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一种船舶航行灯故障检测装置及方法

阅读:120发布:2023-02-26

专利汇可以提供一种船舶航行灯故障检测装置及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 船舶 航行灯故障检测装置及方法,包括包含有多组 开关 的多路复用器、 信号 发生器、运算发大器和连接在航行灯回路中的取样 电阻 ;取样电阻两端通过限流电阻与多路复用器的其中两组中的通道连接,取样电阻的两端通过限流电阻均连接两路通道,取样电阻一端所连接的通道与另一端所连接的通道一一对应同时导通;多路复用器与取样电阻所连接的两组通道的公共端分别连接 运算 放大器 的两个输入端,以通过多路复用器分别将取样电阻两端的 信号传输 到 运算放大器 的两个输入端;信号发生器的输出端与多路复用器的地址端连接,用于控制多路复用器各通道的选通。本发明可以兼容交流航行灯和直流航行灯的故障检测,并且具有准确性和安全性高的优点。,下面是一种船舶航行灯故障检测装置及方法专利的具体信息内容。

1.一种船舶航行灯故障检测装置,其特征在于,包括包含有多组开关的多路复用器、信号发生器、运算放大器和连接在航行灯回路中的取样电阻
所述取样电阻两端通过限流电阻与多路复用器的其中两组中的通道连接,其中取样电阻的两端通过限流电阻均连接两路通道,取样电阻一端所连接的通道与另一端所连接的通道一一对应同时导通;其中将取样电阻两端同时导通的其中两路通道定义为第一对通道,另外两路同时导通的通道定义为第二对通道;取样电阻每端通过限流电阻所连接的两路通道分别来自于多路复用器的两组通道;
所述多路复用器与取样电阻所连接的两组通道的公共端分别连接运算放大器的两个输入端,以通过所述多路复用器分别将取样电阻两端的信号传输到运算放大器的两个输入端;
所述信号发生器的输出端与多路复用器的地址端连接,用于控制第一对通道和第二对通道的选通。
2.根据权利要求1所述的船舶航行灯故障检测装置,其特征在于,所述多路复用器为双四路模拟开关,包括两组四路通道,分别为1Y组和2Y组;
取样电阻的第一端通过限流电阻分别与1Y组的一路通道以及2Y组的一路通道连接;所述取样电阻的第二端通过限流电阻分别与1Y组的一路通道以及2Y组的一路通道连接;
取样电阻的第一端连接的1Y组的一路通道与第二端连接的2Y组的一路通道同时导通,将这两路通道定义为取样电阻的第一对通道;取样电阻的第一端连接的2Y组的一路通道与第二端连接的1Y组的一路通道同时导通,将这两路通道定义为取样电阻的第二对通道;
所述双四路模拟开关的1Y组四路通道和2Y组四路通道的公共端分别与运算放大器的两个输入端连接。
3.根据权利要求2所述的船舶航行灯故障检测装置,其特征在于,所述双四路模拟开关为CD4052芯片。
4.根据权利要求1所述的船舶航行灯故障检测装置,其特征在于,所述信号发生器的输出端依次通过第二光耦和拨动开关与多路复用器的地址端连接;所述拨动开关还连接有高电平或低电平信号源,通过拨动开关的动作将低电平信号、高电平信号或者信号发生器产生的信号传送给多路复用器的地址端,以控制第一对通道和第二对通道的选通情况;
所述信号发生器主要由TL555C芯片组成,所述第二光耦为TLP185芯片。
5.根据权利要求1所述的船舶航行灯故障检测装置,其特征在于,所述运算放大器的输入正向端和反向端之间连接有一个电容,所述运算放大器的输入正向端通过8.2MΩ的偏置电阻连接到负电源端;所述运算放大器的输出端连接有第一光耦;所述运算放大器为OP07C芯片,所述第一光耦为TLP185芯片。
6.根据权利要求1所述的船舶航行灯故障检测装置,其特征在于,所述连接在航行灯回路中的取样电阻为PCB板上的一段蛇形走线。
7.一种基于权利要求1所述的船舶航行灯故障检测装置的故障检测方法,其特征在于,步骤如下:
S1、首先判断船舶航行灯回路中是交流电还是直流电;
若是交流电,则进入步骤S2;
