专利名称：用于前级处理仪表的电磁隔离器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种隔离器，尤其涉及一种用于前级处理仪表的电磁隔离
器0
背景技术：
随着我国电力、石油化工行业的蓬勃发展，以及人们环保意识的加强，在 火电厂、石油化工企业运行设备中起重要监测作用的前级处理仪表的应用范围 也越来越广。
目前的控制系统或监控系统中，由于采用了多个前级处理仪表，且前级处 理仪表的结构设计的不是足够紧凑，使得使用该前级处理仪表的系统的体积和 成本的控制得不够理想；再者，在传统前级处理仪表中，输入、输出和供电电 源之间未采取隔离方式，存在相互干扰的情况，使得前级处理仪表在安全、稳 定方面存在隐患；最后，当前级处理仪表出现故障时，需要断电后才能进行表 芯的更换或插拔操作，这样一下系统中的其他信号都不能工作，不方便安装和 维护。
因此，对于前级处理仪表，仪表的安全、仪表与所构成的系统的安全、使 用该产品的系统的安全、小型化和成本问题， 一直是前级处理仪表设计者必须 解决的问题。此外前级处理仪表的安装、维护、维修，用户用表方便性，也是 必须考虑的问题。
发明内容
为了克服上述的问题和缺陷，本实用新型提出了一种用于前级处理仪表的 电磁隔离器。本实用新型所述的用于前级处理仪表的电磁隔离器，包括接收输入信号的
第一接线端子；与第一接线端子连接的基准供电电源电路，该电源电路提供电 压24Vd.c+10%，波纹含量小于1%;与第一接线端子及基准供电电源电路连接 的端子板；与端子板进行插拔连接的前级处理仪表电路；与端子板连接的并输 出信号的第二接线端子；上述第一接线端子、基准供电电源电路、端子板、第 二接线端子彼此相互隔离，通过绝缘电阻相互连接。
上述绝缘电阻为绝缘导线或绝缘带缆中的一种。
上述前级处理仪表电路还包括端子连接板和与端子连接板连接的至少一个 连接座，端子连接板与端子板进行插拔连接。
上述前级处理仪表电路还包括与连接座连接的信号隔离变送电路。
上述前级处理仪表电路还包含隔离输出保护电路。
上述基准供电电源电路包括与第一接线端子连接的保护电路、与保护电路 连接的变换电路、与变换电路连接的输出配电电路。
上述基准供电电源电路提供五基准电源。
上述第一接线端子、基准供电电源电路、第二接线端子三者相互之间绝缘 导线或绝缘带缆的阻值大于等于20M欧姆，绝缘强度为500Va.C./lmin，允许漏 电电流为2mA。
上述绝缘导线或绝缘带缆的长度为40mm。
相较于现有的前级处理仪表，本实用新型设计一种用于前级处理仪表的电 磁隔离器，可以满足使用它的前级处理仪表整机结构紧凑、精度高、温漂小； 并保证仪表的可靠性；同时，保证仪表在安装配电状态下，可带电进行表芯插 拔与更换；并解决输入、输出的安全性能问题。


图l为本实用新型的前级处理仪表输入输出电磁隔离器工作原理框图。
图2A-图2D为本实用新型一具体实施例的前级处理仪表输入输出信号原理 框图。图3为本实用新型一具体实施例的前级处理仪表输入输出电磁隔离器中基 准供电电源电路中变换电路的原理框图。
图4为本实用新型一具体实施例的前级处理仪表输入输出电磁隔离器中前 级处理仪表电路中信号隔离变送电路的原理框图。
图5为本实用新型一具体实施例的前级处理仪表输入输出电磁隔离器中前
级处理仪表电路中带报警信号隔离变送电路的原理框图。
具体实施方式

参照图1，为本实用新型前级处理仪表输入输出电磁隔离器工作原理框图。 在图1中，前级处理仪表输入输出电磁隔离器包括接收输入信号的第一接线端
子101;与第一接线端子101连接的基准供电电源电路103;与第一接线端子101
