数字称重系统总线接口防雷保护的方法
1、概述目前数字称重技术快速替代模拟称重技术, 模拟称重技术被替代是因为模拟技术的称量精度不足, 传输距离短, 秤容易被不法分子作假, 而数字称重技术恰好可以有效的解决模拟称重的3个技术弱点。国内市场汽车衡50%以上都采用数字称重技术, 有些外资企业甚至停产模拟秤。使用数字称重技术优点显而易见, 但随着数字称重的广泛应用, 数字称重系统的抗雷击浪涌差的问题也暴露出来。
2、分析中国陆地区年均日发生总闪电数约54600次，白天占到54.47%，夜间占到45.53%，昼夜比为1.2。日闪电频数的年变化是双峰值, 闪电主要发生在4～9月, 占年总闪电的92%。4月中到5月中旬为次峰值, 主峰值在7月中到8月中旬, 占年总闪电的43.4%, 夏季6～8月占到60%, 11月到次年2月发生闪电很少，仅占年总闪电的0.4%以下。日变化以单峰值为主, 峰值范围宽, 年均每小时达到2 275次左右，傍晚18时达到高峰值, 占到日出现闪电的9.1%, 上午9～11时达到日变化的低谷, 仅占日出现闪电总的3%, 闪电峰值是低谷的12倍, 说明中国区域闪电高发时间主要在傍晚2018年5月19日全省雷电监测分析根据全省闪电定位监测数据分析, 2018年5月19日全省共发生地闪 (云地之间的闪电) 11158次。其中正地闪651次, 负地闪10507次, 正地闪所占比例为5.83%。
强度分布
从正负地闪强度分布来看, 正地闪强度位于50ka以下的占总正地闪的67.13% (见图1) , 负地闪强度位于50ka以下的占总负地闪的92.38% (见图2) 。平均正地闪强度为44.58ka, 平均负地闪强度为29.23ka。
3、措施从图中看出, 大部分雷电强度低于60ka, 那么是不是防雷做到60ka就差不多了呢, 其实不然, 因为实际情况衡器不会被雷直接击中, 而是相距雷击点 (正中心) 有一定的距离, 大部分在1km以上。
一个强度为120kv的雷电 (正中心) , 在距离雷击中心500米处, 强度降到不足40kv, 而1000米处降到了20kv, 传感器和仪表的电路在内部, 可以更低一点, 防雷的重点是数字传感器和数字仪表, 下面以传感器为例说明, 雷击损坏传感器有两个途径, 一是秤台感应到雷击, 经过传感器弹性体并击穿弹性体与应变计之间的胶水, 进而烧毁内部电路;二是传感器总线感应出电流, 电流通过总线到达传感器内部, 进而烧毁传感器, 对于秤台的感应雷, 把称台接地即可, 对于总线的感应雷, 无法进行简单的接地解决, 必须采用保护电路, 如图3所示。
数字传感器有4根线, 两根是电源线 (一般用红色表示+, 黑色表示-) , 另两根是通讯线, 以通讯线为例说明, 当感应电流增大 (电压也增大) , 当感应电压超过tvs的钳位电压后, tvs导通, 两端电压被钳位在安全电压下 (内部线路板电压不会升高, 器件得到保护) , 由于去耦电阻的作用, rt2左边电压持续升高, 当持续升高的电压达到气体放电管的门限电压后, 气体放电管放电, 并把电压钳位在20v以下, 这样传感器就得到了保护, 当雷击过后, 各个器件恢复到截止状态, 传感器可正常工作。
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