1.本实用新型涉及铝合金铸造技术领域，特别是铝合金铸造安全监控系统。
背景技术：
2.申请号为202022856038 .2的一种铝合金安全铸造系统，在熔炼炉和铸造盘之间设置铝液槽，铝液槽通过设置闸板机构，并配以
单片机或微机为核心的控制箱，通讯连接闸板机构电机、超声波液位仪、流量开关和温度检测仪，能自动完成铝液流槽中铝液的截流、流通和流量以及温度控制，可以实现铸造各生产条件巡检工作后异常的声光报警和提醒，但单片机或微机接收检测信号-阈值判断-异常的声光报警和提醒，存在滞后会造成不能根据铝液的截流、流通的流量以及现有冷却水的温度，及时调节冷却水流量，造成铸造冷却不均匀的问题。
技术实现要素：
3.针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供铝合金铸造安全监控系统，有效的解决了现有技术会造成铸造冷却不均匀的问题。
4.其解决的技术方案是，包括温度传感器、液位传感器、
阀门位置传感器、单片机、闸板机构电机、电动阀门、显示屏，所述温度传感器、液位传感器、阀门位置传感器连接单片机，单片机分别连接闸板机构电机、电动阀门、显示屏，所述在温度传感器、液位传感器、阀门开度传感器连接单片机之前，设置预处理电路，所述在单片机连接到电动阀门之前，设置驱动补偿电路，所述在单片机连接到闸板机构电机之前，设置隔离驱动电路。
5.优选的，所述驱动补偿电路，包括
运算放大器ar6，运算放大器ar6的同相输入端分别连接
电阻r22的一端、电阻r21的一端，电阻r21的另一端连接单片机输出的冷却水阀门控制信号，运算放大器ar6的反相输入端分别连接电阻r20的一端、电阻r23的一端、接地电容c18的一端，电阻r20的另一端连接闸板机构电机驱动信号，运算放大器ar6的输出端连接稳压管z1的负极，稳压管z1的正极分别连接电阻r23的另一端、电阻r22的另一端、三极管q1的发射极，三极管q1的基极和电阻r25的一端连接电源+5v，三极管q1的集电极分别连接电阻r25的另一端、电阻r24的一端，电阻r24的另一端和接地电容c17的一端连接到电动阀门。
6.本实用新型的有益效果：将铝液的液位高度、铸造时冷却水的温度信号，分别经进入比较器，与液位/温度阈值信号进行比较，高于液位/温度阈值信号时，代替采样脉冲触发采样开关导通，立即经采样保持进入单片机，起到异常信号立即中断响应的进入单片机的目的，以缩短时滞，采用阀门位置传感器p3检测冷却水管电动阀门所处位置信号，并经积分器计算出变动率后加到单片机；
7.在单片机输出控制信号到电动阀门之前，设置驱动补偿电路，其接受单片机输出的冷却水阀门控制信号、闸板机构电机驱动信号，进入调制电路，调制振荡器产生的控制脉冲，最后经缓冲滤波后输出到电动阀门，补偿的调节冷却水管的流量，达到及时调节冷却水流量的目的，解决铸造冷却不均匀的问题，在单片机连接到闸板机构电机之前，设置隔离驱
动电路，其接受单片机根据铸造盘入口铝液的液位高度输出的闸板机构电机驱动信号，经光耦隔离、三极管驱动控制闸板机构电机状态，工作可靠。
附图说明
8.图1为本实用新型的温度预处理电路原理图。
9.图2为本实用新型的液位预处理电路原理图。
10.图3为本实用新型的阀门位置预处理电路原理图。
11.图4为本实用新型的隔离驱动电路原理图。
12.图5为本实用新型的驱动补偿电路原理图。
13.图6为本实用新型的电路框图。
具体实施方式
14.为有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图6对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
