專利名稱：太陽能微功耗非功能型光纖傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于太陽能微功耗非功能型光纖傳感器，它涉及高電壓系統(tǒng)、易燃易爆等場合各種參量(如電流、溫度等)的自動在線監(jiān)測技術，確切地說，是上述場合條件下的監(jiān)測、保護裝置，屬于送電的傳感器類。
眾所周知在高電壓系統(tǒng)、易燃易爆等場合各種參量(如電流、溫度等)的自動在線監(jiān)測技術中，非功能型光纖傳感器的有源問題影響了其應用范圍，為此不得不在高電壓系統(tǒng)的母線上取電源能量，然而這不僅成本高，而且安裝極其不便，經檢索可知王興英、王玨發(fā)表在《電子技術應用》1995年第3期的“FCT-1型微功耗光纖耦合高壓帶電測量儀”一文就是采用微型電池進行溫度量的監(jiān)測方案，其不足是在高電壓系統(tǒng)、易燃易爆處隨時更換電池不方便或不允許，可是電池的壽命又不長，若電池壽命終止時無法繼續(xù)進行監(jiān)測而必須更換新的電池。
本實用新型的目的就是針對上述的不足，而研制的一種可長期使用的微功耗非功能型光纖傳感器。
本實用新型的目的是這樣實現的它包括太陽能電源部分、發(fā)射部分、接收部分、控制主程序部分，其各部分連接關系是(1)太陽能電源部分，由太陽能電池組、防反向二極管、可充電電池組成，其連接關系是太陽能電池組正極與防反向二極管的陽極相連，防反向二極管的負極與充電電池的負極相連后接于接地點；(2)發(fā)射部分，由傳感器、低通濾波器、信號放大器、峰值采樣器、電壓一頻率變換器、功放發(fā)射電路組成，其連接關系為傳感器接于太陽能電源的輸出端，傳感器經低通濾波器與信號放大器相連，信號放大器的輸出端與峰值采樣器相連，信號放大器的電源端接于太陽能電源的輸出端，峰值采樣器的輸出端與電壓一頻率變換器相連，峰值采樣器的電源端接于太陽能電源的輸出端，電壓一頻率變換器的頻率信號輸出端與功放發(fā)射電路相連，電壓一頻率變換器的電源端接太陽能電源，功放發(fā)射電路的輸出端接于光纖的一端，功放發(fā)射電路的電源端與太陽能電源的輸出端相接；(3)接收部分，由光纖、接收器、接收放大器、整形電路、單片機電路，報警顯示電路組成，其連接關系是信號經光纖傳送，光纖接于接收器，接收器輸出端與接收放大器相連，接收放大器J的輸出端接于整形電路，整形電路的輸出端與單片機電路相連，單片機電路的輸出端與報警顯示電路相接。
本實用新型與現有技術相比，其優(yōu)點是①太陽能電源附于光纖傳感器的發(fā)射部分、安裝方便、使用方便；②可長期使用、而無須更換電池；③可使用各種傳感器，從而進行各種參量的監(jiān)測。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述


圖1為本實用新型的結構示意框圖圖2為太陽能電源部分內部接線圖圖3為接收部分內部接線圖圖4為實施例一發(fā)射部分內部接線圖圖5為實施例二溫度傳感器的接線圖圖6為本實用新型的單片機控制的主程序方框圖圖中S為太陽能電池組；D為防反向二極管；B為充電電池；CT為傳感器；T為低通濾波器；X為信號放大器；F為峰值采樣器；Z為電壓一頻率變換器；A為功放發(fā)射電路；E為光纖；M為接收器；J為接收放大器；I為整形電路；H是單片機電路；K為報警顯示電路；W為溫度傳感器。
圖1為本實用新型的結構示意框圖，本實用新型的發(fā)射部分由傳感器CT、低通濾波器T、信號放大器X、峰值采樣器F、電壓一頻率變換器Z、功放發(fā)射電路A組成，其連接關系傳感器CT接于太陽能電源Y的輸出端，傳感器CT經低通濾波器T與信號放大器X相連，信號放大器X的輸出端與峰值采樣器F相連，信號放大器X的電源端接于太陽能電源Y的輸出端，峰值采樣器F的輸出端與電壓一頻率變換器Z相連，峰值采樣器F的電源端接于太陽能電源Y的輸出端，電壓一頻率變換器Z的頻率信號輸出端與功放發(fā)射電路A相連，電壓一頻率變換器Z的電源端接太陽能電源Y，功放發(fā)射電路A的輸出端接于光纖E的一端，功放發(fā)射電路A的電源端與太陽能電源Y的輸出端相接。
