專利名稱：自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及臭氧發生裝備，尤其是能自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備。
背景技術：
由于臭氧的強氧化性，其在自來水處理、污水處理、除臭脫色等行業得到了廣泛應用。目前國內大都采用介質阻擋放電技術作為工業化產生臭氧的方法，現有的臭氧發生裝備主要由供電系統、氣源系統、冷卻水系統、臭氧發生器和控制系統構成。對于臭氧發生器的供電調節基本上都是通過改變變頻電源的輸出脈沖頻率、脈沖占空比和脈沖密度來實現，臭氧放電管工作電壓值由前述兩個參數決定。為提高控制調節的可靠性，大型臭氧發生裝備一般不采用頻率跟蹤的方法實現自激諧振運行，而是通過控制系統手動向供電系統中的變頻電源下達輸出脈沖頻率、脈沖占空比指令，進而人為調節臭氧放電管工作電壓值。這種手動調節變頻電源輸出脈沖頻率、脈沖占空比來調節臭氧放電管工作電壓的大型臭氧發·生裝備的主要缺陷體現在以下三個方面。一是，在裝備調試階段，需要在升壓變壓器副邊掛接高壓探頭，連接到示波器上，由兩名以上調試人員采用人工反饋的方式，多次調節才能達到理想的臭氧放電管工作電壓值。通常大型的臭氧發生器包含大量的臭氧放電管，因此一般情況下，對大型的臭氧發生器都采用分區供電方式進行供電，每個供電分區同樣需要進行調試，因此當大型臭氧發生器中包括大量供電分支和臭氧放電管分區時，這種調試不便尤其嚴重。二是，在裝備運行階段，無法實時獲知臭氧放電管實際工作電壓，不利于裝備的運行維護。三是，電網條件、氣源條件的變化會使臭氧放電管實際工作電壓偏離理論設計值，甚至到達一個危險高電壓，手動調節模式不能及時地避免這種危害。因此，急需一種能夠自動調節臭氧放電管工作電壓使臭氧發生器的實際工作電壓值穩定在預設值附近的系統來滿足實際需要。
實用新型內容本實用新型的目的是提出一種能夠自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備。解決本實用新型所述技術問題的技術方案是一種自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，包括供電系統、臭氧發生器、氣源系統以及控制系統，所述供電系統由順序電路連接的低壓配電裝置、變頻電源、諧振電感和升壓變壓器組成，升壓變壓器副邊的高壓抽頭與臭氧發生器的高壓接頭電連接，升壓變壓器副邊的低壓抽頭與臭氧發生器的低壓接頭電連接，其特征是所述升壓變壓器副邊并聯安裝有一個高壓偵測裝置，所述高壓偵測裝置還與控制系統電路連接，用以將偵測到的臭氧發生器中臭氧放電管的工作電壓值反饋到控制系統中，控制系統與所述變頻電源電路連接用于向變頻電源輸出電壓調節指令。[0009]為了更好的技術效果，本實用新型的技術特征可以具體為以下技術特點對臭氧發生裝備的臭氧放電管進行分支供電，即將所述臭氧發生器的臭氧放電管分成若干個臭氧放電管分區，每個臭氧放電管分區包含若干個臭氧放電管；每個臭氧放電管分區由一個供電分支供電，每個供電分支由順次電路連接的低壓配電裝置、變頻電源、諧振電感和升壓變壓器組成，每個供電分支內部的電路連接與前述本實用新型技術方案中所述的供電系統內部的電路連接相同；每個變壓器副邊并聯安裝有一個高壓偵測裝置；每個供電分支與所述控制系統連接；每個高壓偵測裝置也與所述控制系統連接；每個供電分支與臭氧放電管分區的電路連接關系與前述本實用新型技術方案中所述的供電系統與臭氧發生器電路連接關系相同；每個供電分支與高壓偵測裝置的電路連接關系與前述本實用新型技術方案中所述的供電系統與高壓偵測裝置的連接關系相同。 所述高壓偵測裝置由控制系統提供電源。所述控制系統包含第一數字總線接口和第二數字總線接口兩個獨立的數字總線 接口，其中第一數字總線接口與高壓偵測裝置連接，用于從高壓偵測裝置獲取臭氧放電管工作電壓值；第二數字總線接口與變頻電源連接，用于向變頻電源輸出調節指令。所述高壓偵測裝置由順次電路連接的高壓取樣端子、電阻分壓網絡、整流濾波電路、電壓箝位電路、數字信號處理器、光電隔離電路、RS485接口電路以及高壓偵測數據接口和電源接口組成。