15.下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
16.实施例一，铝合金铸造安全监控系统，包括温度传感器、液位传感器、阀门位置传感器、单片机、闸板机构电机、电动阀门、显示屏，所述温度传感器检测的冷却水温度、液位传感器检测的铝液的液位高度、阀门位置传感器检测冷却水电动阀门位置分别传输到单片机，单片机根据液位高度输出控制信号到闸板机构电机、控制闸板机构电机状态、调节铝液的高度，单片机根据冷却水温度、冷却水电动阀门位置输出控制信号到电动阀门、控制冷却水阀门开关及开度、调节冷却水的温度，单片机连接显示屏、用以显方便查看工作状态，在此说明单片机根据检测信号输出控制信号是根据软件进行的，此并不在本技术保护的范围，故具体如何输出的不再详述，所述在温度传感器、液位传感器、阀门位置传感器连接单片机之前，设置预处理电路，具体的包括温度预处理电路、液位预处理电路、阀门位置预处理电路，液位预处理电路采用液位传感器p1实时检测铸造盘入口铝液的液位高度，一路进入比较器，与液位阈值信号进行比较，高于液位阈值信号的90％时，输出正差值经电阻r8向电容c2充电，另一路经积分器计算出变动率经电阻r4向电容c2充电，起到加速双向二极管导通的作用，代替采样脉冲触发晶闸管vt2导通，液位高度信号不用等采样脉冲到来，立即经采样保持进入单片机，起到异常信号立即中断响应的进入单片机的目的，温度预处理电路采用温度传感器p2检测铸造时冷却水的温度信号，进入比较器与温度阈值信号进行比较，高于温度阈值信号的96％时，经电阻r14、电容c5充电，触发双向二极管sd1导通，代替采样脉冲触发晶闸管vt1导通，温度信号不用等采样脉冲到来，立即经采样保持进入单片机，起到异常信号立即中断响应的进入单片机的目的，以缩短时滞，阀门位置预处理电路采用阀门位置传感器p3检测冷却水管电动阀门所处位置信号，经电阻r26上拉后一路直接加到单片机的i/o口，另一路经积分器计算出变动率后加到单片机的i/o口；
17.所述在单片机连接到电动阀门之前，设置驱动补偿电路，其接受单片机输出的冷却水阀门控制信号、闸板机构电机驱动信号，进入调制电路，调制振荡器产生的控制脉冲，最后经缓冲滤波后输出到电动阀门，补偿的调节冷却水管的流量，达到及时调节冷却水流
量的目的，解决铸造冷却不均匀的问题；
18.所述在单片机连接到闸板机构电机之前，设置隔离驱动电路，其接受单片机根据铸造盘入口铝液的液位高度输出的闸板机构电机驱动信号，光耦隔离、三极管驱动控制闸板机构电机状态。
19.实施例二，在实施例一的基础上，所述预处理电路包括温度预处理电路、液位预处理电路、阀门位置预处理电路；
20.所述液位预处理电路采用液位传感器p1实时检测铸造盘入口铝液的液位高度，一路进入运算放大器ar2、电阻r5-电阻r7组成的比较器，与液位阈值信号进行比较，高于液位阈值信号的90％时，输出正差值经电阻r8向电容c2充电，另一路经运算放大器ar1、电阻r3、电容c1组成的积分器计算出变动率经电阻r4向电容c2充电，起到加速双向二极管导通的作用，代替采样脉冲触发晶闸管vt2导通，液位高度信号不用等采样脉冲到来，立即经晶闸管vt2开关、并联的保持电容c3和c4、跟随器运算放大器ar1采样保持进入单片机，起到异常信号立即中断响应的进入单片机的目的，液位传感器p1的引脚1和电容c2的一端连接电源+5v，电容c2的另一端连接地，液位传感器p1的引脚2分别连接接地电阻r2的一端、电阻r1的