及基准供电电源电路103连接的端子板104;与端子板104进行插拔连接的前级 处理仪表电路105;与端子板104连接的并输出信号的第二接线端子102;上述 第一接线端子101、基准供电电源电路103、端子板104、第二接线端子102彼 此相互隔离，通过绝缘电阻(未图示)相互连接。其中，待处理输入信号和电 源信号通过第一接线端子101进行输入；待处理输入信号经过端子板104到达 前级处理仪表电路105，经过前级处理仪表电路105处理后将信号再通过端子板 104经第二接线端子102将信号输出；电源信号通过第一接线端子101直接与端 子板104相连接，在入端子板104时分路经过基准供电电源电路103处理后将 电源信号导出，保证电磁隔离器电流导通。
参照图2A-图2D,为本实用新型一具体实施例的前级处理仪表输入输出电 磁隔离器电磁隔离原理框图。
如图2A-图2C所示，为本实用新型一具体实施例的前级处理仪表输入输出 信号原理框图。待处理输入信号在第一接线端子101处，根据前级处理仪表处 理信号的需要，进行配型输入。所有输入线都用导线或带缆相连接，导线或带 缆的选取，根据前级处理仪表处理信号的需要决定。导线或带缆的长度为40mm， 并具有绝缘性能，其阻值大于等于20M欧姆，绝缘强度为500Va.C./lmin，允许 漏电电流为2mA。带有待处理输入信号的导线或带缆直接与端子板104相连接。连接于端子板104的待处理输入信号，经端子连接板1051插拔连接入前级处理 仪表电路105，入接线座l。通过前级处理仪表处理后的信号，通过信号隔离变 送电路1052，入接线座2，再经过端子连接板1051与端子板104插拔连接，经 绝缘导线或带缆入第二接线端子102，与用户系统相接。信号隔离电路1052的 实施方式为将前级处理仪表处理后转换成的0.2—IV的前级输出信号送至信 号隔离变送电路1052，最后由信号隔离变送电路1052将其转换成与之隔离的用 户需要的标准信号输出到接线座2。
如图2D所示，为本实用新型一具体实施例的前级处理仪表电源信号原理框 图。电源信号通过接线端子101(2)进行输入和输出。所有输入输出线都用导线或 带缆相连接，导线或带缆的选取，根据前级处理仪表处理信号的需要决定。导 线或带缆的长度为40mm，并具有绝缘性能，其阻值大于等于20M欧姆，绝缘 强度为500Va.c./lmin，允许漏电电流为2mA。带有电源输入信号的导线或带缆 直接与端子板104相连接，在入端子板104时分路经过插座201进入基准供电 电源电路103,经保护电路1031，在变换电路1032中经振荡电路、隔离线圈、 经保护电路1031，回插座201的另一端输出(参照图3);在基准供电电源电 路103中，输入电源通过保护电路1031，到达变换电路1032，通过变换电路1032 隔离变压器输出的电源信号，经过整流滤波，到达输出配电电路1033,输出配 电电路1033输出三路电路供输入电路、供输出电路及配电电源，供输入电路 连接至输入导线，供输出电路连接至输出导线；配电电源与端子板104连接， 即配电电源提供的基准电源通过端子板104、端子连接板1051与前级处理仪表 所需电源端实行可插拔连接。
参照图3，为本实用新型一具体实施例的前级处理仪表输入输出电磁隔离器 中基准供电电源电路中变换电路的原理框图。电源通过绝缘导线或带缆、插座 与输入端隔离，用基准供电电源电路的变换电路、输出配电电路与前级处理仪 表电路实行可插拔隔离，即实现了电源与输出隔离。其电磁隔离技术的关键点 为变换电路的电磁隔离。其实现方式是电源信号输入电源正极经R14、 L4， 到输出配电电路；电源正极经R14、 R2、 R3、到V2基极(或V1发射极、或经 R1到V1基极(电源负极))；电源正极经R14、线圈T1、 T2、到V2集电极; 电源正极经R14、线圈T1、 T2、 V6、 R4、到T1;电源负极与输出配电电路相连；电源负极与VI基极相连；电源负极与VI集电极相连；电源负极经T3、 V8与R2或R3连接；电源负极经V3(V4)与V2基极连接；电源负极与V2发射 极连接；电源负极(T3)经V7与T2(V2集电极、V6、 T2)连接；VI基极、V2 基极经R1、 V5、 V9并联，经V5与T4连接，经V9与V15集电极；共同组成 了振荡电磁感应电路。