电镜用循环水延时关断电路的设计

　　电镜工作时要求循环冷却水同时工作,并且在关闭电镜后冷却水还要继续循环10—20min,以便使高真空扩散泵充分冷却,防止硅油蒸发污染镜筒。传统做法是在关闭电镜后,再等20min手动关闭循环冷却水,不但操作麻烦,降低了电镜的有效使用时间,还会因疏忽忘记关闭循环水;另外循环水机因工作时噪音较大,故常与电镜不在同一房间,这就需要经常去检查循环水机的工作情况。为了解决这些存在的问题,我们设计了循环水延时关断与缺相指示电路。该电路可以自动完成电镜断电后,循环冷却水继续循环20min后关断。电路中采用了小电流直流继电器控制大电流交流接触器,工作稳定,安全可靠;延时电路采用NE555振荡器和CD4020计数器,具有延时准确可靠的优点。整个装置成本低,取材方便,便于制作。经我院电镜室实际使用一年多,效果良好。现将此电路介绍如下。

　　工作原理

　　如附图所示,当闭合三相闸刀开关K电镜工作的同时,220V交流接触器J1亦得电工作,其常开主触点J1-1～J1-3及输助常开触点J1-4吸合,循环水机得电工作,J1并由触点J1-4自锁,保证了在断开闸刀开关K后J1仍能工作。J2继电器在K闭合后也得电工作,其常闭触点J2-1和J2-2断开,变压器B无电压,延时电路不工作。当电镜工作结束断开K后,J2失电不工作,J2-1和J2-2闭合,变压器B初级有220V交流电压,次级产生15V交流电压,该电压经整流、滤波和稳压后给延时电路提供+12V工作电压,延时开始。

　　延时电路是由IC2时钟振荡器和IC3分频计数器构成。调整W电位器可定时20min,IC2的振荡脉冲由3脚输出送入IC3的10脚进行计数,20min后IC3的15脚输出由低电平变为高电平,该高电平使三极管T导通,继电器J3得电吸合,其常闭触点J3-1断开,因J3-1串入J1的工作线圈回路中,J3-1断开使J1失电解除自锁,J1的常开触点使循环水机失电停止工作,从而实现了断开闸刀开关K后,循环水延时20min自动关闭。

　　电路中R11、N1,R22、N2和R33、N3用作循环水机缺相指示,三相电压正常时N1～N3都点亮,若存在缺相则N1～N3就有灯不亮,只要经常察看这三个灯的工作情况就能有效地防止因外线缺相或J1吸合不良而烧毁循环水机。LED用作延时指示,延时期间LED一直点亮。AN手动按钮开关用于强迫关断循环水机,用于循环水回路发生故障时,紧急关断循环水。C4和R3的作用是在延时电路刚工作时对IC3的11脚进行高电平复位,在C4充电结束后自动进入起始计数状态。

　　元件选择

　　闸刀开关K用380V 30A三相闸刀开关。交流接触器J1选用主触点电流为10A的CJ10-10型,继电器J2选用522型电磁继电器,其工作电压为交流220V。J3选用直流12V继电器,要求触点电流不小于3A。变压器B选用次级输出为12～15V小型变压器。IC1用AN7812,IC2用NE555,IC3用CD4020。D1～D6均为1N4001,N1～N3均为氖泡,LED用绿色发光二极管,三极管T选用3DD01。电容C1、C2均为1000μF,C3为1μF,C4为0.1μF,各电容要求耐压25V以上。电阻R1为4.3k,R2为1M,R3为510k,R4为2k,R11、R22、R33均为390k,各电阻功率均为1/8W。