繼電器和用于指示繼電器失效的方法
【專利摘要】一種繼電器和用于指示繼電器失效的方法，其中繼電器包括能夠提供基于切換狀態的觸發信號的開關組件；能夠通電從而影響開關組件的通電元件；以及用于指示開關組件的切換狀態的光指示。
【專利說明】繼電器和用于指示繼電器失效的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明廣泛地涉及繼電器領域以及用于指示繼電器失效的方法。
【背景技術】
[0002]機電繼電器(EMR)在眾多工業應用中廣泛使用，很大程度上是因為對比其它類型的繼電器來說具有較低的成本和/或較小的腳位。這些優勢使得大量繼電器可以配置在一起實現復雜的功能，對于每個不同的功能使用標準的結構。這些功能可包括機器的工業控制、轉送機和其它連續控制操作。典型地，這種結構的特征在于安裝有大量繼電器的控制儀表盤，這些繼電器的觸點從常開狀態容易地轉變為常閉狀態。
[0003]典型地，EMR包括具有軟鐵條或銜鐵的電磁線圈。可動觸點聯接于銜鐵，使得觸點由比如彈簧保持在其正常位置。通過比如用戶打開繼電器上的開關，電磁線圈充分地通電時，磁力克服彈簧所提供的牽引力并且使觸點移動至可替代位置，從而使電路立即斷開或連通。通過比如用戶關上繼電器上的開關，電磁線圈不通電時，觸點回到正常位置并且由彈簧保持在該位置。
[0004]典型地，系統可包括由EMR控制的大的電氣和/或電子部件。這些部件可能已經設有自我監控設備并且在設備故障時會出現“失效警報”。這樣的失效識別系統能幫助維修人員快速定位故障。通過及時定位故障，校正過程可得到簡化并且維修人員能夠在較短的停工時間內重新使系統運行。
[0005]然而，EMR通常不配備有這些失效或故障監控設備。由于系統變老舊或任何其它原因，系統中的EMR可能無法執行所期望的邏輯切換。在幾百個EMR連在一起形成系統的應用中，一個繼電器的任何故障可導致系統完全失效。當系統故障時，對于維修人員，跟蹤故障的子系統會非常麻煩。例如，維修人員面臨的檢修問題的步驟包括第一步尋找維修手冊。下一步必須檢查配線圖。然后執行試錯法以確定故障部件。該試錯法包括在通電和運行系統之前替換可疑故障部件(例如繼電器)以檢驗故障是否已經解決。如果失效/故障沒有解決，重復以上過程。
[0006]因此，如果沒有迅速解決，檢修過程會是耗費時間的并且會導致長時間的系統停工。當牽涉重大應用時，長時間停工會導致災難性后果，使用戶感到不滿。
[0007]一些EMR配備有開/關LED指示。但是，這僅僅是表明EMR已經打開、EMR中的磁線圈通電的指示，并沒有指示所期望的觸點切換(例如從常開到常閉)已經發生。在這種情況下，無法快速鑒別繼電器已經不能運行。為了克服這種局限性，一些EMR還配備有額外的單獨的機械標記指示器，用于指示所期望的觸點切換是否已經發生。
[0008]但是，EMR的儀表盤一般位于維修人員通常無法輕易接近的密封、狹窄的空間里。因此，維修人員可能不能容易地檢查EMR的機械標記。另外，由于這種EMR在比如不同的窗口提供分開的兩項信息(一項用來指示線圈通電而另一項指示觸點切換)，因此維修人員在確定是哪個EMR不正常工作之前不得不檢查每個EMR的兩個窗口。這就不利地增加了檢修系統的時間。而且，在一臺儀表盤上使用幾十個或者幾百個EMR，再加上由于實際作業環境的約束造成的弱光環境，檢修時間可能會非常長。
[0009]因此，需要提供一種繼電器和用于指示繼電器失效的方法，尋求解決一個或多個上述問題。
【發明內容】
[0010]根據本發明的第一方面提供了一種繼電器，它包括能夠基于切換狀態提供觸發信號的開關組件；能夠通電從而影響開關組件的通電元件；以及用于指示開關組件的切換狀態的光指示。
[0011]光指示還可指示通電元件的通電狀態。
[0012]光指示可設在單個窗口中。
[0013]繼電器還可包括置于窗口中的光源，當通電元件通電時所述光源適于被供電。
[0014]光指示可包括發光二極管(LED)。
[0015]光指示可包括光學濾光器，所述光學濾光器可機械地移動從而基于切換狀態改變光指示。
