安全保護裝置和方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種安全保護裝置，能夠監控受保護設備的阻抗（僅用于諸如電熱毯的電阻加熱設備），并且在受保護設備的阻抗低于正常值的0.98倍時切斷受保護設備的電源，從而避免潛在的火災和電擊。電阻加熱設備的退化和/或電擊將導致所述設備的阻抗降低，并且所述設備的低阻抗將導致過熱或火災。安全保護裝置能夠在檢測到他們的電阻加熱設備的性能退化時提醒用戶替換他們的電阻加熱設備。

【技術實現步驟摘要】
安全保護裝置和方法
本專利技術涉及一種安全保護裝置和方法，更具體地說，涉及一種電阻加熱電器的安全保護裝置和方法。
技術介紹
隨著社會進步，人們對用電安全的要求越來越高。如大家熟悉的斷路器，它具有的過載保護功能可以避免：因電路的過熱而造成絕緣的損壞，從而導致電流短路，進而促使火災的發生；斷路器具有的短路保護功能可以迅速地切斷短路電流，從而避免電氣火災的發生。又如大家熟悉的漏電保護裝置，它可以在流入保護裝置的電流與流出保護裝置的電流差值達到設定值時切斷電路，從而使用戶避免可能的觸電事故。然而，人們發現盡管我們有了這么多、這么好的用電安全保護設備，但還是不斷地有電器火災的發生，不斷地發生人們因電器的漏電而發生觸電事故。那是因為，我們現有的產品是有其保護的局限性的，具體說明如下：斷路器的過載保護功能的定義為：當通過此設備的電流＜1.13（對微型斷路器適用）或1.05（對除微型斷路器外的斷路器適用）倍的額定電流時，斷路器不脫扣；當電流＞1.45（對微型斷路器適用）或1.3（對除微型斷路器外的斷路器適用）倍的額定電流時，斷路器在規定的時間內脫扣。額定電流設定為6A、10A、16A、25A……產品標準推薦的一些離散的優選值。由此可見，它不能保護某一特定的電器，如額定電流為7A的電阻加熱器。當電器的端電壓的因某種不正常的情況，從220V增加為380V或因其老化造成部分短路使其額定電流從7A上升到12A時，我們因找不到合適的保護裝置而使這種情況成為火災的隱患。具體地，當選6A的斷路器作為其保護電器時，則可能造成加熱器在正常工作狀態下，保護電器的脫扣；選用10A的斷路器則在加熱器處于過載的狀態時保護電器不脫扣。斷路器的短路保護功能的定義為：當通過此設備的電流大于5倍的額定電流時，斷路器迅速脫扣，以切斷短路電流。同上類似地可以發現，它不能保護某種特定的電器。漏電保護的原理為：當流入保護裝置的電流與流出保護裝置的電流的差值達到設定值IΔn時，保護裝置動作切斷電源，以避免可能發生的觸電事故。然而，當流過觸電者的電流不是流入保護裝置之外的大地時，而是流回保護裝置內時，保護裝置不動作，這種情況下保護無效。如躺在電熱毯上的老人因尿炕而引起220V電壓直接施加在其身體的二側，造成的觸電事故。如人的基礎體溫能衡量一個人的健康狀況一樣，電器的內阻可以衡量加熱電器的安全狀況。研發、生產、使用一種可以實時監測加熱電器的安全狀況，并在其安全狀況偏離正常值時及時報警和切斷電源可以大大地減少火災及觸電事故發生。
技術實現思路
本專利技術的另外方面和優點部分將在后面的描述中闡述，還有部分可從描述中明顯地看出，或者可以在本專利技術的實踐中得到。本專利技術提供了一種實時監測電阻加熱電器的安全狀況并在其安全狀況偏離正常值時及時報警和切斷電源的安全保護裝置。本專利技術能夠用于電阻加熱電器前端，以實時監測電阻加熱電器的安全狀況并在其安全狀況偏離正常值時及時報警和切斷電源。本專利技術提供一種安全保護裝置，能夠監控受保護設備的阻抗（僅用于諸如電熱毯的電阻加熱設備），并且在受保護設備的阻抗低于正常值的0.98倍時切斷受保護設備的電源，從而避免潛在的火災和電擊。電阻加熱設備的退化和/或電擊將導致所述設備的阻抗降低，并且所述設備的低阻抗將導致過熱或火災。安全保護裝置能夠在檢測到他們的電阻加熱設備的性能退化時提醒用戶替換他們的電阻加熱設備。