一端、晶闸管vt2的阳极、运算放大器ar1的同相输入端、电阻r3的一端、电容c1的一端，运算放大器ar1的反相输入端连接地，电阻r1的另一端分别连接电阻r5的一端、运算放大器ar2的同相输入端，运算放大器ar2的反相输入端分别连接电阻r6的一端、接地电阻r7的一端，电阻r6的另一端连接液位阈值信号，运算放大器ar2的输出端分别连接电阻r5的一端、电阻r8的一端，电阻r8的另一端分别连接电阻r4的一端、接地电容c2的一端、双向二极管sd2的下端，电阻r4的另一端分别连接运算放大器ar1的输出端、电阻r3的另一端、电容c1的另一端，双向二极管sd2的上端和采样脉冲连接晶闸管vt2的控制极，晶闸管vt2的阴极分别连接接地电容c4的一端、接地电容c3的一端、运算放大器ar1的同相输入端，运算放大器ar1的反相输入端和输出端连接单片机的i/o口；
21.所述温度预处理电路采用温度传感器p2检测铸造时冷却水的温度信号，经电阻r9上拉后一路进入运算放大器ar3、电阻r11-电阻r13组成的比较器，与温度阈值信号进行比较，高于温度阈值信号的96％时，经电阻r14、电容c5充电，触发双向二极管sd1导通，代替采样脉冲（为单片机采样脉冲，采样脉冲为高电平时，温度信号经晶闸管vt1开关、保持电容c6、跟随器ar5采样保持进入单片机）触发晶闸管vt1导通，温度信号不用等采样脉冲到来，立即经晶闸管vt1开关、保持电容c6、跟随器运算放大器ar5采样保持进入单片机，起到异常信号立即中断响应的进入单片机的目的，以缩短时滞，包括温度传感器p2，温度传感器p2的引脚1分别连接电阻r9的一端、电阻r10的一端，电阻r9的另一端连接电源+5v，温度传感器p2的引脚2连接地，电阻r10的另一端分别连接电阻r11的一端、运算放大器ar3的同相输入端晶闸管vt1的阳极，运算放大器ar3的反相输入端分别连接电阻r12的一端、接地电阻r13的一端，电阻r12的另一端连接温度阈值信号，运算放大器ar3的输出端分别连接电阻r14的一端、电阻r11的另一端，电阻r14的另一端分别连接接地电容c5的一端、双向二极管sd1的下端，双向二极管sd1的上端和采样脉冲连接晶闸管vt1的控制极，晶闸管vt1的阴极分别连接接地电容c6的一端、运算放大器ar5的同相输入端，运算放大器ar5的反相输入端和输出端连接单片机的i/o口；
22.所述阀门位置预处理电路采用阀门位置传感器p3检测冷却水管电动阀门所处位
置信号，经电阻r26上拉后一路直接加到单片机的i/o口，另一路经运算放大器ar4、电阻r15、电阻r16、电容c8组成的积分器计算出变动率后加到单片机的i/o口，包括阀门位置传感器p3，阀门位置传感器p3的引脚1分别连接电阻r26的一端、运算放大器ar4的反相输入端、电阻r15的一端、电容c8的一端、单片机的i/o口，运算放大器ar4的同相输入端通过电阻r16连接地，运算放大器ar4的输出端和电阻r15的另一端、电容c8的另一端连接单片机的i/o口。
23.实施例三，在实施例一的基础上，所述驱动补偿电路接受单片机输出的冷却水阀门控制信号、闸板机构电机驱动信号，进入运算放大器ar6、电阻r20-电阻r23、稳压管z1组成的调制电路，调制振荡器产生的控制脉冲，最后经三极管q1缓冲，电阻r24、电容c1滤波后输出到电动阀门，补偿的调节冷却水管的流量，达到及时调节冷却水流量的目的，解决铸造冷却不均匀的问题，包括运算放大器ar6，运算放大器ar6的同相输入端分别连接电阻r22的一端、电阻r21的一端，电阻r21的另一端连接单片机输出的冷却水阀门控制信号，运算放大器ar6的反相输入端分别连接电阻r20的一端、电阻r23的一端、接地电容c18的一端，电阻r20的另一端连接闸板机构电机驱动信号，运算放大器ar6的输出端连接稳压管z1的负极，稳压管z1的正极分别连接电阻r23的另一端、电阻r22的另一端、三极管q1的发射极，三极管q1的基极和电阻r25的一端连接电源+5v，三极管q1的集电极分别连接电阻r25的另一端、电阻r24的一端，电阻r24的另一端和接地电容c17的一端连接到电动阀门。