[0016]當開關組件的切換狀態改變時光學濾光器可改變光指示的顏色。
[0017]光學濾光器可在光源和窗口之間移動。
[0018]繼電器還可包括聯接于光學濾光器的開關組件的可動觸點，所述可動觸點能夠在至少第一和第二位置之間切換；其中第一和第二接觸位置各自與開關組件的各切換狀態相關聯；光學濾光器配置為與可動觸點的移動串聯。
[0019]繼電器還包括用于使可動觸點保持在作為缺省位置的第一接觸位置的保持裝置。
[0020]繼電器還可包括用于提供光指示的多個可動光源。
[0021]通電元件可包括電磁線圈；其中電磁線圈的通電包括電流穿過電磁線圈從而影響開關組件。
[0022]繼電器可以是機電繼電器。
[0023]根據本發明的第二方面提供了一種用于指示繼電器失效的方法，該方法包括，提供用于傳送基于切換狀態的觸發信號的開關組件；提供用于影響開關組件的通電元件；以及使用光指示來指示開關組件的切換狀態。
[0024]該方法還可包括使用光指示來指示通電裝置的通電狀態。
[0025]該方法還可包括在單個窗口中設置光指示。
[0026]指示切換狀態的步驟可包括將光源置于窗口中；以及當通電元件通電時供電所述光源。
[0027]光指示可包括發光二極管(LED)。
[0028]指示切換狀態的步驟可包括機械地移動光學濾光器從而基于切換狀態改變光指
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[0029]光指示的改變可包括當開關組件的切換狀態改變時使光指示的顏色改變。
[0030]機械移動光學濾光器的步驟可包括使光學濾光器在光源和窗口之間移動。
[0031]該方法還可包括將開關組件的可動觸點聯接于光學濾光器，其中可動觸點能在至少第一和第二接觸位置之間切換；而且其中第一和第二接觸位置各自與開關組件的各切換狀態相關聯；以及使光學濾光器與可動觸點的運動串聯。[0032]該方法還可包括使可動觸點保持在作為缺省位置的第一接觸位置。
[0033]使用光指示來指示切換狀態的步驟可包括使用多個可動光源。
[0034]該方法還可包括提供電磁線圈；并且使電流穿過該電磁線圈從而影響開關組件。
[0035]繼電器可以是機電繼電器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]從以下描述中，僅通過實例并結合附圖，本領域普通技術人員將會更好地并且更容易地理解本發明的實例實施方式，其中:
[0037]圖la、lb和Ic表示在實例實施方式中繼電器的透視的外部視圖。
[0038]圖2a和2b表示用于說明實例實施方式中繼電器內部的示意性的線條圖。
[0039]圖3是說明在一實例實施方式中繼電器的標記組件的示意性分解圖。
[0040]圖4表不在另一實例實施方式中的繼電器。
[0041]圖5表不在又一實例實施方式中的繼電器。
[0042]圖6是用于說明在實例實施方式中指示繼電器失效的方法的示意性流程圖。【具體實施方式】
[0043]在此描述的實例實施方式可提供一種能處理上述一個或多個問題的繼電器。在實例實施方式中，繼電器這樣設置，即，繼電器的切換狀態(或者更確切地說是繼電器的開關組件)的光指示能顯示在比如窗口上，并且在視覺上被用戶觀察到。在一些實施方式中，這種指示可通過發光光源(例如發光二極管(LED))提供，使得當出現所期望的繼電器的切換時，光源發光顯示第一顏色。如果繼電器沒有起到恰當作用，沒有出現所期望的切換，就會顯示不同的顏色。可替代地，例如在具有分別用于通電和切換狀態的光指示的實例實施方式中，不發光(即無光指示)可用作切換狀態光指示從而顯示所期望的切換出現與否之間的對比。
[0044]此處的描述中，繼電器可以是通電線圈裝置，該裝置包括但不限于能夠打開和關閉(或者接通電源和關閉電源)的任何裝置，例如電氣繼電器或其它機電切換裝置、部件或零件。通電線圈裝置的通電情況可包括但不限于，元件的電源開/關和/或元件的機械開