若是直流电,则进入步骤S3;
S2、根据取样电阻两端与多路复用器中通道的连接关系,确定多路复用器地址端的控制信号,使取样电阻的第一对通道或第二对通道导通;然后通过第一对通道或第二对通道将取样电阻两端的信号分别传送到运算放大器的两个输入端;进入步骤S4;
S3、根据取样电阻两端与多路复用器中通道的连接关系,确定多路复用器地址端的控制信号,使取样电阻的第一对通道和第二对通道交替导通,然后通过第一对通道和第二对通道分别将取样电阻两端的信号交替的传输到运算放大器的两个输入端中;进入步骤S4;
S4、根据运算放大器输出端的信号判断航行灯是否出现故障;
若运算放大器的输出端输出一个高低电平交替变换的方波信号,则表示航行灯运行正常,未出现故障;
若运算放大器输出端输出一个始终为低电平的信号,则表示航行灯运行不正常,航行灯出现故障。
8.根据权利要求7所述的船舶航行灯故障检测方法,其特征在于,所述多路复用器为双四路模拟开关CD4052芯片,包括两组四路通道,分别为1Y组和2Y组;其中1Y组的四路通道分别为1Y0、1Y1、1Y2和1Y3,对应CD4052芯片的第12、14、15和11引脚;2Y组的四路通道分别为
2Y0组、2Y1、2Y2和2Y3,对应CD4052芯片的第1、5、2和4引脚;CD4052芯片两个地址端分别为S1和S0,对应CD4052芯片的第9和10引脚;
取样电阻的第一端通过限流电阻分别与1Y0通道和2Y1通道连接,第二端通过限流电阻分别与CD4052芯片的1Y1通道和2Y0组通道连接;1Y0通道和2Y0组通道为取样电阻的第一对通道,1Y1通道和2Y1通道为取样电阻的第二对通道;
当航行灯回路中是交流电时,所述步骤S2中将CD4052芯片地址端S1和S0均置为低电平或者将CD4052芯片地址端S1和S0分别对应置为低电平和高电平;当CD4052芯片地址端S1和S0均置为低电平时,第一对通道导通,取样电阻的第一端的信号通过1Y0通道传输到运算放大器的第一输入端,取样电阻的第二端的信号通过2Y0组通道传输到运算放大器的第二输入端;当CD4052芯片地址端S1和S0分别为低电平和高电平时,第二对通道导通,取样电阻的第一端的信号通过2Y1通道传输到运算放大器的第二输入端,取样电阻的第一端的信号通过1Y1通道传输到运算放大器的第一输入端;
当航行灯回路中是直流电时,所述步骤S2中将CD4052芯片地址端S1为低电平,通过信号发生器输入方波信号到地址端S0,当地址端S0为低电平时,第一对通道导通,取样电阻的第一端信号通过1Y0通道传送到运算放大器的第一输入端,取样电阻的第二端信号通过2Y0组通道传送到运算放大器的第二输入端;当地址端S0为高电平时,第二对通道导通,取样电阻的第一端信号通过2Y1通道传送到运算放大器的第二输入端,取样电阻的第二端信号通过第1Y1组通道传送到运算放大器的第一输入端;通过地址端S0的方波信号,将取样电阻两端的信号交替传送到运算放大器的两个输入端。
9.根据权利要求8所述的船舶航行灯故障检测方法,其特征在于,信号发生器输出端通过拨动开关与CD4052芯片的地址端S0连接,其中CD4052芯片的地址端S1始终连接0V低电平;拨动开关的第1引脚与信号发生器输出端连接,第2引脚与CD4052芯片的地址端S0连接,第3引脚接高电平或者低电平信号源;拨动开关动作使第2引脚与第1引脚或者第3引脚连通;
当航行灯回路是交流电时,拨动开关动作连通微型拨动开关第2和第3引脚,信号发生器始终将低电平信号或者高电平信号传送到地址端S0,使得第一对通道或者第二对通道导通;
当航行灯回路是直流电时,拨动开关动作连通微型拨动开关第1和第2引脚,信号发生器始终将方波信号传送到地址端S0,使得第一对通道和第二对通道交替导通。
10.根据权利要求8或9所述的船舶航行灯故障检测方法,其特征在于,所述信号发生器输出的方波的频率为50HZ。

说明书全文

一种船舶航行灯故障检测装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种船舶安全照明设备技术领域,特别涉及一种船舶航行灯故障检测装置及方法。