24.实施例四，在实施例一的基础上，所述隔离驱动电路接受单片机根据铸造盘入口铝液的液位高度输出的闸板机构电机驱动信号，控制闸板机构电机状态，具体的：闸板机构电机驱动信号为低电平时，光耦op1导通，由于光耦op1的引脚3连接地，此时光耦op1的引脚4为低电位，光耦op1的引脚4经上拉电阻r17钳位后通过电阻r18限流送入三极管q2的基极，三极管q2 加正向偏压导通，集电极电位为12v，此时电源12v、闸板机构电机、电阻r25构成流通回路，电机运转，二极管d1起保护作用，避免三极管q2被瞬时高压击穿，电容c10为旁路电容，用于提高抗干扰能力，包括光耦op1，光耦op1的引脚1连接通过电阻r19连接电源+5v，光耦op1的引脚2连接单片机输出的闸板机构电机驱动信号，光耦op1的引脚3连接地，光耦op1的引脚4分别连接电阻r17一端、电阻r18一端，电阻r17另一端连接电源12v，电阻r18另一端分别连接电容c5一端、三极管q2的基极，电容c5另一端、三极管q2的发射极和二极管d1负极连接电源12v，三极管q2的集电极分别连接二极管d1的正极、二极管d2的负极、接地电容c10一端、闸板机构电机的上端，闸板机构电机的下端连接电阻r25的一端，电阻r25的另一端、二极管d2的正极连接地。
技术特征：
1.铝合金铸造安全监控系统，包括温度传感器、液位传感器、阀门位置传感器、单片机、闸板机构电机、电动阀门、显示屏，所述温度传感器、液位传感器、阀门位置传感器连接单片机，单片机分别连接闸板机构电机、电动阀门、显示屏，其特征在于，所述在温度传感器、液位传感器、阀门开度传感器连接单片机之前，设置预处理电路，所述在单片机连接到电动阀门之前，设置驱动补偿电路，所述在单片机连接到闸板机构电机之前，设置隔离驱动电路。2.如权利要求1所述的铝合金铸造安全监控系统，其特征在于，所述预处理电路包括温度预处理电路、液位预处理电路、阀门位置预处理电路；所述液位预处理电路包括液位传感器p1，液位传感器p1的引脚1和电容c2的一端连接电源+5v，电容c2的另一端连接地，液位传感器p1的引脚2分别连接接地电阻r2的一端、电阻r1的一端、晶闸管vt2的阳极、运算放大器ar1的同相输入端、电阻r3的一端、电容c1的一端，运算放大器ar1的反相输入端连接地，电阻r1的另一端分别连接电阻r5的一端、运算放大器ar2的同相输入端，运算放大器ar2的反相输入端分别连接电阻r6的一端、接地电阻r7的一端，电阻r6的另一端连接液位阈值信号，运算放大器ar2的输出端分别连接电阻r5的一端、电阻r8的一端，电阻r8的另一端分别连接电阻r4的一端、接地电容c2的一端、双向二极管sd2的下端，电阻r4的另一端分别连接运算放大器ar1的输出端、电阻r3的另一端、电容c1的另一端，双向二极管sd2的上端和采样脉冲连接晶闸管vt2的控制极，晶闸管vt2的阴极分别连接接地电容c4的一端、接地电容c3的一端、运算放大器ar1的同相输入端，运算放大器ar1的反相输入端和输出端连接单片机的i/o口；所述温度预处理电路包括温度传感器p2，温度传感器p