一种熔融玻璃液红外温度控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及一种熔融玻璃液红外温度控制电路，属于温控电路技术领域。


背景技术：

2.玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高，被广泛应用于国民经济的各个领域，其中电子、交通和建筑是其最主要的三大应用领域。玻璃纤维是以玻璃为原料经高温熔制、拉丝等工艺制造而成。熔制玻纤大约需要1200℃左右，温度过低或过高，都不能顺利进行拉丝，因此，在玻璃纤维生产过程中熔融玻璃液的温度控制非常关键。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种熔融玻璃液红外温度控制电路，采用红外非接触式温度检测，结合双位式温度控制电路，实现玻璃纤维熔制时的温度控制。
4.本实用新型的技术方案是：一种熔融玻璃液红外温度控制电路，包括红外温度检测电路a01、双位式温度控制电路a02、电炉加热电路a03、线性直流稳压电源电路a04；
5.所述红外温度检测电路a01与双位式温度控制电路a02连接，双位式温度控制电路a02中电磁继电器j1作用于电炉加热电路a03中电磁继电器j1的常开触点，电炉加热电路a03与线性直流稳压电源电路a04连接，线性直流稳压电源电路a04为红外温度检测电路a01和双位式温度控制电路a02提供 12v电源。
6.所述红外温度检测电路a01由红外接收管gd1和转换电阻r1组成；其中，红外接收管gd1由线性直流稳压电源电路a04输出 12v直流电供电，红外接收管gd1接收熔融玻璃液的红外光形成对应导通电阻，转换电阻r1一端接地，转换电阻r1另一端与红外接收管gd1相连，红外接收管gd1与转换电阻r1形成温度电压u
t
输出，输出温度电压u
t
送至双位式温度控制电路a02中电压比较器u2a和电压比较器u2b的反相输入端。
7.所述双位式温度控制电路a02中设置电压比较器u2a、电压比较器u2b组成电压窗口比较器，两个电压比较器输出分别驱动晶闸管scr1和三极管bg1，控制电磁继电器j1常开触点闭合/断开，实现电炉接通/切断220v电源从而使熔融玻璃液升温/降温；设置电压比较器lm393输出为oc形式输出，增加上拉电阻r2和上拉电阻r3，形成高电平输出，并为晶闸管scr1和三极管bg1提供驱动电流；设置续流二极管d1作为电磁继电器j1线圈的续流作用；设置下限设定电位器pr1和上限设定电位器pr2，通过调节下限设定电位器pr1和上限设定电位器pr2的滑动端，调整温度控制设定值的下限值和上限值。
8.所述双位式温度控制电路a02由线性直流稳压电源电路a04输出 12v直流电供电，其由电压比较器u2a、电压比较器u2b、下限设定电位器pr1、上限设定电位器pr2、驱动晶闸管scr1、三极管bg1、电磁继电器j1、续流二极管d1、上拉电阻r2、上拉电阻r3组成；其中，电压比较器u2a的8端接 12v直流电源，电压比较器u2a的3端接下限设定电位器pr1的滑动端，电压比较器u2a的2端由红外温度检测电路a01中红外接收管gd1和转换电阻r1形成的温度
电压u
t
输入，电压比较器u2a的4端接地；电压比较器u2b的5端接上限设定电位器pr2的滑动端，电压比较器u2b的6端由红外温度检测电路a01中红外接收管gd1和转换电阻r1形成的温度电压u
t
输入；下限设定电位器pr1一端接 12v电源，下限设定电位器pr1另一端接地；上限设定电位器pr2一端接 12v电源，上限设定电位器pr2另一端接地；驱动晶闸管scr1阳极接电磁继电器j1一端和续流二极管d1阳极，驱动晶闸管scr1阴极接三极管bg1集电极，驱动晶闸管scr1控制极接电压比较器u2a输出端和上拉电阻r2一端；三极管bg1发射极接地，三极管bg1基极接电压比较器u2b输出端和上拉电阻r3一端；电磁继电器j1和续流二极管d1并联，续流二极管d1阴极接 12v电压；上拉电阻r2另一端接 12v电压，上拉电阻r3另一端接 12v电压。
9.所述电炉加热电路a03由双位式温度控制电路a02中电磁继电器j1线圈的得电和失电控制电磁继电器j1常开触点闭合和断开，电磁继电器j1常开触点闭合时电炉加热，熔融玻璃液升温，电磁继电器j1常开触点断开时电炉停止加热，熔融玻璃液散热降温，设置熔断器f1用于安全防护。
