一種寒區(qū)隧道電伴熱溫控電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于寒區(qū)隧道工程領(lǐng)域，涉及寒區(qū)隧道內(nèi)部加熱技術(shù)，具體涉及一種寒區(qū)隧道電伴熱溫控電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在寒冷地區(qū)修筑隧道工程，由于受到低溫環(huán)境的影響，極易造成凍害問(wèn)題。隧道內(nèi)部產(chǎn)生凍害的問(wèn)題比較多，對(duì)隧道結(jié)構(gòu)及內(nèi)部交通造成很大的影響。這類凍害問(wèn)題主要是拱頂掛冰、路面積冰和排水系統(tǒng)破壞。產(chǎn)生這類問(wèn)題的主要因素就是隧道滲水和低溫。因此，我們?cè)谧龊盟淼婪罎B措施的基礎(chǔ)上，保證隧道內(nèi)部溫度就顯得十分重要了。
[0003]為決寒區(qū)隧道凍害問(wèn)題，賴金星等人提出了一種寒區(qū)隧道電伴熱主動(dòng)保溫防凍設(shè)施及其施工方法(專利號(hào):ZL201110152411.9)。該電伴熱系統(tǒng)主要采用加熱電纜鋪設(shè)在瀝青混凝土路面下部和隧道襯砌結(jié)構(gòu)表面，并使用泡沫板鋪設(shè)在電纜外部以保護(hù)加熱電纜并起到保溫作用。
[0004]然而這種寒區(qū)隧道電伴熱系統(tǒng)在使用過(guò)程中，并不能有效控制加熱溫度和加熱效率。因?yàn)樵诓煌募竟?jié)，不同的時(shí)間段，隧道內(nèi)部的溫度場(chǎng)并不是恒定的，若采用恒定的電伴熱加熱功率，很容易造成能源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，在上述專利的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)置一種溫控電路，控制寒區(qū)隧道電伴熱系統(tǒng)，使單位面積的加熱功率處在經(jīng)濟(jì)合理的水平，達(dá)到節(jié)約能源的目的。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種寒區(qū)隧道電伴熱溫控電路，包括依次連接并構(gòu)成回路的三相四線電源、空氣開(kāi)關(guān)、熔斷保護(hù)器、加熱電纜，其中加熱電纜設(shè)置多個(gè)，呈盤繞狀分布于隧道中隧道路面下部和隧道襯砌結(jié)構(gòu)表面，在相鄰的加熱電纜之間布設(shè)有感溫裝置，感溫裝置包括由熱敏電阻和常溫電阻并聯(lián)設(shè)置構(gòu)成的感溫回路，熱敏電阻溫度變化時(shí)感溫回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用感應(yīng)電流控制加熱電纜與三相四線電源中零線端之間的通斷。
[0008]進(jìn)一步地，所述的感溫回路中串聯(lián)有線圈，線圈纏繞于一個(gè)鐵芯上；感溫回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流經(jīng)過(guò)線圈后使鐵芯產(chǎn)生磁力，通過(guò)磁力的有無(wú)來(lái)控制加熱電纜與三相四線電源中零線端之間的通斷。
[0009]進(jìn)一步地，所述的感溫回路與線圈之間設(shè)置有信號(hào)放大器。
[0010]進(jìn)一步地，所述的溫控電路還包括一個(gè)溫控開(kāi)關(guān)，該溫控開(kāi)關(guān)包括臺(tái)座，臺(tái)座上設(shè)置有內(nèi)部空心的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上連接有轉(zhuǎn)桿，轉(zhuǎn)桿內(nèi)部空心并與轉(zhuǎn)軸內(nèi)部貫通，在轉(zhuǎn)桿的端部設(shè)置有活動(dòng)觸點(diǎn)；所述的加熱電纜的一端與三相四線電源連接，另一端匯聚至一根連接導(dǎo)線上，該連接導(dǎo)線穿入轉(zhuǎn)軸中，并從轉(zhuǎn)桿與轉(zhuǎn)軸貫通處進(jìn)入轉(zhuǎn)桿內(nèi)部，最終連接在活動(dòng)觸點(diǎn)上；轉(zhuǎn)桿一側(cè)的外壁上與臺(tái)座之間連接有彈簧，轉(zhuǎn)桿另一側(cè)的外壁上設(shè)置有金屬片；在臺(tái)座上設(shè)置有固定觸點(diǎn)，固定觸點(diǎn)與三相四線電源中零線端之間連接；當(dāng)鐵芯未產(chǎn)生磁力時(shí)在彈簧的作用下活動(dòng)觸點(diǎn)和固定觸點(diǎn)接觸，鐵芯產(chǎn)生磁力后吸引金屬片使轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，固定觸點(diǎn)和活動(dòng)觸點(diǎn)分開(kāi)。