背景技术

[0002] 船舶航行灯是船舶夜间或视距不良时用以表示自身位置和运动方向,便于互相避让、识别的信号灯。航行灯是船舶安全航行的重要设备,是船舶之间互相辨别航行动态的重要标志,是决定采取避让行动的重要依据。因此,保证航行灯稳定可靠地工作是十分重要的,一旦航行灯出现故障就会引起周围或过往船舶误会,可能会造成不必要的人员损伤和财产损失,所以必须在驾驶室或控制室中能够随时监测各路航行信号灯的工作情况,在航行灯出现故障时能及时可靠的被检测到,以通知操作人员及时采取措施避免影响船舶的正常航行。因此,必须有一种可靠的灯具故障检测装置能独立对每一个航行灯进行实时工作状态监测,当发生故障时能可靠的输出信号到后级设备、驾驶室或控制室以便采取相应措施。
[0003] 传统的船舶航行灯,采用继电器控制,将航行灯与继电器以及驾驶室中的指示灯串联,这样如果航行灯出现故障,则驾驶室中的指示灯相应发生改变,从而指示出航行灯的状态。但是这种控制方式不仅航行灯自身发生故障时会使得指示灯发生变化,而且电路中继电器和指示灯的故障也会使得指示灯发生相应改变,因此这种传统方式检测的准确度并不高。

发明内容

[0004] 本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种准确度高的船舶航行灯故障检测装置,并且该装置既能适用于交流电航行灯,又能适用于直流电航行灯。
[0005] 本发明的第二目的在于提供一种由上述船舶航行灯故障检测装置实现的船舶航行灯故障检测方法。
[0006] 本发明的第一目的通过下述技术方案实现:一种船舶航行灯故障检测装置,包括包含有多组开关的多路复用器、信号发生器、运算放大器和连接在航行灯回路中的取样电阻
[0007] 所述取样电阻两端通过限流电阻与多路复用器的其中两组中的通道连接,其中取样电阻的两端通过限流电阻均连接两路通道,取样电阻一端所连接的通道与另一端所连接的通道一一对应同时导通;其中将取样电阻两端同时导通的其中两路通道定义为第一对通道,另外两路同时导通的通道定义为第二对通道;
[0008] 所述多路复用器与取样电阻所连接的两组通道的公共端分别连接运算放大器的两个输入端,以通过所述多路复用器分别将取样电阻两端的信号传输到运算放大器的两个输入端;
[0009] 所述信号发生器的输出端与多路复用器的地址端连接,用于控制第一对通道和第二对通道的选通。
[0010] 优选的,所述多路复用器为双四路模拟开关,包括两组四路通道,分别为1Y组和2Y组;
[0011] 取样电阻的第一端通过限流电阻分别与1Y组的一路通道以及2Y组的一路通道连接;所述取样电阻的第二端通过限流电阻分别与1Y组的一路通道以及2Y组的一路通道连接;
[0012] 取样电阻的第一端连接的1Y组的一路通道与第二端连接的2Y组的一路通道同时导通,将这两路通道定义为取样电阻的第一对通道;取样电阻的第一端连接的2Y组的一路通道与第二端连接的1Y组的一路通道同时导通,将这两路通道定义为取样电阻的第二对通道;
[0013] 所述双四路模拟开关的1Y组四路通道和2Y组四路通道的公共端分别与运算放大器的两个输入端连接。
[0014] 更进一步的,所述双四路模拟开关为CD4052芯片。
[0015] 优选的,所述信号发生器的输出端依次通过第二光耦和拨动开关与多路复用器的地址端连接;通过拨动开关将低电平信号、高电平信号或者信号发生器产生的方波信号传送给多路复用器的地址端,以控制多路复用器各通道的接通。
[0016] 所述信号发生器主要由TL555C芯片组成,所述第二光耦为TLP185芯片。
[0017] 优选的,所述运算放大器的输入正向端和反向端之间连接有一个电容,所述运算放大器的输入正向端通过8.2MΩ的偏置电阻连接大负电源端;所述运算放大器的输出端连接有第一光耦;所述运算放大器为OP07C芯片,所述第一光耦为TLP185芯片。
[0018] 优选的,所述连接在航行灯回路中的取样电阻为PCB板上的一段蛇形走线。