圖2為太陽能電源部分內部接線圖，太陽能電池組S一端接地G，另一端接防反向二極管D，然后再與充電電池B的正極相連，充電電池B的負極接地。
圖3為接收部分內部接線圖，接收部分由光纖E、接收器M、接收放大器J、整形電路I、單片機電路H，報警顯示電路K組成，其連接關系是信號經光纖E傳送，光纖E接于接收器M，接收器M輸出端與接收放大器J相連，接收放大器J的輸出端接于整形電路I，整形電路I的輸出端與單片機電路H相連，單片機電路H的輸出端與報警顯示電路K相接。
其連接關系是光纖E接到接收管A5，A5的陰極接接收部分電源VCC1，A5的陽極經電阻R2接至接收部分的接地點G1，并經電阻R22接運放A6的正相端，A6的反相端經電阻R23接至A6輸出端與電阻R24，R24另一端與電阻R25、運放A7的反相端相接，A7正相端接G1，電阻R25另一端與A7的輸出端、電阻R26相接，R26另一端與整形電路芯片D觸發(fā)器A8的第3腳相接，A8的S端接地G1，A8的D端經電阻R28接至單片機的8098的HSI.1端去計數，A8的R端經電容C5接地G1，經電阻R27接D端，A8第5腳接電源Vcc1。
圖4為實施例一發(fā)射部分內部接線圖，當選用電流傳感器CT時，將電流傳感器CT的一端與電阻R1相接，CT的另一端與電容C1的一端、電阻R3的一端、接地端G相接，R1的另一端與C1的另一端相接后接于電阻R2，R2另一端與電阻R4、運放A1的正相端相接，R3另一端接于A1的反相端，R4的另一端與A1輸出端相接后接于二極管D1的陽極，D1的陰極與電容C2、電阻R5、電阻R6相接，C2另一端與R5另一端相接再接到接地端G，R6的另一端接運放A2正相端，A2的反相端經電阻R7接到A2的輸出端與電壓——頻率變換器4046A3的第9腳，A3的第11腳經電阻R8接地G，第12端經電阻R9接地G，第6腳經電容C3接到第7腳，第1腳經電阻R10、第2腳經電阻R11、第13腳經電阻R12、第15腳經電阻R13接地G，第4腳經電容C4接到電阻R14與電阻R15，電阻R14的另一端與電阻R16的一端、電源VCC相接，R16另一端接于三極管D2的發(fā)射極，R15另一端接D2的基極，D2的集電極經電阻R17接發(fā)射管A4的陽極，A4的陰極接地，A4再耦合到光纖E。
圖5為實施例二溫度傳感器的接線圖，其連接關系是溫度傳感器W的一端經電阻R24接到放大器運放A2正相端，W的另一端接地G1，A2的反相端經電阻R25接到A2的輸出端，此外，本實用新型還包括以下幾部分報警顯示電路包括蜂鳴器，LED數碼管，其連接是通過單片機芯片I/O N，將控制信號送至LED數碼器，并經電阻R51三極管A9送至蜂鳴器E1。
發(fā)射部分由鐵質盒子隱藏起來，太陽能電池是貼于盒子外表，上述各部分電路之間的工作和程序由預先設計好的監(jiān)測方案執(zhí)行，并由單片機控制主程序予以實現。主程序的連接關系在起動后，8098單片機進行自檢、初始化，如果自檢不正確則進行自檢出錯處理，如果自檢正確再進行8279單片機的初始化，然后，開中斷就進入主程序進行分時測量，對每一路信號，設定一定時間常數后通過讀TIMR2的值，經數據處理子程序、顯示子程序后顯示被測值，然后改變通道號，各通道值測完后清通道再返回主程序繼續(xù)測量。如果有中斷信號就進入中斷服務程序，主程序結束再返回主程序進行測量。
現結合附圖并通過最佳實施例進一步對本實用新型的結構情況加以說明。
實施例一主要根據圖4的發(fā)射部分內部接線圖，圖3的接收部分內部接線圖，就可設計成一種太陽能微功耗非功能型光纖傳感器。