所述高壓偵測裝置還包括一個隔離電源模塊，所述隔離電源模塊輸入端連接在電源接口上，電源模塊的輸出端給光電隔離電路的原邊及其前端的電壓箝位電路、數字信號處理器、光電隔離電路提供隔離電源。所述高壓取樣端子由第一高壓取樣端子和第二高壓取樣端子組成；所述第一高壓取樣端子與變壓器副邊高壓抽頭電路連接；所述第二高壓取樣端子與升壓變壓器副邊低壓抽頭電路連接。所述電阻分壓網絡由若干顆2kV以上耐壓的兆歐級高壓電阻與若干顆普通千歐級電阻順序串聯構成。所述電阻分壓網絡由電壓互感器替代。所述第二高壓取樣端子為螺栓通孔。本實用新型的有益效果是，簡化臭氧發生裝備特別是大型臭氧發生裝備的調試過程，可以將臭氧放電管實際工作電壓值直觀地顯示在控制系統人機界面上，方便運行維護人員查看，并且自動調節實際工作電壓值穩定在預設值附近，大大提升裝置運行效益與可靠性。
圖I是本實用新型臭氧發生裝備一個實施例的電路結構示意圖；圖2是本實用新型臭氧發生裝備使用的高壓偵測裝置電路的一個實施例的結構示意圖；圖3是本實用新型的臭氧發生裝備采用分區供電的實施例的電路結構示意圖。
具體實施方式
[0023]
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細的描述。實施例I :如圖I所示，一種自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，包括供電系統I、臭氧發生器2、氣源系統3以及控制系統4，還包含一個高壓偵測裝置6。所述供電系統由順次電路連接的低壓配電裝置11、變頻電源12、諧振電感13和升壓變壓器14組成；所述升壓變壓器14副邊的高壓抽頭141與臭氧發生器的高壓接頭21電連接，升壓變壓器14副邊的低壓抽頭142與臭氧發生器的低壓接頭22電連接。所述控制系統4包含第一數字總線接口 41和第二數字總線接口 42兩個獨立的數字總線接口以及一個人機界面43，其中，第一數字總線接口 41與高壓偵測裝置6連接，用于從高壓偵測裝置獲取臭氧放電管工作電壓值，第二數字總線接口 42與所述變頻電源12連接，用于向變頻電源輸出電壓調節指令。所述高壓偵測裝置6與控制系統4的數字總線接口 41連接，用以將偵測到的臭氧發生器中臭氧放電管的工作電壓值反饋到控制系統4中，臭氧放電管的工作電壓值顯示在控制系統人機界面43上，方便運行維護人員查看。本實施I中所述的高壓偵測裝置6由控制系統4供電，如圖I中所示，所述控制系統4對高壓偵測裝置6的供電連接與二者之間數字總線的連接以同一個連接線表示。上述實施例I的臭氧發生裝備使用的高壓偵測裝置電路6如圖2所示，圖2中，所述高壓偵測裝置6由順次電路連接的高壓取樣端子61、電阻分壓網絡62、整流濾波電路63、電壓箝位電路64、數字信號處理器65、光電隔離電路66、RS485接口電路67組成，所述高壓偵測裝置6還包括高壓偵測數據接口 68和電源接口 69 ;所述RS485接口電路67的差分信號線RS485A和RS485B連接到高壓偵測裝置的數據接口 68上，高壓偵測裝置6的電源接口69與控制系統4電連接，即由所述控制系統4引出一路直流穩壓電源VCC1/GND1連接到高壓偵測裝置6的電源接口 69上用以向高壓偵測裝置6供電，具體是向高壓偵測裝置6的光電隔離電路66的副邊和RS485接口電路67提供電源。所述高壓取樣端子61包括第一高壓取樣端子611和第二高壓取樣端子612，所述第一高壓取樣端子611與變壓器副邊高壓抽頭141電連接；所述第二高壓取樣端子612與升壓變壓器副邊低壓抽頭142電連接用以對臭氧發生器的供電電壓進行取樣。如圖2所示，所述高壓偵測裝置還包括一個隔離電源模塊70，所述隔離電源模塊70的電源輸入端與電源接口 69連接使其由控制系統4引出的VCC1/GND1電源供電，隔離電源模塊70的輸出端與用于給電壓箝位電路64、數字信號處理器65以及光電隔離電路66原邊提供隔離電源。VCC1/GND1電源經過隔離電源模塊70后得到一組電氣隔離的直流穩壓電源VCC2/GND2，如此可有效避免地線環流的形成，提高信號傳輸質量；并且在采用隔離電源模塊70后，可以避免高壓偵測裝置6的高壓取樣端子61配線不當時對控制系統4的電氣危害。所述電阻分壓網絡62由八顆2kV以上耐壓的兆歐級高壓電阻與一顆普通千歐級電阻順序串聯構成。