[0019] 本发明的第二目的通过下述技术方案实现:一种船舶航行灯故障检测方法,步骤如下:
[0020] S1、首先判断船舶航行灯回路中是交流电还是直流电;
[0021] 若是交流电,则进入步骤S2;
[0022] 若是直流电,则进入步骤S3;
[0023] S2、根据取样电阻两端与多路复用器中通道的连接关系,确定多路复用器地址端的控制信号,使取样电阻的第一对通道或第二对通道导通;然后通过第一对通道或第二对通道将取样电阻两端的信号分别传送到运算放大器的两个输入端;进入步骤S4;
[0024] S3、根据取样电阻两端与多路复用器中通道的连接关系,确定多路复用器地址端的控制信号,使取样电阻的第一对通道和第二对通道交替导通,然后通过第一对通道和第二对通道分别将取样电阻两端的信号交替的传输到运算放大器的两个输入端中;进入步骤S4;
[0025] S4、根据运算放大器输出端的信号判断航行灯是否出现故障;
[0026] 若运算放大器的输出端输出一个高低电平交替变换的方波信号,则表示航行灯运行正常,未出现故障;
[0027] 若运算放大器输出端输出一个始终为低电平的信号,则表示航行灯运行不正常,航行灯出现故障。
[0028] 优选的,所述多路复用器为双四路模拟开关CD4052芯片,包括两组四路通道,分别为1Y组和2Y组;其中1Y组的四路通道分别为1Y0、1Y1、1Y2和1Y3,对应CD4052芯片的第12、14、15和11引脚;2Y组的四路通道分别为2Y0组、2Y1、2Y2和2Y3,对应CD4052芯片的第1、5、2和4引脚;CD4052芯片两个地址端分别为S1和S0,对应CD4052芯片的第9和10引脚;
[0029] 取样电阻的第一端通过限流电阻分别与1Y0通道和2Y1通道连接,第二端通过限流电阻分别与CD4052芯片的1Y1通道和2Y0组通道连接;1Y0通道和2Y0组通道为取样电阻的第一对通道,1Y1通道和2Y1通道为取样电阻的第二对通道;
[0030] 当航行灯回路中是交流电时,所述步骤S2中将CD4052芯片地址端S1和S0均置为低电平或者将CD4052芯片地址端S1和S0分别对应置为低电平和高电平;当CD4052芯片地址端S1和S0均置为低电平时,第一对通道导通,取样电阻的第一端的信号通过1Y0通道传输到运算放大器的第一输入端,取样电阻的第二端的信号通过2Y0组通道传输到运算放大器的第二输入端;当CD4052芯片地址端S1和S0分别为低电平和高电平时,第二对通道导通,取样电阻的第一端的信号通过2Y1通道传输到运算放大器的第二输入端,取样电阻的第一端的信号通过1Y1通道传输到运算放大器的第一输入端;
[0031] 当航行灯回路中是直流电时,所述步骤S2中将CD4052芯片地址端S1为低电平,通过信号发生器输入方波信号到地址端S0,当地址端S0为低电平时,第一对通道导通,取样电阻的第一端信号通过1Y0通道传送到运算放大器的第一输入端,取样电阻的第二端信号通过2Y0组通道传送到运算放大器的第二输入端;当地址端S0为高电平时,第二对通道导通,取样电阻的第一端信号通过2Y1通道传送到运算放大器的第二输入端,取样电阻的第二端信号通过第1Y1组通道传送到运算放大器的第一输入端;通过地址端S0的方波信号,将取样电阻两端的信号交替传送到运算放大器的两个输入端。
[0032] 更进一步的,所述信号发生器输出端通过拨动开关与CD4052芯片的地址端S0连接,其中CD4052芯片的地址端S1始终连接0V低电平;拨动开关的第1引脚与信号发生器输出端连接,第2引脚与CD4052芯片的地址端S0连接,第3引脚接高电平或者低电平;拨动开关动作使第2引脚与第1引脚或者第3引脚连通。
[0033] 当航行灯回路是交流电时,拨动开关动作连通微型拨动开关第2和第3引脚,信号发生器始终将低电平信号或者高电平信号传送到地址端S0,使得第一对通道或者第二对通道导通;
[0034] 当航行灯回路是直流电时,拨动开关动作连通微型拨动开关第1和第2引脚,信号发生器始终将方波信号传送到地址端S0,使得第一对通道和第二对通道交替导通。
