TWI785855B

TWI785855B - 檢測裝置

Info

Publication number: TWI785855B
Application number: TW110139085A
Authority: TW
Inventors: 潘明德; 陳永興; 廖敏淳; 陳科竹
Original assignee: 中國鋼鐵股份有限公司
Priority date: 2021-10-21
Filing date: 2021-10-21
Publication date: 2022-12-01
Also published as: TW202318021A

Abstract

一種檢測裝置，適用於測試一待測物，該待測物包含一輸入端、一輸出一輸出電壓的輸出端，及一控制端。該檢測裝置包含一電源單元、一轉換單元、一調整單元，及一預存一預設值的量測單元。利用該轉換單元可以將一直流電源與一脈波調變信號，據以產生一相對應的脈波電壓，且配合該調整單元來調整該脈波電壓之工作週期、頻率與電壓的大小，以改變相對應該脈波電壓所產生的該輸出電壓之大小，並針對該待測物內部的各級電路進行測試，最後根據該量測單元所測量的結果與該預設值做比較，以判斷該待測物是否正常運作。

Description

檢測裝置

本發明是有關於一種測試設備，特別是指一種檢測變壓器功能是否正常的檢測裝置。

一般於工廠的內部作業空間中，都會安裝一靜電集塵器來濾除含塵廢棄物。當該靜電集塵器的集塵效率降低或是發生故障時，都會先針對該靜電集塵器的一高壓變壓器進行檢測。現有的除錯方式是讓維修人員先操作該靜電集塵器內部的一控制系統，並且切換至測試模式。此時，該控制系統會送出測試電壓至該高壓變壓器，則該高壓變壓器會輸出測試值，並在與該控制系統內部預先設定的參考值相比較後，將相對應的故障代碼顯示於該控制系統的面板上，接著該維修人員就可以針對故障代碼，做出相對應的解決辦法。

唯於檢修完成的該高壓變壓器，在還沒重新安裝於該靜電集塵器，或是檢測到該高壓變壓器內部的電路板損壞，而需要更換新的電路板時，該維修人員無法當下進行測試，來得知檢修完成的該高壓變壓器與新的電路板之功能是否正常。加上該高壓變壓器通常都裝置於該靜電集塵器的頂部，每一次拆裝都需要使用大型吊車來吊運，需要耗費的成本極高，因此，現有的檢測裝置仍有待改善。

因此，本發明之目的，即在提供一種於線外測試且能減低耗費成本的檢測裝置。

於是，本發明檢測裝置，適用於測試一待測物，該待測物包含一用以接收一輸入電壓的輸入端、一用以輸出一輸出電壓至一負載的輸出端，及一電連接該輸入端與該輸出端的控制端。

該檢測裝置包含一電源單元、一電連接該電源單元的轉換單元、一電連接該轉換單元的調整單元，及一適用於電連接該控制端與該負載且預存一預設值的量測單元。

該電源單元用以提供一直流電源。該轉換單元包括一用以產生一脈波調變信號的頻率振盪電路，及一接收該脈波調變信號與該直流電源，且據以產生一脈波電壓輸出至該控制端，並使該輸出端產生相對應該脈波電壓之輸出電壓的功率放大電路。

該調整單元用於調變該脈波電壓之工作週期、頻率與電壓的大小，而改變輸出電壓的大小。

該量測單元包括一適用於量測該輸出電壓的第一量測件，及一用以量測該脈波電壓的第二量測件，且根據該第一量測件與該第二量測件所測量的結果與該預設值做比較，以判斷該待測物是否正常運作。

本發明之功效在於：藉由該轉換單元輸出該脈波電壓，且配合該調整單元可以調變該脈波電壓的工作週期、頻率與電壓的大小，產生相對應的該輸出電壓來進行測試，使該待測物在不上機的情況下，可以先確認該待測物的各種功能與電路的運作正常，再進行裝機或替換內部損壞的元件，以減少發生該待測物上機後不能正常運作的情況發生，避免重覆拆裝、檢測而增加所耗費的時間、人力、物力成本。