2的引脚1分别连接电阻r9的一端、电阻r10的一端，电阻r9的另一端连接电源+5v，温度传感器p2的引脚2连接地，电阻r10的另一端分别连接电阻r11的一端、运算放大器ar3的同相输入端晶闸管vt1的阳极，运算放大器ar3的反相输入端分别连接电阻r12的一端、接地电阻r13的一端，电阻r12的另一端连接温度阈值信号，运算放大器ar3的输出端分别连接电阻r14的一端、电阻r11的另一端，电阻r14的另一端分别连接接地电容c5的一端、双向二极管sd1的下端，双向二极管sd1的上端和采样脉冲连接晶闸管vt1的控制极，晶闸管vt1的阴极分别连接接地电容c6的一端、运算放大器ar5的同相输入端，运算放大器ar5的反相输入端和输出端连接单片机的i/o口；所述阀门位置预处理电路包括阀门位置传感器p3，阀门位置传感器p3的引脚1分别连接电阻r26的一端、运算放大器ar4的反相输入端、电阻r15的一端、电容c8的一端、单片机的i/o口，运算放大器ar4的同相输入端通过电阻r16连接地，运算放大器ar4的输出端和电阻r15的另一端、电容c8的另一端连接单片机的i/o口。3.如权利要求1所述的铝合金铸造安全监控系统，其特征在于，所述驱动补偿电路，包括运算放大器ar6，运算放大器ar6的同相输入端分别连接电阻r22的一端、电阻r21的一端，电阻r21的另一端连接单片机输出的冷却水阀门控制信号，运算放大器ar6的反相输入端分别连接电阻r20的一端、电阻r23的一端、接地电容c18的一端，电阻r20的另一端连接闸板机构电机驱动信号，运算放大器ar6的输出端连接稳压管z1的负极，稳压管z1的正极分别连接电阻r23的另一端、电阻r22的另一端、三极管q1的发射极，三极管q1的基极和电阻r25的一端连接电源+5v，三极管q1的集电极分别连接电阻r25的另一端、电阻r24的一端，电阻r24的另一端和接地电容c17的一端连接到电动阀门。4.如权利要求1所述的铝合金铸造安全监控系统，其特征在于，所述隔离驱动电路包括
光耦op1，光耦op1的引脚1连接通过电阻r19连接电源+5v，光耦op1的引脚2连接单片机输出的闸板机构电机驱动信号，光耦op1的引脚3连接地，光耦op1的引脚4分别连接电阻r17一端、电阻r18一端，电阻r17另一端连接电源12v，电阻r18另一端分别连接电容c5一端、三极管q2的基极，电容c5另一端、三极管q2的发射极和二极管d1负极连接电源12v，三极管q2的集电极分别连接二极管d1的正极、二极管d2的负极、接地电容c10一端、闸板机构电机的上端，闸板机构电机的下端连接电阻r25的一端，电阻r25的另一端、二极管d2的正极连接地。
技术总结
本实用新型铝合金铸造安全监控系统，在温度传感器、液位传感器、阀门开度传感器连接单片机之前，设置预处理电路，具体温度预处理电路、液位预处理电路代替采样脉冲触发采样，起到异常信号立即中断响应的进入单片机，以缩短时滞，阀门位置预处理电路将冷却水管电动阀门所处位置信号、变动率信号加到单片机，在单片机连接到电动阀门之前，设置驱动补偿电路，其接受单片机输出的冷却水阀门控制信号、闸板机构电机驱动信号，经调制振荡器产生的控制脉冲输出到电动阀门，补偿的调节冷却水管的流量，在单片机连接到闸板机构电机之前，设置隔离驱动电路，其接受单片机输出的闸板机构电机驱动信号，经光耦隔离、三极管驱动控制闸板机构电机，工作可靠。工作可靠。工作可靠。
技术研发人员：
张宗显 侯得元 周文全
受保护的技术使用者：
郑州市豫中铝镁装备有限公司
技术研发日：
2022.12.05
技术公布日：
2023/2/28