[0035] 更进一步的,所述信号发生器输出的方波的频率为50HZ。
[0036] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0037] (1)本发明采用取样电阻提取航行灯回路中的电压信号,并且通过多路复用器将取样电阻两端的信号传送到运算放大器的两个输入端,通过运算放大器来判断航行灯回路中取样电阻两端的电压大小,从而通过运算放大器输出的信号来确定航行灯是否出现故障,具有准确度高的优点。
[0038] (2)本发明船舶航行灯故障检测装置同时适合用于检测交流航行灯和直流航行灯的故障,当本发明取样电阻通过多路复用器中第一对通道和第二对通道与运算放大器连接时,在交流电的情况下,能够将两端交替变化的电压体现在运算放大器的输出端,在直流电的情况下,可以将取样电阻两端的电压交替的传输到运算放大器的两个输入端,将取样电阻在直流情况下其中一端的电压始终大于另一端的情况通过运算放大器体现出来;因此本发明可以完全兼容交流航行灯和直流航行灯,通过运算放大器是否输出方波信号来判断航行灯是否出现故障,具有判断准确度高且直观的优点。
[0039] (3)本发明船舶航行灯故障检测装置多路复用器的地址端通过拨动开关连接信号发生器的输出端、低电平信号或高电平信号,通过拨动开关控制将高电平、低电平或者信号发生器产生的方波信号输入到多路复用器的地址端,以控制本发明装置针对直流航行灯或交流航行灯进行检测,因此本发明可以通过拨动开关的动作使得检测装置适用于交流或直流电路中,具有控制方便、快捷的优点。
[0040] (4)本发明船舶航行灯故障检测装置的信号发生器输出的信号通过第二光耦后再输入到多路复用器的地址端,运算放大器输出的信号通过第一光耦合后再作为最终输出,通过第二光耦后将多路复用器和信号发生器进行隔离,通过第一光耦对运算放大器与输出进行隔离,避免了相互影响,进一步提高船舶航行灯故障检测装置的准确性和安全性。
[0041] (5)本发明船舶航行灯故障检测装置的取样电阻PCB板上的一段蛇形走线,无需采用额外的电阻,并且能够在进行PCB布线时采用蛇形走线方式增加线长度,控制采样电阻的大小,具有结构简单的优点。
[0042] (6)本发明船舶航行灯故障检测装置运算放大器的正向输入端通过一个8.2MΩ的电阻连接到负电源端,以使得检测装置在初次通电或航行灯未使能时,对运算放大器两个输入端自身失调电压的补偿处理,也就是使得运算放大器的正向输入端始终叠加一个大于失调电压的电压,保证正向输入端始终大于反向输入端,避免此时出现随机现象。附图说明
[0043] 图1是本发明船舶航行灯故障检测装置的结构框图
[0044] 图2是本发明船舶航行灯故障检测装置电路原理图。
[0045] 图3是本发明船舶航行灯故障检测装置中信号发生器部分的电路原理图。
[0046] 图4是本发明船舶航行灯故障检测方法的流程图

具体实施方式

[0047] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
[0048] 实施例
[0049] 如图1所示,本实施例公开了一种船舶航行灯故障检测装置,包括包含有多组开关的多路复用器4、信号发生器3、运算放大器5和连接在航行灯所在电路回路中的取样电阻1;取样电阻1两端通过限流电阻2与多路复用器4的其中两组中的通道连接,其中取样电阻1的两端通过限流电阻2均连接两路通道,取样电阻1一端所连接的通道与另一端所连接的通道一一对应同时导通;其中将取样电阻1两端同时导通的其中两路通道定义为第一对通道,另外两路同时导通的通道定义为第二对通道;多路复用器4与取样电阻1所连接的两组通道的公共端分别连接运算放大器的两个输入端,以通过所述多路复用器分别将取样电阻两端的信号传输到运算放大器的两个输入端;
[0050] 信号发生器3的输出端依次通过第二光耦8和微型拨动开关7与多路复用器4的地址端连接,用于控制多路复用器4各通道的接通。