[0011]進(jìn)一步地，所述的轉(zhuǎn)桿上除了轉(zhuǎn)桿與彈簧連接部位、設(shè)置金屬片的部位和轉(zhuǎn)桿與轉(zhuǎn)軸連接部位之外均包裹有絕緣層。
[0012]進(jìn)一步地，所述的臺(tái)座包括一個(gè)矩形體底座，自底座的一角切去一個(gè)矩形塊，構(gòu)成缺損部，使底座整體呈“L”形；在底座上表面向下截取一部分，構(gòu)成第一凹陷部，自第一凹陷部上表面向下截取一部分，構(gòu)成第二凹陷部；所述的鐵芯固定設(shè)置于第二凹陷部中，鐵芯的軸向垂直于底座上表面；所述的轉(zhuǎn)軸垂直固定于第一凹陷部中，轉(zhuǎn)桿的部分伸出第一凹陷部，進(jìn)入缺損部中，并且轉(zhuǎn)桿的軸向平行于底座上表面；所述的彈簧設(shè)置在第一凹陷部中遠(yuǎn)離鐵芯方向的側(cè)壁上，在缺損部中遠(yuǎn)離鐵芯方向的側(cè)壁上設(shè)置有固定塊，所述的固定觸點(diǎn)設(shè)置于固定塊上。
[0013]進(jìn)一步地，所述的臺(tái)座設(shè)置于一個(gè)箱體中，箱體呈密閉狀態(tài)，箱體的縫隙處做防水密封處理。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果:
[0015]1.本發(fā)明專利提供的電伴熱溫控電路，所需的電子裝置十分常見(jiàn)，安裝簡(jiǎn)單，操作方便，建設(shè)成本較低；
[0016]2.本發(fā)明專利所提供的電伴熱溫控電路，可以有效的調(diào)節(jié)加熱電纜加熱效果的溫度，將加熱溫度控制在有效的溫度范圍內(nèi)，降低單位面積上的加熱功率，達(dá)到節(jié)約能源的目標(biāo)；
[0017]3.本發(fā)明所提供的電伴熱溫控電路，感溫裝置可以將不同溫度差的信息轉(zhuǎn)換成方向不同的電流信息，再通過(guò)信號(hào)放大器增大信號(hào)電流，產(chǎn)生的信號(hào)電流可以使信號(hào)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生足夠的電磁力，通過(guò)電磁力和彈簧的相互作用控制電路的連通和關(guān)閉。
[0018]4.本發(fā)明結(jié)構(gòu)巧妙合理，采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)溫控目的，與控制器、控制芯片相比，本發(fā)明控制系統(tǒng)具有更好的魯棒性，產(chǎn)生誤差、錯(cuò)誤的幾率小，對(duì)環(huán)境要求低，且環(huán)境中不利因素對(duì)其影響小，不用復(fù)雜的校調(diào)過(guò)程，設(shè)置簡(jiǎn)單，不容易損壞，具有良好的實(shí)用性會(huì)K。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的溫控開(kāi)關(guān)示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明的鐵芯部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明的感溫裝置示意圖；
[0023]圖中標(biāo)號(hào)代表:1一三相四線電源，其中A、B、C為三個(gè)火線端，N為零線端；2—空氣開(kāi)關(guān)，3—熔斷保護(hù)器，4一加熱電纜，5—感溫回路，6—信號(hào)放大器，7—溫控開(kāi)關(guān)，8—臺(tái)座，
9一轉(zhuǎn)軸，10—金屬片，11 一彈黃，12—轉(zhuǎn)桿，13—活動(dòng)觸點(diǎn)，14 一固定觸點(diǎn)，15 一鐵芯，16—線圈，17—熱敏電阻，18—常溫電阻，19一連接導(dǎo)線，20—第一凹陷部，21—缺損部，22—第二凹陷部。
【具體實(shí)施方式】
[0024]由于寒區(qū)隧道內(nèi)存在冰凍、溫差大、工作環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的利用處理芯片來(lái)控制溫度的系統(tǒng)在這種環(huán)境下容易產(chǎn)生誤差和損壞，并不能達(dá)到良好的應(yīng)用要求；且由于處于冰凍、凍融的環(huán)境中，整套系統(tǒng)容易被水浸染，易造成系統(tǒng)工作失效；因此在這中嚴(yán)苛的環(huán)境下，需要一種對(duì)環(huán)境要求低、工作誤差小的溫控裝置來(lái)保證隧道內(nèi)電伴熱系統(tǒng)的正常工作。