此电路在作为五基准电源输出时，电源正极经R14后， 再接入一相同的振荡电磁感应电路，在电源信号输出时，增加二基准电源输出。 电源信号输出线圈T4两端与R5两端相连， 一端与V5反向连接， 一端的输 出信号与T5经Vll、 R6的信号汇合，经R7与T5经V10的信号汇合，经Ll 与M7经L3、 R9、 RP、 V14的信号汇合后，进入输出配电电路；T5两端用C6、 C7、 R8隔开入输出配电电路；形成一基准电源输出。M6经V12、 L2进入输出 配电电路；T6两端用C8、 C9、 R10隔开入输出配电电路；形成一基准电源输出。 T7经V13、 L3—路经R12接V15集电极，另一路进入输出配电电路；T7两端 用CIO、 Cll、 R13隔开入输出配电电路；形成一基准电源输出。另两基准电源 输出电路与T5、 T7所在的电路同。
参照图4，为本实用新型一具体实施例的前级处理仪表输入输出电磁隔离器 中前级处理仪表电路中信号隔离变送电路的原理框图。信号隔离变送电路为 输入源由信号V01+、 VOl-，基准电源V1、 V2组成。V01+经3号脚进入N1 集成模块转换放大器，V01-经R28与T2、 VD8、 R27的并联通道后与Nl集成 模块放大器的2脚相连。基准电源V1与N1集成模块转换放大器7脚相连；基 准电源V2的一路与Nl集成模块转换放大器4脚相连， 一路与RP2滑变连接经 RP2两端分别与Nl集成模块转换放大器的1、 5脚相连， 一路经VD3、 M3与 VOl-相连， 一路经VD3、 T3、 T4、 VD6、 R29、 Tl与VT5集电极相连， 一路 经VD3、 T3、 T4、 VD2与V1相连。由于信号V01+、 VOl-的信号差，基准电 源V1、 V2的电压差，Nl集成模块转换放大器的6脚产生信号，使得VT5的基 级与发射级导通，整个电路开始工作。信号、基准电源的作用使0，2—1V的信 号被Nl集成模块转换放大器转换成了标准信号，也使得VT5的基级与发射级 导通，所有的电磁铁芯线圈Tl、 T2、 T3、 T4导通，从而完成了变换成标准信 号电磁隔离技术的信号输出。电磁隔离技术的信号输出的输出接收端T5的一 端相连与Iout+， M5的另一端一路经VD9、R30与N2集成模块放大器3脚相连，另一路经VD9、 R30、 R31与Iout+相连，N2集成模块放大器2脚经R32与Iout十 相连，N2集成模块放大器6脚与VT6基极相连，VT6发射极经R32与Iout+相 连，N2集成模块放大器4脚经VD5、 T7、 T6、 VD4与N2集成模块放大器7 脚相连，N2集成模块放大器7脚又经R33与VT6集电极相连，T6、 T7的抽头 线与Iout-相连。利用二极管的单向特性和N2集成模块放大器的功能，保证了信 号输出的正确性。
为保证使用本电磁隔离器的系统的高级别安全，本电磁隔离器加入了隔离 输出保护电路。参见图5，为本实用新型一具体实施例的前级处理仪表输入输出 电磁隔离器中前级处理仪表电路中带报警信号隔离变送电路的原理框图。该电 路的原理是线圈T8、 T9的抽头线一路与基准电源V3连接，另一路与AV1 集成块3脚连接；T8的另一端一路与VT3集电极连接，另一路又经R23与VT4 的基极连接；T9的另一端一路与VT4集电极连接，另一路又经R24与VT3的 基极连接；VT3、 VT4的发射极共线后， 一路经FU2分别与V5连接、与AV1 集成块2脚连接，另一路经R22、 VL2分别与V5连接、与AV1集成块2脚连 接；AV1集成块1脚， 一路经R21、 VL1与V5连接， 一路经VT1的集电极、 VT2的基极、R19、 R20与V5连接， 一路经R17、 VT1的发射极、R18接VT2 的集电极。当接收的输出信号正常时，VL1 (绿灯)亮；当接收的输出信号异常 时，FU2熔断，VL2 (红灯)亮。