10.所述电炉加热电路a03由加热电炉rl、保护熔断器f1、电磁继电器j1常开触点、主电源开关k1和220v交流电组成；其中，电源开关k1由上开关和下开关组成，加热电炉rl一端接电磁继电器j1常开触点，电磁继电器j1常开触点另一端接保护熔断器f1和线性直流稳压电源电路a04中电源变压器b1的输入端的上端，保护熔断器f1另一端接主电源开关k1下开关的一端；主电源开关k1上开关另一端外接220v交流电的正极，主电源开关k1上开关一端接电加热炉rl另一端和线性直流稳压电源电路a04中电源变压器b1输入端的下端；电源开关k1下开关另一端外接220v交流电的负极。
11.所述线性直流稳压电源电路a04由电源变压器b1降压、整流桥q1整流、滤波电容c1和防自激电容c2滤波、三端稳压集成电路u1稳压、防自激电容c3和滤波电容c4再滤波，从而构成线性直流稳压电源电路，输出直流 12v为红外温度检测电路a01和双位式温度控制电路a02电路供电。
12.所述线性直流稳压电源电路a04由电源变压器b1、整流桥q1、滤波电容c1、滤波电容c4、三端稳压集成电路u1、防自激电容c2和防自激电容c3组成；其中，电源变压器b1输入端的上端接电炉加热电路a03中电磁继电器j1常开触点的下端和保护熔断器f1的一端，电源变压器b1输入端的下端接电炉加热电路a03中主电源开关k1上开关的一端；整流桥q1输入端与电源变压器b1的输出端相连，整流桥q1输出端与滤波电容c1和防自激电容c2以及三端稳压集成电路u1的1端和2端并联，三端稳压集成电路u1的3端和2端分别与滤波电容c4和防自激电容c3并联；三端稳压集成电路u1输出端3端输出 12v电压，三端稳压集成电路u1的2端接地。
13.本实用新型的有益效果是：本实用新型由红外温度检测电路实现对熔融玻璃液温度的非接触式检测；由双位式温度控制电路根据设定的温度上下限(可通过调节上下限设定电位器改变上下限设定值)控制电炉加热电路的通电/断电实现将熔融玻璃液自动控制于所设温度区间内；加入线性直流稳压电源电路，为红外温度检测电路和双位式温度控制电路提供所需的直流稳压电源，使电路更加实用。该控制电路结构简单，成本低廉，采用非接触方式测温，安装简便，控制可靠，性能良好，能很好地满足生产要求。
附图说明
14.图1是本实用新型电路原理图；
15.图2是温度控制图；
16.图中各标号：a01
‑
红外温度检测电路、a02
‑
双位式温度控制电路、a03
‑
电炉加热电路、a04
‑
线性直流稳压电源电路。
具体实施方式
17.实施例1：如图1所示，一种熔融玻璃液红外温度控制电路，包括红外温度检测电路a01、双位式温度控制电路a02、电炉加热电路a03、线性直流稳压电源电路a04；所述红外温度检测电路a01与双位式温度控制电路a02连接，双位式温度控制电路a02中电磁继电器j1作用于电炉加热电路a03中电磁继电器j1的常开触点，电炉加热电路a03与线性直流稳压电源电路a04连接，线性直流稳压电源电路a04为红外温度检测电路a01和双位式温度控制电路a02提供 12v电源。
18.进一步地，可以设置所述红外温度检测电路a01由红外接收管gd1和转换电阻r1组成；其中，红外接收管gd1由线性直流稳压电源电路a04输出 12v直流电供电，红外接收管gd1接收熔融玻璃液的红外光(与温度相关)形成对应导通电阻，转换电阻r1一端接地，转换电阻r1另一端与红外接收管gd1相连，红外接收管gd1与转换电阻r1形成温度电压u
t
输出(r1上端)，输出温度电压u
t
送至双位式温度控制电路a02中电压比较器u2a和电压比较器u2b的反相输入端。
19.进一步地，可以设置所述双位式温度控制电路a02中设置电压比较器u2a、电压比较器u2b组成电压窗口比较器，两个电压比较器输出分别驱动晶闸管scr1和三极管bg1，控制电磁继电器j1常开触点闭合/断开，实现电炉接通/切断220v电源从而使熔融玻璃液升温/降温；设置电压比较器lm393输出为oc(集电极开路)形式输出，增加特定的上拉电阻r2和上拉电阻r3，形成高电平输出，并为晶闸管scr1和三极管bg1提供驱动电流；设置续流二极管d1作为电磁继电器j1线圈的续流作用，抑制电磁继电器线圈产生尖峰自感电压，保护晶闸管和三极管，避免被高电压击穿；设置下限设定电位器pr1和上限设定电位器pr2，通过调节下限设定电位器pr1和上限设定电位器pr2的滑动端，调整温度控制设定值的下限值和上限值。