本專利技術提供了一種電阻加熱電器的安全保護裝置，包括：工作電源電路，用于對外部電源電壓進行變壓、鎮流、濾波處理以為安全保護裝置中的各個電路供電；電壓采集與處理電路，用于對外部電源電壓進行采樣，將采樣電壓信號轉換成數字電壓信號，并傳送數字電壓信號到控制電路；電流采集與處理電路，用于對電阻加熱電器的負載電流進行采樣，將采樣電流信號轉換成數字電流信號，并傳送數字電流信號到控制電路；控制電路，包含：初始化電路，用于在接收到初始化指令時，根據來自電壓采集與處理電路和電流采集與處理電路的數字電壓信號和數字電流信號對電阻加熱電器的電阻值進行實時計算，直至電阻值穩定為止，并將計算時段內的最小電阻值傳送到初始化及數據存儲電路；和實時監測電路，用于在沒有接收到初始化指令時，根據來自電壓采集與處理電路和電流采集與處理電路的數字電壓信號和數字電流信號對電阻加熱電器的電阻值進行實時計算，并當計算的實時電阻值與最小電阻值之比小于第一預定閾值時，發出開斷及報警指令；初始化及數據存儲電路，用于在接收到用戶觸發輸入時發出初始化指令給控制電路，并存儲來自控制電路的最小電阻值；開斷及報警驅動電路，用于在接收到來自控制電路的開斷及報警指令后，向開斷執行器施加驅動信號；開斷執行器，用于當接收到來自開斷及報警驅動電路的驅動信號時，對開關施加外力；開關，用于在接收到來自開斷執行器施加的外力時，從閉合狀態轉變為開斷狀態。本專利技術提供了一種電阻加熱電器的安全保護方法，包括：a)初始化步驟，利用通過對外部電源電壓進行采集獲得的數字電壓信號和數字電流信號對電阻加熱電器的電阻值進行實時計算，直至電阻值穩定為止，并存儲計算時段內的最小電阻值；b)實時監測步驟，在初始化階段之后，利用通過對外部電源電壓進行采集獲得的數字電壓信號和數字電流信號對電阻加熱電器的電阻值進行實時計算，并當計算的實時電阻值與最小電阻值之比小于第一預定閾值時，發出開斷及報警指令；以及c)開斷執行步驟，響應于開斷及報警指令，將控制所述電阻加熱電器的通斷的開關從閉合狀態轉變為開斷狀態。本專利技術的目的是填補現有的安全保護產品的市場空白，使得人們能夠在日常生活中使用電阻加熱類電器的過程中更加安全。附圖說明通過結合附圖對本專利技術的優選實施例進行詳細描述，本專利技術的上述和其他目的、特性和優點將會變得更加清楚，其中相同的標號指定相同結構的單元，并且在其中：圖1示出了根據本專利技術的安全保護裝置的電路框圖。圖2示出了根據本專利技術的安全保護方法的示意性流程圖。圖3示出了根據本專利技術的安全保護方法的初始化過程的示意性流程圖。以及圖4示出了根據本專利技術的安全保護方法的實時監測過程的示意性流程圖。具體實施方式下面將參照示出本專利技術實施例的附圖充分描述本專利技術。然而，本專利技術可以以許多不同的形式實現，而不應當認為限于這里所述的實施例。相反，提供這些實施例以便使本公開透徹且完整，并且將向本領域技術人員充分表達本專利技術的范圍。在附圖中，為了清楚起見放大了組件。應當理解，盡管這里可以使用術語第一、第二、第三等描述各個元件、組件和/或部分，但這些元件、組件和/或部分不受這些術語限制。這些術語僅僅用于將元件、組件或部分相互區分開來。因此，下面討論的第一元件、組件或部分在不背離本專利技術教學的前提下可以稱為第二元件、組件或部分。除非另有定義，這里使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本專利技術所屬領域的普通技術人員共同理解的相同含義。還應當理解，諸如在通常字典里定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術的上下文中的含義相一致的含義，而不應用理想化或極度形式化的意義來解釋，除非這里明確地這樣定義。圖1示出了根據本專利技術的安全保護裝置的電路框圖。虛線部分為與之相關的外部連接，如給本專利技術產品及本專利技術產品所保護的電器供電的外部電源20、本專利技術要保護的電阻加熱電器30（以下簡稱用電器）。