從圖4中，選用電流傳感器CT時，將電流傳感器CT的一端與電阻R1相接，CT的另一端與電容C1的一端、電阻R3的一端、接地端G相接，R1的另一端與C1的另一端相接后接于電阻R2，R2另一端與電阻R4、運放A1的正相端相接，R3另一端接于A1的反相端，R4的另一端與A1輸出端相接后接于二極管D1的陽極，D1的陰極與F的電容C2、F的電阻R5、電阻R6相接，C2另一端與R5另一端相接再接到接地端G，R6的另一端接跟隨電路的運放A2正相端，A2的反相端經電阻R7接到A2的輸出端與電壓——頻率變換器4046A3的第9腳，A3的第11腳經電阻R8接地G，第12端經電阻R9接地G，第6腳經電容C3接到第7腳，第1腳經電阻R10、第2腳經電阻R11、第13腳經電阻R12、第15腳經電阻R13接地G，第4腳輸出的數字信號經電容C4接到電阻R14與電阻R15，電阻R14的另一端與電阻R16的一端、電源VCC相接，R16另一端接于三極管D2的發(fā)射極，R15另一端接D2的基極，D2的集電極經電阻R17接發(fā)射管A4的陽極，A4的陰極接地，A4再耦合到光纖E，就可完成發(fā)射部分的工作。
從圖3可知本實用新型的接收部分由光纖、接收器、接收放大器、整形電路、單片機電路組成，其連接關系是光纖E接到接收管A5，A5的陰極接接收部分電源VCC1，A5的陽極經電阻R2接至接收部分的接地點G1，并經電阻R22接運放A6的正相端，A6的反相端經電阻R23接至A6輸出端與電阻R24，R24另一端與電阻R25、運放A7的反相端相接，A7正相端接G1，電阻R25另一端與A7的輸出端、電阻R26相接，R26另一端與整形電路芯片D觸發(fā)器A8的第3腳相接，A8的S端接地G1，A8的D端經電阻R28接至單片機的8098的HSI.1端去計數，A8的R端經電容C5接地G1，經電阻R27接D端，A8第5腳接電源Vcc1，就可完成接收部分的工作。
實施例二從圖5可知，在本實施例中將發(fā)射部分選用溫度傳感器，其連接關系是溫度傳感器W的一端經電阻R24接到放大器運放A2正相端，W的另一端接地G1，A2的反相端經電阻R25接到A2的輸出端，就可實現本發(fā)明目的。
權利要求1.一種太陽能微功耗非功能型光纖傳感器，其特征在于它包括太陽能電源部分、發(fā)射部分、接收部分、控制主程序部分，其各部分連接關系是(1)太陽能電源部分，由太陽能電池組(S)、防反向二極管(D)、可充電電池(B)組成，其連接關系是太陽能電池組(S)正極與防反向二極管(D)的附極相連，防反向二極管(D)的負極與充電電池(B)的正極相連，太陽能電池組的負極與充電電池的負極相連后接于接地點(G)；(2)發(fā)射部分，由傳感器(CT)、低通濾波器(T)、信號放大器(X)、峰值采樣器(F)、電壓一頻率變換器(Z)、功放發(fā)射電路(A)組成，其連接關系為傳感器(CT)接于太陽能電源(Y)的輸出端，傳感器(CT)經低通濾波器(T)與信號放大器(X)相連，信號放大器(X)的輸出端與峰值采樣器(F)相連，信號放大器(X)的電源端接于太陽能電源(Y)的輸出端，峰值采樣器(F)的輸出端與電壓一頻率變換器(Z)相連，峰值采樣器(F)的電源端接于太陽能電源(Y)的輸出端，電壓一頻率變換器(Z)的頻率信號輸出端與功放發(fā)射電路(A)相連，電壓一頻率變換器(Z)的電源端接太陽能電源(Y)，功放發(fā)射電路(A)的輸出端接于光纖(E)的一端，功放發(fā)射電路(A)的電源端與太陽能電源(Y)的輸出端相接；(3)接收部分，由光纖(E)、接收器(M)、接收放大器(J)、整形電路(I)、單片機電路(H)，報警顯示電路(K)組成，其連接關系是信號經光纖(E)傳送，光纖(E)接于接收器(M)，接收器(M)輸出端與接收放大器(J)相連，接收放大器(J)的輸出端接于整形電路(I)，整形電路(I)的輸出端與單片機電路(B)相連，單片機電路(H)的輸出端與報警顯示電路(K)相接。
2.根據權利要求1所述的太陽能微功耗非功能型光纖傳感器，其特征在于傳感器(CT)可以是電流傳感器或溫度傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能微功耗非功能型光纖傳感器,它包括太陽能電源部分、發(fā)射部分、接收部分、控制主程序部分,太陽能電源附于光纖傳感器的發(fā)射部分、安裝和使用方便;本實用新型可長期使用,并能使用各種傳感器,從而進行各種參量的監(jiān)測。
文檔編號G02B6/10GK2274846SQ9624325
公開日1998年2月18日 申請日期1996年11月26日 優(yōu)先權日1996年11月26日
發(fā)明者張培銘, 張泳 申請人:福州大學