20.进一步地，可以设置所述双位式温度控制电路a02由线性直流稳压电源电路a04输出 12v直流电供电，其由电压比较器u2a、电压比较器u2b、下限设定电位器pr1、上限设定电位器pr2、驱动晶闸管scr1、三极管bg1、电磁继电器j1、续流二极管d1、上拉电阻r2、上拉电阻r3组成；其中，电压比较器u2a的8端接 12v直流电源，电压比较器u2a的3端(正相输入端)接下限设定电位器pr1的滑动端，电压比较器u2a的2端(反相输入端)由红外温度检测电路a01中红外接收管gd1和转换电阻r1形成的温度电压u
t
输入，电压比较器u2a的4端接地；电压比较器u2b的5端(正相输入端)接上限设定电位器pr2的滑动端，电压比较器u2b的6端(反相输入端)由红外温度检测电路a01中红外接收管gd1和转换电阻r1形成的温度电压u
t
输入；下限设定电位器pr1一端接 12v电源，下限设定电位器pr1另一端接地；上限设定电位器pr2一端接 12v电源，上限设定电位器pr2另一端接地；驱动晶闸管scr1阳极接电磁继电器j1一端和续流二极管d1阳极，驱动晶闸管scr1阴极接三极管bg1集电极，驱动晶闸管scr1控
制极接电压比较器u2a输出端和上拉电阻r2一端；三极管bg1发射极接地，三极管bg1基极接电压比较器u2b输出端和上拉电阻r3一端；电磁继电器j1和续流二极管d1并联，续流二极管d1阴极接 12v电压；上拉电阻r2另一端接 12v电压，上拉电阻r3另一端接 12v电压。
21.进一步地，可以设置所述电炉加热电路a03由双位式温度控制电路a02中电磁继电器j1线圈的得电和失电控制电磁继电器j1常开触点闭合和断开，电磁继电器j1常开触点闭合时电炉加热，熔融玻璃液升温，电磁继电器j1常开触点断开时电炉停止加热，熔融玻璃液散热降温，设置熔断器f1用于安全防护。
22.进一步地，可以设置所述电炉加热电路a03由加热电炉rl(在电路中等效为电阻)、保护熔断器f1、电磁继电器j1常开触点、主电源开关k1和220v交流电组成；其中，电源开关k1由上开关和下开关组成，加热电炉rl一端接电磁继电器j1常开触点，电磁继电器j1常开触点另一端接保护熔断器f1和线性直流稳压电源电路a04中电源变压器b1的输入端的上端，保护熔断器f1另一端接主电源开关k1下开关的一端；主电源开关k1上开关另一端外接220v交流电的正极(220v
‑
n)，主电源开关k1上开关一端接电加热炉rl另一端和线性直流稳压电源电路a04中电源变压器b1输入端的下端；电源开关k1下开关另一端外接220v交流电的负极(220v
‑
l)。
23.进一步地，可以设置所述线性直流稳压电源电路a04由电源变压器b1降压、整流桥q1整流、滤波电容c1和防自激电容c2滤波、三端稳压集成电路u1稳压、防自激电容c3和滤波电容c4再滤波，从而构成线性直流稳压电源电路，输出直流 12v为红外温度检测电路a01和双位式温度控制电路a02电路供电。
24.进一步地，可以设置所述线性直流稳压电源电路a04由电源变压器b1、整流桥q1、滤波电容c1、滤波电容c4、三端稳压集成电路u1、防自激电容c2和防自激电容c3组成；其中，电源变压器b1输入端的上端接电炉加热电路a03中继电器常开触点的下端和保护熔断器f1的一端，电源变压器b1输入端的下端接电炉加热电路a03中主电源开关k1上开关的一端；整流桥q1输入端与电源变压器b1的输出端相连，整流桥q1输出端与滤波电容c1和防自激电容c2以及三端稳压集成电路u1的1端和2端并联，三端稳压集成电路u1的3端和2端分别与滤波电容c4和防自激电容c3并联；三端稳压集成电路u1输出端3端输出 12v电压，三端稳压集成电路u1的2端接地。
25.本实用新型的工作原理是：所述红外接收管gd1接收熔融玻璃液的红外光(与玻璃液的实际温度t相关)形成对应导通电阻，并与转换电阻r1产生温度电压u
t
，输入至电压比较器u2a和u2b的反相(负相)端，由电压比较器u2a与温度下限设定值t
下
电压(pr1输出电压)进行比较判断；由电压比较器u2b与温度上限设定值t
上
电压(pr2输出电压)进行比较判断，电压比较器u2a输出控制晶闸管scr1，电压比较器u2b输出控制三极管bg1，从而控制继电器j1的常开触点闭合和断开，实现加热电炉的通电和断电。这里按熔融玻璃液的实际温度t由低到高进行分析：