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[0045]在描述中使用的術語“聯接”或“連接”，除非另作說明，指的是直接連接或是通過一個或多個中間裝置的連接。
[0046]此外，在此處的描述中，無論何時使用詞語“大致上”應理解為包括但并不限于“全部地”或“完全地”等。另外，無論何時使用如“包含”、“包括”等術語，作為非限制性描述性語言是指，除了其它未明確敘述的部件之外，它們寬泛地包括在這些術語之后敘述的元件/部件。另外，無論何時使用如“差不多”、“大約”等術語，通常是指合理的變化范圍，例如所公開值的+/-5%的變化范圍，或所公開值的4%的變化范圍，或所公開值的3%的變化范圍，所公開值的2%的變化范圍或所公開值的1%的變化范圍。
[0047]此外，此處的描述中，某些值以一范圍公開。這些表示范圍終點的值用于說明優選的范圍。無論何時，所公開的范圍是包括和指示所有可能的子范圍，以及在該范圍內的單個數值。也就是說，范圍的終點不應解釋成硬性限制。例如，范圍1%至5%的描述是具有特定公開的1%至2%、1%至3%、1%至4%、2%至3%等的子范圍，以及在該范圍里的單個值，例如1%、2%、3%、4%和5%。以上特定公開的目的也適用于范圍的任何深度/寬度。
[0048]圖la、Ib和Ic表在一實施方式中繼電器的透視外部視圖。在實例實施方式中，繼電器是包括電磁體線圈或電磁線圈的機電繼電器。圖1a至Ic每一個表示不同狀態的機電繼電器100。繼電器100包括可提供繼電器100狀態的可視光指示的窗口 102。在實例實施方式中，如LED(未示出)的光源放置在窗口 102中，以便提供繼電器狀態的可視光指示。在實例實施方式中，繼電器的狀態包括繼電器100的電磁線圈的通電狀態和/或繼電器100的切換狀態。
[0049]圖1a表示第一種狀態的機電繼電器100，其中繼電器100的電磁線圈未供電因此繼電器未通電，并且繼電器不能執行任何基于繼電器的切換動作。換言之，繼電器的通電狀態和切換狀態均為“關”。沒有通電，LED就不被供電。在這種狀態下，從窗口 102無光指示觀察到，LED未被供應電力。
[0050]圖1b表示第二種狀態的繼電器100，其中電磁線圈被供電從而使得繼電器通電。但是基于繼電器的切換動作并沒有被執行。這可能是由于故障，例如電磁線圈沒有充分地通電從而影響了繼電器的切換，舉例來說，繼電器的開關組件的觸點未切換。換言之，通電狀態是“開”，而繼電器的切換狀態是“關”。這種狀態可表示為故障的繼電器。在這種狀態下，從窗口 102的光指示可觀察到LED被供應電力，由此以第一顏色發光，比如黃色。
[0051]圖1c表示第三種狀態的繼電器100，其中電磁線圈被供電從而使得繼電器通電。電磁線圈充分地通電從而影響繼電器的開關組件的切換，即，繼電器執行所期望的切換動作。換言之，通電狀態和切換狀態均為“開”。在這種狀態下，可從窗口 102光指示觀察到LED被供應電力并且以第二顏色發光。在實例實施方式中，當開關組件切換并且改變切換狀態，可動光學濾光器(未示出)在LED和窗口之間移動，從而使得從窗口 102可觀察到的發光顏色變為比如綠色。光學濾光器可聯接于開關組件的可動觸點并且能夠與可動觸點串聯移動。
[0052]因此，在實例實施方式中，光指示能指示繼電器開關組件的切換狀態。在實例實施方式中，綠光表示繼電器以正常狀況運行而黃光表示雖然繼電器雖然供電但是繼電器有不正確的或不期望的切換狀態。
[0053]圖2a和2b表示用于說明實例實施方式中繼電器內部的示意性線條圖。圖2a說明與之前描述的圖1a和Ib中第一種和第二種狀態大致上相似的第一種和第二種狀態的機電繼電器200。繼電器200包括通電線圈元件，例如能影響開關組件的電磁線圈202。電磁線圈202可經由引線203供電或通電。繼電器200的開關組件包括銜鐵208和聯接于銜鐵208端部的可動觸臂或觸點210。開關組件能夠通過引線(如213)之間的切換發送觸發信號。常閉(NC)或“閉合”觸點212設在其中一根引線(如213上)上而常開(NO)或“斷開”觸點214設在另一根引線(如213)上。可動觸點210可在觸點212、214位置之間切換。另外，繼電器200包括偏置裝置(例如彈簧206)以使可動觸點210偏置或保持在比如常閉觸點212位置。例如LED的光源204設在窗口 201后面從而提供光指示。另外，繼電器200包括標記組件216,該標記組件216包括或聯接于標記或光學濾光器218。標記組件216直接或間接聯接于開關組件，從而幫助提供基于開關組件切換狀態的光指示。