[0051] 其中本实施例的取样电阻为PCB板上的一段蛇形走线,在进行PCB布线时采用蛇形走线方式增加铜线长度。
[0052] 如图2所示,在本实施例中所使用的多路复用器为双四路模拟开关CD4052芯片,包括两组四路通道,分别为1Y组和2Y组;其中1Y组的四路通道分别为1Y0、1Y1、1Y2和1Y3,对应CD4052芯片的第12、14、15和11引脚;2Y组的四路通道分别为2Y0组、2Y1、2Y2和2Y3,对应CD4052芯片的第1、5、2和4引脚。其中1Y组四路通道的公共端对应第12引脚1Z,2Y组四路通道的公共端对应第3引脚2Z;CD4052芯片的第9引脚S1和第10引脚S0为地址端,该芯片的真值表如表1所示:
[0053] 表1
[0054]
[0055] 在本实施例中取样电阻的第一端通过1KΩ的限流电阻R5分别与1Y组的一路通道1Y0以及2Y组的一路通道2Y1连接;取样电阻的第二端通过1KΩ的限流电阻R6分别与1Y组的一路通道1Y1以及2Y组的一路通道2Y0组连接;取样电阻的第一端连接的1Y组的一路通道
1Y0与第二端连接的2Y组的一路通道2Y0组同时导通,将这两路通道定义为取样电阻的第一对通道;取样电阻的第一端连接的2Y组的一路通道2Y1与第二端连接的1Y组的一路通道1Y1同时导通,将这两路通道定义为取样电阻的第二对通道;并且本实施例的CD4052芯片地址端S1始终置为低电平,以保证本实施例的第一对通道和第二对通道能够导通。当然本实施例可以从1Y0和2Y0、1Y1和2Y1、1Y2和2Y2以及1Y3和2Y3中任选两对通道作为取样电路的第一对通道和第二对通道;例如选择1Y0和2Y0作为第一对通道,1Y2和2Y2作为第二通道,此时取样电阻的第一端通过限流电阻通道1Y0以及2Y2连接;第二端通过限流电阻与1Y2以及2Y0组连接;通过CD4052芯片地址端控制相应通道导通即可。
[0056] 1Y组四路通道的公共端1Z和2Y组四路通道的公共端2Z分别与运算放大器的第一输入端和第二输入端连接。其中本实施例中运算放大器的第一输入端为反向输入端,第二输入端为正向输入端。
[0057] 如图1和2所示,本实施例的运算放大器为OP07C芯片,OP07C芯片的输入正向端和反向端之间连接有一个0.1μF抗脉冲干扰电容11,该电容C11用于抗脉冲干扰。另外OP07C芯片的输入正向端通过8.2MΩ偏置电阻R2与负电源端连接;OP07C芯片的输出端通过1KΩ电阻R3连接第一光耦TLP185,通过TLP185对OP07C芯片输出的信号进行隔离,以得到更加准确的输出信号。其中偏置电阻R2使得检测装置在初次通电或航行灯未使能时,对运算放大器两个输入端自身失调电压的补偿处理,也就是使得运算放大器的正向输入端始终叠加一个大于失调电压的电压,保证正向输入端始终大于反向输入端,避免此时出现随机现象。当航行灯正常运行时,只要流过取样电阻的电流大于一定数值,就使得取样电阻的电压大于叠加的电压,从而电路正常工作;另外该偏置电阻与多路复用器被选通的通道的内部电阻构成一个分压电路,该电阻越大叠加到运算放大器正向输入端的电压就越小,也就是装置能够检测到的航行灯功率就越小,但最终叠加的电压不能小于运算放大器自身的失调电压。
[0058] 如图3所示,本实施例的信号发生器为TL555C芯片,信号发生器的输出端依次通过第二光耦TLP185和微型拨动开关U2与CD4052芯片的地址端S0连接,为CD4052芯片地址端提供控制信号。其中本实施例微型拨动开关可以采用单联3脚的,第1引脚通过第二光耦TLP185与信号发生器的输出端连接,第3引脚接低电平或高电平信号源,第2引脚连接CD4052芯片的地址端S0。微型拨动开关根据开关动作将第2引脚与第1引脚或第3引脚连通。当然本实施例中也可以采用其他普遍使用的拨动开关,如图3中的包含6个引脚的双联6脚拨动开关其中只使用第1至3个引脚即可。
[0059] 在本年实施例中,当开关动作连通微型拨动开关第2和第3引脚,则始终将低电平信号或者高电平信号传送到地址端S0;当开关动作连通微型拨动开关第1和第2引脚,信号发生器产生的50Hz的经过第二光耦隔离的方波信号通过微型拨动开关传送到地址端S0。