1:電源單元

2:轉換單元

21:頻率振盪電路

211:脈波調變信號

22:功率放大電路

221:脈波電壓

3:調整單元

4:量測單元

41:第一量測件

42:第二量測件

43:第三量測件

5:回授單元

6:紅外線發射單元

61:光信號

62:紅色LED

7:攝影單元

8:遮蔽單元

9:待測物

91:輸入端

92:輸出端

93:控制端

931:紅外線接收器

932:指示燈

94:負載

V_DC:直流電源

V_in:輸入電壓

V_out:輸出電壓

V_fb:回授電壓

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊流程圖，說明本發明檢測裝置與一待測物的連接關係；圖2是一方塊流程圖，說明本發明檢測裝置的一第一實施例；圖3是一方塊流程圖，說明該第一實施例之一量測單元的一第一量測件與一第三量測件，測量一輸出電壓與一回授電壓的連接方式；圖4是一方塊流程圖，說明該第一實施例之該量測單元之一第二量測件測量一脈波電壓的連接方式；圖5是一示意圖，說明本發明檢測裝置的一第二實施例；及圖6是一示意圖，說明該第二實施例的使用方式。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、2，本發明檢測裝置的一第一實施例，適用於測試一待測物9，在該第一實施例中，該待測物9是一種安裝於一靜電集塵器頂部(圖未繪示)的高壓變壓器。該待測物9包含一用以接收一輸入電壓V_in的輸入端91、一用以輸出一輸出電壓V_out至一負載94的輸出端92，及一電連接該輸入端91與該輸出端92的控制端93。該輸入電壓V_in設定為0V至10V的可調三相交流電源。該負載94是使用6K歐姆/250瓦的功率型電阻，也可依照實施需求選擇不同規格的功率型電阻來模擬該負載94，並不以此為限制。

該第一實施例包含一電源單元1、一電連接該電源單元1的轉換單元2、一電連接該轉換單元2的調整單元3、一適用於電連接該控制端93與該負載94且預存一預設值的量測單元4，及一電連接該轉換單元2且適用於偵測該輸出電壓V_out而產生一回授電壓 V_fb的回授單元5。該電源單元1用以提供一直流電源V_DC，具體而言是一種直流系統的電源供應器，且該直流電源V_DC的設定電壓較佳為300V，並供予該轉換單元2的電路使用。

該轉換單元2是提供一種模擬該待測物9既有的控制系統，並可依據操作者之輸入條件來進行調控的測試儀器，並包括一用以產生一脈波調變信號211的頻率振盪電路21，及一接收該脈波調變信號211與該直流電源V_DC，且據以產生一脈波電壓221輸出至該控制端93，並使該輸出端92產生相對應該脈波電壓221之輸出電壓V_out的功率放大電路22。於該第一實施例中，該脈波電壓221的可調範圍為電壓0V至300V、頻率10HZ至40HZ，及工作週期為0%至50%。

該調整單元3是一種旋鈕式的可變電阻，操作者可以透過轉動旋鈕改變該調整單元3的電阻值，來調整該脈波電壓221之工作週期、頻率與電壓的大小，而改變該輸出電壓V_out的大小，以配合供應不同的電壓規格進行檢測。

參閱圖3、4，該量測單元4包括一適用於量測該輸出電壓V_out的第一量測件41、一用以量測該脈波電壓221的第二量測件42，及一用以量測該回授電壓V_fb的第三量測件43。具體來說，該第一量測件41與該第三量測件43為三用電表，該第二量測件42為示波器。具體來說，該回授單元5是一種將該輸出電壓V_out以比例轉換成該回授電壓V_fb，並將其送回該控制端93的電路。

於該第一實施例中，該第一量測件41與該第三量測件43分別針對該輸出端92所產生相對應該脈波電壓221的該輸出電壓V_out，及該回授單元5所產生相對應該輸出電壓V_out的該回授電壓V_fb進行確認，該第二量測件42則針對該待測物9之控制端93所接收的該脈波電壓221進行確認。最後，將該第一量測件41、該第二量測件42與該第三量測件43所測量的結果與該預設值做比較，以判斷該待測物9是否正常運作，比較結果如下列表一。

要補充說明的是，當該靜電集塵器隨著使用時間的增加，吸附更多的灰塵而導致該負載94上升，會使該輸出電壓V_out降低導致集塵效率變差。透過該回授單元5會回傳該回授電壓V_fb到該控制端93，且與該量測單元4預先設定的該預設值相比較，若該回授電壓V_fb低於該預設值時，就可使操作者得知該靜電集塵器出現老化的現象，並提早進行更換或維修作業，以避免該靜電集塵器無預警發生故障，而造成更大的損失。

該第一實施例藉由該轉換單元2與該調整單元3模擬前述習知的控制系統供給該待測物9的測試電壓，讓該待測物9可在不安裝到該靜電集塵器(圖未繪示)下進行功能測試，並配合該量測單元4進行與該預設值的比較，可準確得知操作者所輸入的條件與該待測物9的輸出值是否符合，來確認該待測物9是否正常運作，大幅提高測試作業的便利性。