[0054]當電磁線圈202沒有供電時，電磁線圈202和繼電器200不通電。沒有電磁線圈202的通電，銜鐵208就不能被磁力弓I向電磁線圈202方向。聯接在銜鐵208端部的可動觸點210偏置保持在第一位置。在實例實施方式中，第一位置由彈簧206保持，彈簧206保持/偏置銜鐵208和可動觸點210，倚靠著繼電器200的“閉合”觸點212。在實例實施方式中，銜鐵208和可動觸點210合起來稱作開關組件。
[0055]在實例實施方式中，光源(例如LED) 204電連接于電磁線圈202，使得當電磁線圈202被供應電力(或通電)時光源發光。在未通電的第一種狀態下，光源204不發光。窗口201可以由透明或半透明的材料構成，從而使光源204的光亮能被觀察到。從窗口 201用戶能觀察到LED204沒有被供電的光指示。換言之，光源能在視覺上指示繼電器100的電磁線圈202的“關”通電狀態。
[0056]圖2a還描述了繼電器200的第二種狀態，即指示繼電器200的未切換。當電磁線圈202供電時，電磁線圈202和繼電器200可能看起來是通電的。電磁線圈202的供應電力導致光源204的相應的發光。發光光源204提供了電磁線圈202的“開”通電狀態的視覺的光指示。
[0057]但是，在比如電力不足的情況下，電磁線圈202的通電可能產生不足以克服偏置力(由銜鐵208上的彈簧206產生)的磁力。由此，可動觸點210保持在第一位置。用戶可從窗口 201的光指示觀察到光源204的第一顏色指示開關組件的未切換狀態。
[0058]圖2b表示繼電器100的第三種狀態，即指示所期望的繼電器200的通電和切換。當電磁線圈202被供電時，電磁線圈202和繼電器200通電。有了足夠的電力，通電的電磁線圈202產生足以克服施加在銜鐵208上的偏置力(由彈簧206產生的)的磁力。這樣，磁力將電磁線圈202引向銜鐵208。可動觸點210移至第二位置，在此位置切換并且接觸繼電器200的“斷開”(常開)觸點214。在第三種狀態下，電磁線圈202被供電，光源204發光。由此，發光的光源首先或最初在視覺上指示繼電器200的電磁線圈202的“開”通電狀態。
[0059]標記組件216聯接于開關組件。標記組件216包括布置在標記組件216其中一個端部的光學濾光器218。標記組件216這樣布置，以使可動觸點210移至第二位置(即，倚靠著“斷開”觸點214)，導致標記組件串聯的或者相應的機械運動，從而使光學濾光器218放置或布置在窗口 201和光源204之間。也就是說，光學濾光器相對于光源移動到位。當被放置在窗口 201和光源204之間時，光學濾光器218能改變由光源204所提供的光指示的顏色。這樣，將可動觸點210移動至第二位置可導致不同顏色的發光或第二顏色的光指示。關于這方面，光指示能夠指示在開關組件所影響的切換狀態。在實例實施方式中，標記組件216還能包括附連于開關組件的銜鐵208的閂(未示出)。該閂容許標記組件216聯接于開關組件，而且還允許可動觸點210從第一位置到第二位置的運動以產生標記組件216的光學濾光器218的串聯或相應的機械運動,從而使得光學濾光器218布置在窗口 201和光源204之間。本領域技術人員會認識到，標記組件和開關組件的聯接不限于這里描述的實例實施方式，并且可以實施其它聯接和/或附連的方法。
[0060]下表I總結了所描述的狀態和代表性的相關視覺光指示。
[0061]
【權利要求】
1.一種繼電器包括， 開關組件，所述開關組件能夠提供基于切換狀態的觸發信號； 通電元件，所述通電元件能夠通電從而影響開關組件；以及 光指示，所述光指示用于指示開關組件的切換狀態。