[0060] 如图3所示,在本实施例中TL555C芯片的电源端第8引脚连接到电源接入端子J3中的一组独立DVCC5V电源单独供电,以避免TL555C与CD4052、OP07C和航行灯供电回路产生共地,从而提高抗干扰能。TL555C的第4引脚与第8引脚连接,第8引脚通过电阻R7与第7引脚连接,第8引脚还依次通过电阻R7和电阻R8分别与第2和6引脚连接,TL555C的第2和6引脚还通过钽电容C5接地,TL555C的第5引脚通过陶瓷电容C6接地,第1引脚接地,第3引脚即输出端连接有第二光耦TLP185;通过第二光耦TLP185将信号发生器输出的信号与输入到CD4052芯片的地址端第9引脚的信号隔离开来,以提高准确性。另外本实施例中的CD4052和OP07C的电源引脚是连接到另一组正负8V电源单独供电,以避免来自航行灯回路的强电干扰引入到第二光耦输出端。
[0061] 如图4所示,本实施例还提供了一种采用上述船舶航行灯故障检测装置的检测方法,检测步骤如下:
[0062] S1、首先判断船舶航行灯回路中是交流电还是直流电;
[0063] 若是交流电,则进入步骤S2;
[0064] 若是直流电,则进入步骤S3;
[0065] S2、根据取样电阻两端与CD4052芯片中通道的连接关系,确定双四路模拟开关地址端的控制信号,使取样电阻的第一对通道或第二对通道导通;然后通过第一对通道或第二对通道将取样电阻两端的信号分别传送到运算放大器OP07C的两个输入端;进入步骤S4;
[0066] 其中在本步骤中,当CD4052芯片两个地址端第9引脚和第10引脚均置为低电平时,即S1S0=00,第一对通道导通,取样电阻的第一端的信号通过1Y0通道传输到运算放大器的反向输入端,取样电阻的第二端的信号通过2Y0组通道传输到运算放大器的正向输入端;
[0067] 在本步骤中,当CD4052芯片两个地址端第9引脚和第10引脚分别为低电平和高电平时,即S1S0=01,第二对通道导通,取样电阻的第一端的信号通过2Y1通道传输到运算放大器的正向输入端,取样电阻的第一端的信号通过1Y1通道传输到运算放大器的反向输入端。即通过第一对通道或者第二对通道将取样电阻两端的信号输入到运算放大器的两个输入端,在该情况下,地址端的控制信号始终不变,只有一对通道处于导通的状态。
[0068] S3、根据取样电阻两端与双四路模拟开关中通道的连接关系,使取样电阻的第一对通道和第二对通道交替导通,然后通过第一对通道和第二对通道分别将取样电阻两端的信号交替的传输到运算放大器的两个输入端中;进入步骤S4;
[0069] 在本步骤中,将CD4052芯片两个地址端第9引脚置为低电平,即S1=0,通过信号发生器输入高低电平交替的方波信号到第10引脚地址端S0中,当地址端S0为低电平时,第一对通道导通,取样电阻的第一端信号通过1Y0通道传送到运算放大器的反向输入端,取样电阻的第二端信号通过2Y0组通道传送到运算放大器的正向输入端;当地址端S0为高电平时,第二对通道导通,取样电阻的第一端信号通过2Y1通道传送到运算放大器的正向输入端,取样电阻的第二端信号通过第1Y1组通道传送到运算放大器的反向输入端;通过地址端S0的方波信号,将取样电阻两端的信号交替传送到运算放大器的两个输入端。在该情况下,地址端S0的控制信号为信号发生器输出的方波信号,此时第一对通道和第二对通道随着地址端S0方波信号的变化交替的导通,使得取样电阻两端的信号交替的传送到运算放大器的两个输入端中。
[0070] S4、根据运算放大器输出端的信号判断航行灯是否出现故障;
[0071] 若运算放大器的输出端输出一个高低电平交替变换的方波信号,则表示航行灯运行正常,未出现故障;
[0072] 若运算放大器输出端输出一个始终为低电平的信号,则表示航行灯运行不正常,航行灯出现故障。