工作時，電阻分壓網絡62將高壓偵測取樣端子上的數千伏高電壓信號轉化為數伏低電壓信號，轉化后的低電壓信號經過整流濾波電路63和電壓箝位電路64處理后輸入到數字信號處理器65的模數轉換接口中，進而計算出臭氧發生器2中臭氧放電管工作電壓值，尤其是其電壓峰值。數字信號處理器65將經其處理后的信號經過光電隔離電路66和RS485接口電路67通過高壓偵測數據接口 68和控制系統的數字總線接口 41上傳到控制系統4中。其工作原理是，由高壓偵測裝置將臭氧放電管工作電壓值反饋到控制系統中，控制系統4將從高壓偵測數字總線接口 68上接收到的臭氧發生器的實際工作電壓值和預設值進行比較，得出電壓調節指令，再以數字信號模式將電壓調節指令從數字總線接口 42上輸出到供電系統的變頻電源12上，控制輸出脈沖頻率和脈沖占空比，最終使臭氧發生器的臭氧發電管工作電壓穩定在預設值附近。對整個裝備而言，控制系統4向變頻電源12輸出電壓調節指令和從高壓偵測裝置6獲取臭氧放電管工作電壓值。其中向變頻電源12輸出電壓調節指令的重要性和對其可靠性的要求均高于從高壓偵測裝置6獲取臭氧放電管工作電壓值，因此，本實施例中在控制系統4中采用兩個獨立的數字總線接口 41和42來分別完成上述兩項傳輸任務。同時，兩個獨立的數字總線接口可以提高傳輸效率。實施例2 :如圖3所示，一種自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，所述臭氧發生器2由若干個臭氧放電管分區23構成，每個臭氧放電管分區23包含若干個臭氧 放電管；每個臭氧放電管分區23由一個供電分支供電，每個供電分支由順次電路連接的低壓配電裝置11’、變頻電源12’、諧振電感13’和升壓變壓器14’，每個供電分支內部的電路連接與前述本實用新型技術方案中所述的供電系統內部的電路連接相同；所述每個升壓變壓器14’副邊的高壓抽頭141’與臭氧發生器的高壓接頭21’電連接，升壓變壓器14’副邊的低壓抽頭142’與臭氧發生器的低壓接頭22’電連接；每個變壓器14’副邊并聯安裝有一個實施例I所述的高壓偵測裝置6 ;每個供電分支與所述控制系統4連接，每個高壓偵測裝置6與控制系統4連接；每個供電分支與臭氧放電管分區的電路連接關系與實施例I所述的供電系統與臭氧發生器電路連接關系相同；每個供電分支與高壓偵測裝置的電路連接關系與實施例I所述的供電系統與高壓偵測裝置的連接關系相同。工作時，控制系統4對每個供電分支分別獨立進行如下步驟1、將從高壓偵測數字總線接口 68上接收到的與其對應的臭氧放電管分區實際工作電壓值和預設值進行比較，得出電壓調節指令；2、以數字信號模式將電壓調節指令從數字總線接口 42上輸出到與該臭氧放電管分區相對應的變頻電源12’，控制輸出脈沖頻率和脈沖占空比，最終使該分區的臭氧發電管工作電壓穩定在預設值附近。本實用新型所述高壓偵測裝置還可以單獨供電；所述高壓取樣端子的低壓抽頭為螺栓通孔以方便地鎖定在升壓變壓器副邊的低壓抽頭螺栓上；所述電阻分壓網絡也可以為由高壓轉低壓的電壓互感器所替代。以上所述盡為本實用新型的較佳實施例，凡依據本實用新型申請專利范圍所作的均等變化，皆應屬于本實用新型涵蓋范圍。
權利要求1.一種自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，包括供電系統(I)、臭氧發生器(2)、氣源系統(3)以及控制系統(4)，所述供電系統由順序電路連接的低壓配電裝置(11)、變頻電源(12)、諧振電感(13)和升壓變壓器(14)組成，升壓變壓器(14)副邊的高壓抽頭(141)與臭氧發生器的高壓接頭(21)電連接，升壓變壓器(14)副邊的低壓抽頭(142)與臭氧發生器的低壓接頭(22)電連接，其特征是所述升壓變壓器(14)副邊并聯安裝有一個高壓偵測裝置(6)，所述高壓偵測裝置(6)還與控制系統⑷電路連接，用以將偵測到的臭氧發生器中臭氧放電管的工作電壓值反饋到控制系統中，控制系統(4)與所述變頻電源電路連接用于向變頻電源輸出電壓調節指令。