2.根據權利要求1所述的繼電器，其中所述光指示還指示所述通電元件的通電狀態。
3.根據前述權利要求中的任一項所述的繼電器，其中所述光指示設置在單一的窗口中。
4.根據權利要求3所述的繼電器，還包括設置在所述窗口中的光源，當通電元件通電時所述光源適于被供應電力。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的繼電器，其中所述光指示包括發光二極管(LED)。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的繼電器，其中所述光指示包括光學濾光器，所述光學濾光器可機械移動，以基于切換狀態改變所述光指示。
7.根據權利要求6所述的繼電器，其中當開關組件的切換狀態改變時光學濾光器能夠改變光指示的顏色。
8.根據權利要求6或7所述的繼電器，其中光學濾光器可在光源和窗口之間移動。
9.根據權利要求6至8中的任一項所述的繼電器，還包括 聯接于所述光學濾光器的開關組件的可動觸點，所述可動觸點至少能夠在第一觸點位置和第二觸點位置之間切換； 其中所述第一觸點位置和第二觸點位置分別與開關組件的各切換狀態相關聯；并且 所述光學濾光器配置成與可動觸點的移動串聯。
10.根據權利要求8所述的繼電器，還包括 保持裝置，所述保持裝置將可動觸點保持在作為缺省位置的第一接觸位置。
11.根據權利要求1至3中的任一項所述的繼電器，還包括多個用于提供光指示的可動光源。
12.根據前述權利要求中的任一項所述的繼電器，其中 所述通電元件包括電磁線圈；其中 所述電磁線圈的通電包括電流穿過電磁線圈從而影響開關組件。
13.根據權利要求1至12中的任一項所述的繼電器，其中繼電器是機電繼電器。
14.一種用于指示繼電器失效的方法，該方法包括， 提供用于基于切換狀態傳送觸發信號的開關組件； 提供用于影響開關組件的通電元件；以及 使用光指示來指示開關組件的切換狀態。
15.根據權利要求14所述的方法，還包括使用光指示來指示通電裝置的通電狀態。
16.根據權利要求14或15所述的方法，還包括將光指示設置在單一的窗口中。
17.根據權利要求16所述的方法，其中指示切換狀態的步驟包括 將光源放在窗口中；以及 當通電元件通電時給光源供應電力。
18.根據權利要求14至17中的任一項所述的方法，其中所述光指示包括發光二極管(LED)。
19.根據權利要求14至18中的任一項所述的方法，其中指示切換狀態的步驟包括 使光學濾光器機械地移動用以基于切換狀態改變所述光指示。
20.根據權利要求19所述的方法，其中所述的改變光指示包括當開關組件的切換狀態改變時使光指示的顏色改變。
21.根據權利要求19至20中的任一項所述的方法，其中使光學濾光器機械地移動的步驟包括 使光學濾光器在光源和窗口之間移動。
22.根據權利要求19至21中任一項所述的方法，還包括 將開關組件的可動觸點聯接于光學濾光器，其中可動觸點能夠至少在第一觸點位置和第二觸點位置之間轉換；并且 另外，其中第一觸點位置和第二觸點位置分別與開關組件的各切換狀態相關聯；以及 使光學濾光器移動，與可動觸點的移動串聯。
23.根據權利要求22所述的方法，還包括 將可動觸點保持在作為缺省位置的第一接觸位置。
24.根據權利要求14至17中的任一項所述的方法，其中使用光指示來指示切換狀態的步驟包括使用多個可動光源。
25.根據權利要求14至24中的任一項所述的方法，還包括提供電磁線圈；以及 使電流穿過電磁線圈從而影響開關組件。
26.根據權利要求14至24中的任一項所述的方法，其中繼電器是機電繼電器。
【文檔編號】H01H50/08GK103681113SQ201310414192
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月12日 優先權日:2012年9月13日
【發明者】楊明華, S.喬帕德, 連志勇 申請人:施耐德電器工業公司