[0073] 其中本实施例的检测方法可以通过运算放大器是否输出高低电平交替的方波信号来判断航行灯是否出现故障,具有判断准确度高且直观的优点。例如本实施例中可以在运算放大器的输出端连接一个发光二极管,若二极管闪烁,则表示航行灯正常,否则可判断为航行灯故障。
[0074] 其中本实施例检测方法的工作原理如下:
[0075] 当船舶航行灯在交流电路回路中时,将CD4052芯片地址端S1S0控制为00,使得与取样电阻两端连接的1Y0和2Y0通道导通,取样电阻第一端通过1Y0通道与运算放大器的输入反向端连接,第二端通过2Y0通道与运算放大器的输入正向端连接;当航行灯回路中交流电正常时,由于取样电阻两端电压大小交替变化,因此输入到运算放大器输入正向端和输入反向端两则的电压大小也交替变化,输出一个方波信号,当输入正向端的电压大于输入反向端时,输出端输出高电平;当输入正向端的电压小于输入反向端时,输出端输出低电平。同理当地址端S1S0控制为01,使与取样电阻两端连接的1Y1和2Y1通道导通时,取样电阻两端的电流通过1Y1和2Y1通道分别传送到运算放大器输入正向端和输入反向端,因此当航行灯回路中交流电正常时,运算放大器输出端输出方波信号。在这两种情况下,当航行灯出现故障,航行灯回路中流经取样电阻的电流为零,此时取样电阻两端电压相等,因此通过输入到运算放大器两个输入端的电压将相同,此时运算放大器5进行电压比较后其输出端获得一个负电平信号。
[0076] 当本实施例中的船舶航行灯在直流电路回路中时,在本实施例中,将CD4052芯片地址端S1始终置为低电平,另一个地址端S0通过信号发生器输入50HZ的方波信号,使得1Y0、2Y0构成的第一对通道与1Y1、2Y1构成的第二对通道能够交替导通,从而使得取样电阻两端的信号交替的传送到运算放大器的两个输入端;当航行灯正常工作时,取样电阻其中一端的电压始终大于另一端,此处如取样电阻第一端电压始终大于第二端,当S0输入的方波是低电平时,即1Y0、2Y0构成的第一对通道导通,此时取样电阻第一端的信号通过1Y0传送到运算放大器的输入反向端,第二端的信号通过2Y0传送到运算放大器的输入正向端,输入反向端的电压大于输入正向端的电压,运算放大器的输出端输出低电平;当S0输入的方波是高电平时,即1Y1、2Y1构成的第二对通道导通,此时取样电阻第一端的信号通过2Y1传送到运算放大器的输入正向端,第二端的信号通过1Y1传送到运算放大器的输入反向端,输入正向端的电压大于输入反向端的电压,运算放大器的输出端输出高电平;因此当航行灯正常情况下时,随着地址端S0输入的方波信号,运算放大器的输出端输出方波信号。当航行灯出现故障,航行灯回路中流经取样电阻的电流为零,此时取样电阻两端电压相等,因此输入到运算放大器两个输入端的电压始终相等,此时运算放大器进行电压比较后其输出端获得一个负电平信号。
[0077] 其中在本实施例中能够通过拨动开关控制CD4052芯片地址端的信号,在步骤S2中,当信号发生器所连接的微型拨动开关的第3引脚接低电平时,微型拨动开关动作连通第2引脚和第3引脚时,则CD4052芯片两个地址端第9引脚和第10引脚均置为低电平时,即S1S0=00,第一对通道导通。当信号发生器所连接的微型拨动开关的第3引脚接高电平时,微型拨动开关动作连通第2引脚和第3引脚时,则CD4052芯片两个地址端第9引脚和第10引脚分别为低电平和高电平时,即S1S0=01,第二对通道导通,以使得本实施例装置适合用于当船舶航行灯在交流电路回路中。在本实施例步骤3中,微型拨动开关动作连通第1引脚和第2引脚,信号发生器输出的方波信号通过微型拨动开关输入到CD4052地址端S0中,使得第一对通道和第二对通道交替导通,以使得本实施例装置适合用于当船舶航行灯在直流电路回路中。因此本实施例可以通过CD4052芯片地址端连接的微型拨动开关使得本实施例检测装置适用于交流和直流电路中。
[0078] 上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
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