，所述的控制信号功率放大单元(103)包括三极管Tl、继电器J1、电阻R15、二极管Dl ；所述的电阻R15 —端与电火花发生次序判别单元(102)的输出端0点连接、另一端与三极管Tl的基极连接，三极管Tl的集电极通过继电器Jl的线圈与电源VDD连接，三极管Tl的发射极接电源地，继电器Jl的线圈与二极管Dl并联；所述的控制信号输出单元(103’ )包括三极管Tl’、继电器了1’、电阻1 15’、二极管01’ ；其线路与功能均与所述的控制信号输出单元(103)相同，所述的电阻R15’ 一端与电火花发生次序判别单元(102)的输出端0’点连接。
3.根据权利要求1所述的电火花检测装置，其特征是所述的电火花发生次序判别单元(102)为一单片机基本系统，单片机IC的I/O 口的P3. 0脚为信号输入端I、P3. 1脚为信号输入端I，，单片机IC的I/O 口的Pl. 7脚为输出端0、Pl. 6脚为输出端0’ ；单片机内设有程序，开机时单片机IC的I/O 口的Pl. 7、P1. 6脚中的一个为高电平即置1、另一个为低电平即置0 ；当P3. 0脚、P3. 1脚电平状态相同时，Pl. 7脚、Pl. 6脚的电平状态不变；当P3. 0 脚电平状态为1、P3. 1脚电平状态为0时，？1.7脚置111.6脚置0，当？3.0脚电平状态为 0、P3. 1脚电平状态为1时Pl. 7脚置0、Pl. 6脚置1。
4.根据权利要求3所述的电火花检测装置，其特征是所述的单片机IC其型号为 AT89C2051。
5.根据权利要求1所述的电火花检测装置，其特征是所述的电火花发生次序判别单元(102)，包括JK触发器IC1、二输入端与非门电路IC2、脉冲发生器ZDQ JK触发器ICl的 J脚与信号输入端I连接、K脚与信号输入端I’连接，与非门电路IC2的1、2脚分别与信号输入端I、I’连接，与非门电路IC2的3脚与与非门电路IC2的4脚连接，与非门电路IC2 的5脚与脉冲发生器ZDQ的输出端连接，与非门电路IC2的6脚与JK触发器ICl的脉冲输入端CP连接；JK触发器ICl的Q脚为输出端0、/Q脚为输出端0’。
6.根据权利要求5所述的电火花检测装置，其特征是所述的JK触发器ICl型号为 74LS73，所述的二输入端与非门电路IC2型号为74LS00。
专利摘要一种电火花检测装置，用于检测高压静电场产生的电火花，输出相应的信号；该电火花检测装置包括两路电火花采样单元(101、101’)，一个电火花发生次序判别单元(102)；所述的判别单元具有两个信号输入端I、I’，分别与采样单元(101、101’)的输出端连接，判别单元的具有两个控制信号输出端O、O’，当信号输入端I、I’的电平状态相同时判别单元的输出端电平状态不变；当信号输入端I为高电平、信号输入端I’为低电平时，判别单元的输出端O为高电平、输出端O’为低电平；反之亦然；该检测装置特点是能准确地识别电火花、根据电火花有无或电火花持续时间的长短及时输出相应的控制信号；采用光电耦合器件作为电火花传感器，对高压进行隔离。
文档编号G01R19/15GK202145219SQ201120209040
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者高玉琴 申请人:高玉琴