本实用新型通过在输入、输出和供电电源三部分之间运用电磁隔离技术， 保证用户输入端的危险信号，不直接通过前级处理仪表进行传播；并保证在前 级处理仪表处理过程中，万一产生的错误信号，不向用户区域扩散；以此解决 仪表的安全问题。用电磁隔离技术与相互连接处采用插拔方式连用，解决了仪 表在安装配电状态下，可带电进行表芯插拔与更换问题，方便了系统维护、维 修，提高了仪表维护、维修的安全性。
虽然，本实用新型已通过以上实施例及其附图得到清楚说明，然而在不背 离本实用新型精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本实 用新型作出各种相应的变化和修正，但这些相应的变化和修正都应属于本实用 新型的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种用于前级处理仪表的电磁隔离器，其特征在于，包括接收输入信号的第一接线端子；与第一接线端子连接的基准供电电源电路，该电源电路提供电压24Vd.c+10％，波纹含量小于1％；与第一接线端子及基准供电电源电路连接的端子板；与端子板进行插拔连接的前级处理仪表电路；与端子板连接的并输出信号的第二接线端子；上述第一接线端子、基准供电电源电路、端子板、第二接线端子彼此相互隔离，通过绝缘电阻相互连接。
2. 根据权利要求1所述的用于前级处理仪表的电磁隔离器，其特征在于， 上述绝缘电阻为绝缘导线或绝缘带缆中的一种。
3. 根据权利要求1或2所述的用于前级处理仪表的电磁隔离器，其特征在 于，上述前级处理仪表电路还包括端子连接板和与端子连接板连接的至少一个 连接座，端子连接板与端子板进行插拔连接。
4. 根据权利要求3所述的用于前级处理仪表的电磁隔离器，其特征在于， 上述前级处理仪表电路还包括与连接座连接的信号隔离变送电路。
5. 根据权利要求4所述的用于前级处理仪表的电磁隔离器，其特征在于， 上述前级处理仪表电路还包含隔离输出保护电路。
6. 根据权利要求3所述的用于前级处理仪表的电磁隔离器，其特征在于， 上述基准供电电源电路包括与第一接线端子连接的保护电路、与保护电路连接 的变换电路、与变换电路连接的输出配电电路。
7. 根据权利要求6所述的用于前级处理仪表的电磁隔离器，其特征在于， 上述基准供电电源电路提供五基准电源。
8. 根据权利要求2所述的用于前级处理仪表的电磁隔离器，其特征在于， 上述第一接线端子、基准供电电源电路、第二接线端子三者相互之间绝缘导线或绝缘带缆的阻值大于等于20M欧姆，绝缘强度为500Va.c./lmin，允许漏电电 流为2mA。
9. 根据权利要求8所述的用于前级处理仪表的电磁隔离器，其特征在于， 上述绝缘导线或绝缘带缆的长度为40mm。
专利摘要本实用新型公开了一种用于前级处理仪表的电磁隔离器，包括接收输入信号的第一接线端子；与第一接线端子连接的基准供电电源电路，该电源电路提供电压24Vd.c+10％，波纹含量小于1％；与第一接线端子及基准供电电源电路连接的端子板；与端子板进行插拔连接的前级处理仪表电路；与端子板连接的并输出信号的第二接线端子；上述第一接线端子、基准供电电源电路、端子板、第二接线端子彼此相互隔离，通过绝缘电阻相互连接。该用于前级处理仪表的电磁隔离器，可以满足使用它的前级处理仪表整机结构紧凑、精度高、温漂小；并保证仪表的可靠性；同时，保证仪表在安装配电状态下，可带电进行表芯插拔与更换；并解决输入、输出的安全性能问题。
文档编号G01D11/00GK201373755SQ200920126708
公开日2009年12月30日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者吴辉华, 李向林, 杨艳阳, 蒋黎明 申请人:重庆川仪自动化股份有限公司