26.1、温度低于下限设定值(t＜t
下
＜t
上
‑‑
【状态1】)时：
27.电压比较器u2a和u2b的负相输入电压(温度电压u
t
)都低于正相输入电压(上限设定值电压和下限设定值电压)，故比较器u2a和u2b的输出都为高电平，这时三极管bg1基极高电平形成基极电流而饱和导通，同时晶闸管scr1触发极高电平触发导通，这样继电器线圈得电，其常开触点闭合，电炉通电加热，开始升温。
28.2、温度高于下限设定值但低于上限设定值(t
下
＜t＜t
上
‑‑
【状态2】)时：
29.电炉加热继续升温，使得温度超过下限设定值，进入正常温度范围，但低于上限设定值，这时温度电压u
t
大于下限设定电压，比较器u2a的负相输入电压(温度电压u
t
)大于正相输入电压(下限设定电压)，比较器u2a输出变为低电平，使得晶闸管scr1的控制极变为低电平，但晶闸管scr1仍继续导通(注：晶闸管导通后控制极失去作用，关断晶闸管的条件是工作电流小于器件的正向维持电流)，同时，由于温度电压u
t
仍小于上限设定电压，比较器u2b状态不变，三极管bg1仍导通，继电器j1线圈仍然得电，其常开触点闭合，电炉继续通电加热升温。
30.3、温度达到并高于上限设定值(t
下
＜t
上
＜t
‑‑
【状态3】)时：
31.电炉加热继续升温，使得温度超过上限设定值，比较器u2a的状态不变，比较器u2b的负相输入电压(温度电压u
t
)大于正相输入电压(上限设定电压)，比较器u2b输出变为低电平，使得三极管bg1基极电流为0，三极管bg1截止，晶闸管scr1因工作电流为0也关断，这时，继电器j1线圈失电，其常开触点断开，电炉断电，停止加热，进入散热降温状态。
32.4、温度下降回到(t
下
＜t＜t
上
‑‑
【状态2】)时：
33.电炉断电散热后温度又回到(t
下
＜t＜t
上
‑‑
【状态2】)，这时比较器u2b的负相输入电压(温度电压u
t
)低于正相输入电压(上限设定值电压)，故比较器u2b的输出变为高电平，这时三极管bg1基极高电平形成基极电流而饱和导通；而比较器u2a的负相输入电压(温度电压u
t
)大于正相输入电压(下限设定电压)，比较器u2a输出为低电平，所以晶闸管scr1处于不触发而截止状态，因此，继电器j1线圈仍不通电，其常开触点断开，电炉仍不加热，仍然处于散热降温状态。
34.5、温度继续下降回到(t＜t
下
＜t
上
‑‑
【状态1】)时：
35.继续散热后，温度低于下限值，这时，比较器u2b仍输出高电平和三极管bg1仍导通，电压比较器u2a的负相输入电压(温度电压u
t
)低于正相输入电压(下限设定值电压)，故比较器u2a的输出变为高电平，这时晶闸管scr1控制极高电平而触发导通，三极管bg1也是导通的，这样继电器j1线圈重新得电，其常开触点闭合，电炉重新通电加热，开始升温。
36.如此循环往复，温度就被控制在下限温度设定值t下与上限温度设定值t上之间，实现对熔融玻璃液的温度自动控制。
37.该温度控制过程可用图2所示温度控制图予以表述与示意：
38.图2中，“u
t下”是下限温度设定值“t
下”对应的设定电压值，由pr1调节设定；“u
t上”是上限温度设定值“t
上”对应的设定电压值，由pr2调节设定。u
t
为红外温度转换的温度电压值。
39.下面对电路中的部分元器件说明如下：
40.红外接收管gd1为红外线接收装置，接受熔融玻璃液产生的红外线，由红外接收管接收玻璃液的红外光(与玻璃液的实际温度t相关)形成对应导通电阻，并与转换电阻r1形成温度电压u
t
输出(r1上端)。
41.下上限设定电位器pr1和pr2作用：通过手动调节电位器pr1和pr2的可变电阻值，pr1输出电压为温度下限设定值对应的设定电压u
t下
，pr2输出电压为温度上限设定值对应的设定电压u
t上
，由此设定熔融玻璃液的温度控制区间。
42.一片lm393中含有u2a和u2b两个电压比较器。电压比较器u2a和u2b作用：电压比较
器u2a与温度下限设定值电压(pr1输出电压u
t下
)进行比较判断；电压比较器u2b与温度上限设定值电压(pr2输出电压u
t上
)进行比较判断，两个电压比较器输出分别驱动晶闸管scr1和三极管bg1，控制电磁继电器j1的常开触点闭合与断开，以控制电炉升温与降温。
43.上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。