參閱圖5、6並配合圖2，為本發明檢測裝置的一第二實施例，本第二實施例與如圖2所示之該第一實施例的差別在於：該檢測裝置還包含一紅外線發射單元6、一攝影單元7，及一遮蔽單元8。要補充說明的是，於該第二實施例中，該待測物9是一種安裝於該高壓變壓器內部的IGBT電路板，且該待測物9之該控制端93具有十二組紅外線接收器931，及十二組分別與相對應該等紅外線接收器931電連接的指示燈932。該等紅外線接收器931與該等指示燈932是用於保護該IGBT電路板的電路，一般都是以光耦合器來進行電氣隔離，例如：靜電放電、電磁干擾，及切換脈波...等干擾，且光耦合器是由光發射元件與光偵測元件所組成，因此操作者可以利用改變該紅外線發射單元6的輸出信號，來對該等紅外線接收器931與該等指示燈932進行測試，來確保該IGBT電路板於裝機前的功能沒有異常。

該待測物9之輸入電壓V_in較佳的設定是1000V的直流電壓，且該轉換單元2輸入至該紅外線發射單元6的該脈波電壓221之設定值較佳為200V/20Hz，並且是使用五顆規格皆為220V/40W的燈泡彼此串聯來模擬該負載94。

該紅外線發射單元6是由數個紅色LED62所組成的發光電路，可接收該脈波電壓221並依據該脈波電壓221的頻率與振幅，來發射一光信號61到該控制端93之該等紅外線接收器931。

該攝影單元7較佳是使用手機錄影的方式來拍攝，以確認該光信號61之閃爍狀態，除了有易於快速取得而隨時使用的優點以外，主要是讓操作者可以先確認該紅外線發射單元6的功能是否正常運作。該遮蔽單元8較佳是採用厚紙板，適用於阻隔該控制端93接收該光信號61，但也可以是由不透光的材質所製成的板子，只要可以使該光信號61被阻擋而無法傳送至該控制端93之該等紅外線接收器931即可，並不以此為限制。

如圖6所示，於實際使用該第二實施例來測試該待測物9時，操作者先驅動該轉換單元2將該脈波電壓221輸入至該紅外線發射單元6，該紅外線發射單元6會根據該脈波電壓221頻率與振幅產生該光信號61，此時操作者即可利用該攝影單元7來確認該光信號61是否處於閃爍狀態，接著將該等紅外線接收器931對準該紅外線發射單元6，以使該等紅外線接收器931能同時接收該光信號61，再根據該光信號61產生該輸出電壓V_out，進而驅動該等燈泡作動。最後，操作者將該遮蔽單元8阻擋該等紅外線接收器031的其中一組，來確認當有其中一組該紅外線接收器931未接受到該光信號61的情況下，對應的該等燈泡確實是呈現熄滅狀態，藉此證實該等紅外線接收器931的功能正常。

此外，由於該待測物9上設置有該等指示燈932，藉以確認該等紅外線接收器931的功能是否有異常，因此當該等紅外線接收器931接收到該光信號61時，該等指示燈932會全數亮起則代表功能正常運作。而若有其中一個指示燈932不亮，代表所相對應之紅外線接收器931的功能異常，操作者即可快速且精準的找到故障處而進行檢修。

再者，操作者可以改變該脈波電壓221的之工作週期、頻率與電壓的大小，來觀察該等燈泡的明、暗變化，並配合該量測單元4進行測量值與該預設值相比較，即可得知該等燈泡的明、暗變化是否符合該脈波電壓221的工作週期、頻率與電壓大小。特別是該第二實施例的該紅外線發射單元6、該攝影單元7與該遮蔽單元8，讓操作者可以更靈活運用檢測該高壓變壓器的同一套測試儀器來檢測該IGBT電路板。

綜上所述，本發明檢測裝置，透過該電源單元1、該轉換單元2與該調整單元3產生可調變的該脈波電壓221，來取代前述習知的控制系統，讓該高壓變壓器可以在上機前先行測試，並配合該量測單元4即可確認該高壓變壓器的各種功能是否有異常，以減少該高壓變壓器上機後，該靜電集塵器無法正常運作的情形。此外，操作者可利用同一套設備檢測該高壓變壓器內部的該IGBT電路板，便利性甚佳。因此，確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。