2.根據權利要求I所述的自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，其特征是對臭氧發生裝備的臭氧放電管進行分支供電，即將所述臭氧發生器的臭氧放電管分成若干個臭氧放電管分區(23)，每個臭氧放電管分區(23)包含若干個臭氧放電管；每個臭氧放電管分區(23)由一個供電分支供電，每個供電分支由順次連接的低壓配電裝置(11’)、變頻電源(12’)、諧振電感(13’ )和升壓變壓器(14’ )組成，每個供電分支內部的電路連接與權利要求I所述的供電系統⑴內部的電路連接相同；每個變壓器(14’)副邊并聯安裝有一個高壓偵測裝置出)；每個供電分支與所述控制系統(4)連接；每個高壓偵測裝置(6)也與所述控制系統(4)連接；每個供電分支與臭氧放電管分區(23)的電路連接關系與權利要求I所述的供電系統(I)與臭氧發生器(2)電路連接關系相同；每個供電分支與高壓偵測裝置(6)的電路連接關系與權利要求I所述的供電系統⑴與高壓偵測裝置(6)的連接關系相同。
3.根據權利要求I或2所述的自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，其特征是所述高壓偵測裝置出)由控制系統(4)提供電源。
4.根據權利要求I或2所述的自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，其特征是所述控制系統(4)包含第一數字總線接口(41)和第二數字總線接口(42)兩個獨立的數字總線接口 ；其中，第一數字總線接口(41)與高壓偵測裝置(6)連接；第二數字總線接口(42)與變頻電源連接。
5.根據權利要求I或2所述的自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，其特征是所述高壓偵測裝置(6)由順次電路連接的高壓取樣端子(61)、電阻分壓網絡(62)、整流濾波電路(63)、電壓箝位電路(64)、數字信號處理器(65)、光電隔離電路^6)、RS485接口電路(67)以及高壓偵測數據接口(68)和電源接口(69)組成。
6.根據權利要求5所述的自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，其特征是所述高壓偵測裝置(6)還包括一個隔離電源模塊(70)，所述隔離電源模塊(70)輸入端連接在電源接口(69)上，隔離電源模塊(70)的輸出端給光電隔離電路(66)的原邊及其前端的電壓箝位電路(64)、數字信號處理器￠5)提供隔離電源。
7.根據權利要求5所述的自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，其特征是所述高壓取樣端子￠1)由第一高壓取樣端子(611)和第二高壓取樣端子(612)組成；所述第一高壓取樣端子￠11)與變壓器(14)副邊高壓抽頭電路連接；所述第二高壓取樣端子(612)與升壓變壓器(14)副邊低壓抽頭電路連接。
8.根據權利要求5所述的自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，其特征是所述電阻分壓網絡￠2)由若干顆2kV以上耐壓的兆歐級高壓電阻與若干顆普通千歐級電阻順序串聯構成。
9.根據權利要求5所述的自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，其特征是所述電阻分壓網絡由電壓互感器替代。
10.根據權利要求7所述的自動調節臭氧放電管工作電壓的臭氧發生裝備，其特征是所述第二高壓取樣端子￠12)為螺栓通孔。
專利摘要本實用新型公開了一種自動調節臭氧放電管工作電壓的大型臭氧發生裝備。其包括供電系統、臭氧發生器、氣源系統以及控制系統，所述供電系統中升壓變壓器副邊并聯安裝有高壓偵測裝置，所述高壓偵測裝置由順次電路連接的高壓取樣端子、電阻分壓網絡、整流濾波電路、電壓箝位電路、數字信號處理器、光電隔離電路、RS485接口電路以及高壓偵測數據接口和電源接口組成，用以偵測發生器腔體中臭氧放電管工作電壓轉化為電氣隔離的數字信號，通過數字總線反饋到控制系統中，控制系統依據臭氧放電管工作電壓值與預設值比較結果，采用數字信號模式控制對供電系統的變頻電源輸出脈沖頻率和/或輸出脈沖占空比，使臭氧發電管工作電壓自動穩定在預設值附近。
文檔編號C01B13/11GK202705038SQ201220311070
公開日2013年1月30日 申請日期2012年6月28日 優先權日2012年6月28日
發明者朱良焱, 陳健 申請人:福建新大陸環保科技有限公司