根據本專利技術的安全保護裝置可以設本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電阻加熱電器的安全保護裝置，包括：工作電源電路，用于對外部電源電壓進行變壓、鎮流、濾波處理以為安全保護裝置中的各個電路供電；電壓采集與處理電路，用于對外部電源電壓進行采樣，將采樣電壓信號轉換成數字電壓信號，并傳送數字電壓信號到控制電路；電流采集與處理電路，用于對電阻加熱電器的負載電流進行采樣，將采樣電流信號轉換成數字電流信號，并傳送數字電流信號到控制電路；控制電路，包含：初始化電路，用于在接收到初始化指令時，根據來自電壓采集與處理電路和電流采集與處理電路的數字電壓信號和數字電流信號對電阻加熱電器的電阻值進行實時計算，直至電阻值穩定為止，并將計算時段內的最小電阻值傳送到初始化及數據存儲電路；和實時監測電路，用于在沒有接收到初始化指令時，根據來自電壓采集與處理電路和電流采集與處理電路的數字電壓信號和數字電流信號對電阻加熱電器的電阻值進行實時計算，并當計算的實時電阻值與最小電阻值之比小于第一預定閾值時，發出開斷及報警指令；初始化及數據存儲電路，用于在接收到用戶觸發輸入時發出初始化指令給控制電路，并存儲來自控制電路的最小電阻值；開斷及報警驅動電路，用于在接收到來自控制電路的開斷及報警指令后，向開斷執行器施加驅動信號；開斷執行器，用于當接收到來自開斷及報警驅動電路的驅動信號時，對開關施加外力；開關，用于在接收到來自開斷執行器施加的外力時，從閉合狀態轉變為開斷狀態。...

【技術特征摘要】
1.一種電阻加熱電器的安全保護裝置，包括：工作電源電路，用于對外部電源電壓進行變壓、鎮流、濾波處理以為安全保護裝置中的各個電路供電；電壓采集與處理電路，用于對外部電源電壓進行采樣，將采樣電壓信號轉換成數字電壓信號，并傳送數字電壓信號到控制電路；電流采集與處理電路，用于對電阻加熱電器的負載電流進行采樣，將采樣電流信號轉換成數字電流信號，并傳送數字電流信號到控制電路；控制電路，包含：初始化電路，用于在接收到初始化指令時，根據來自電壓采集與處理電路和電流采集與處理電路的數字電壓信號和數字電流信號對電阻加熱電器的電阻值進行實時計算，直至電阻值穩定為止，并將計算時段內的最小電阻值傳送到初始化及數據存儲電路；和實時監測電路，用于在沒有接收到初始化指令時，根據來自電壓采集與處理電路和電流采集與處理電路的數字電壓信號和數字電流信號對電阻加熱電器的電阻值進行實時計算，并當計算的實時電阻值與最小電阻值之比小于第一預定閾值時，發出開斷及報警指令；初始化及數據存儲電路，用于在接收到用戶觸發輸入時發出初始化指令給控制電路，并存儲來自控制電路的最小電阻值；開斷及報警驅動電路，用于在接收到來自控制電路的開斷及報警指令后，向開斷執行器施加驅動信號；開斷執行器，用于當接收到來自開斷及報警驅動電路的驅動信號時，對開關施加外力；開關，用于在接收到來自開斷執行器施加的外力時，從閉合狀態轉變為開斷狀態。2.如權利要求1所述的安全保護裝置，其中，所述開斷執行器是電磁鐵，當電磁鐵的線圈接收到驅動信號時，推桿推出以向開關施加外力。3.如權利要求2所述的安全保護裝置，還包括：所述開斷及報警驅動電路，用于在接收到開斷及報警指令后，發出報警信號；聲光報警器，用于在接收到報警信號時，發出聲音報警及可視化報警。4.熱權利要求3所述的安全保護裝置，其中，聲光報警器包括：發光二極管，在接收到報警信號之后，點亮發光二極管；蜂鳴器，在接收到報警信號之后，發出報警聲音。5.如權利要求4所述的安全保護裝置，還包括電流互感器，用于感測電阻加熱電器的負載電流所產生的電流感測信號，并將電流感測信號傳送給所述電流采集與處理電路；以及所述電流采集與處理電路對所述電流感測信號進行采樣，以生成采樣電流信號。6.如權利要求5所述的安全保護裝置，其中，第一預定閾值等于0.98。7.如權利要求6所述的安全保護裝置，其中，所述電壓采集與處理電路對采樣電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉振忠，周磊，
申請(專利權)人：施耐德電器工業公司，
類型：發明
國別省市：法國;FR