[0025]如圖1所示，一種寒區(qū)隧道電伴熱溫控電路，包括依次連接并構(gòu)成回路的三相四線電源1、空氣開(kāi)關(guān)2、熔斷保護(hù)器3、加熱電纜4，其中加熱電纜4設(shè)置多個(gè)，呈盤繞狀分布于隧道中隧道路面下部和隧道襯砌結(jié)構(gòu)表面，在相鄰的加熱電纜4之間布設(shè)有感溫裝置，感溫裝置包括由熱敏電阻17和常溫電阻18并聯(lián)設(shè)置構(gòu)成的感溫回路5，熱敏電阻17溫度變化時(shí)感溫回路5中產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用感應(yīng)電流控制加熱電纜4與三相四線電源I中零線端之間的通斷。
[0026]本方案中采用工業(yè)三相電源，圖中A、B、C為三相火線端，N為接地的零線端。正常工作時(shí)，電流依次經(jīng)過(guò)空氣開(kāi)關(guān)2、熔斷保護(hù)器3、到達(dá)加熱電纜4后產(chǎn)生熱能，對(duì)隧道路面下部、襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱，繼而通過(guò)零線流回零線端。與具有內(nèi)部處理器的智能芯片不同，本方案中為了控制加熱電纜4的工作，在加熱電纜4之間設(shè)置有感溫裝置。
[0027]感溫裝置有兩個(gè)作用，一是探測(cè)感受加熱電纜4之間的溫度，當(dāng)兩者之間的溫度過(guò)高時(shí)，說(shuō)明當(dāng)前加熱已經(jīng)達(dá)到要求，將該信息進(jìn)行反饋；其二是感溫裝置也是一個(gè)激勵(lì)源，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)被觸發(fā)，使感溫裝置能控制加熱電纜4的通斷。溫度過(guò)高則需要對(duì)加熱電纜4的供電進(jìn)行一定時(shí)間的截?cái)?，使加熱余溫能得到充分利用?br>[0028]具體地，感溫裝置包括熱敏電阻17和常溫電阻18。這里的常溫電阻18是指阻值固定的電阻，其阻值不受溫度的影響。利用熱敏電阻17和常溫電阻18構(gòu)成感溫回路5，當(dāng)對(duì)溫度敏感的熱敏電阻17，在受到加熱電纜4產(chǎn)生的熱量而溫度升高時(shí)，感溫回路5中由于溫度差而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，繼而在閉合的感溫回路5中產(chǎn)生電流。這個(gè)電流即可看作是一種激勵(lì)，可采用多種方式，將電流轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而控制加熱電纜4電路的通斷。
[0029]在本例中，應(yīng)用方式是，感溫回路5中串聯(lián)有線圈16，線圈16纏繞于一個(gè)鐵芯15上；感溫回路5中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流經(jīng)過(guò)線圈16后使鐵芯15產(chǎn)生磁力，通過(guò)磁力的有無(wú)來(lái)控制加熱電纜4與三相四線電源I中零線端之間的通斷。
[0030]如圖3所示，線圈16作為感溫回路5的一部分，在感溫回路5中產(chǎn)生電流時(shí)，電流同時(shí)流經(jīng)線圈16。線圈16纏繞在鐵芯15上，那么當(dāng)電流流過(guò)鐵芯15時(shí)，鐵芯15將產(chǎn)生電磁力?？煞奖愕貙⒃撾姶帕D(zhuǎn)化為對(duì)電路的通斷控制。而為了更好地利用前述的感溫電流，感溫回路5與線圈16之間設(shè)置有信號(hào)放大器6，對(duì)電流進(jìn)行一定程度的放大后再進(jìn)行利用。
[0031]本方案中進(jìn)一步地提出了一種利用結(jié)構(gòu)，如圖2所示，溫控電路還包括一個(gè)溫控開(kāi)關(guān)7，該溫控開(kāi)關(guān)7包括臺(tái)座8，臺(tái)座8上設(shè)置有內(nèi)部空心的轉(zhuǎn)軸9，轉(zhuǎn)軸9上連接有轉(zhuǎn)桿12，轉(zhuǎn)桿12內(nèi)部空心并與轉(zhuǎn)軸9內(nèi)部貫通，在轉(zhuǎn)桿12的端部設(shè)置有活動(dòng)觸點(diǎn)13 ;所述的加熱電纜4的一端與三相四線電源I連接，另一端匯聚至一根連接導(dǎo)線19上，該連接導(dǎo)線19穿入轉(zhuǎn)軸9中，并從轉(zhuǎn)桿12與轉(zhuǎn)軸9貫通處進(jìn)入轉(zhuǎn)桿12內(nèi)部，最終連接在活動(dòng)觸點(diǎn)13上；轉(zhuǎn)桿12 —側(cè)的外壁上與臺(tái)座8之間連接有彈簧11，轉(zhuǎn)桿12另一側(cè)的外壁上設(shè)置有金屬片
10;在臺(tái)