專利名稱：無(wú)線數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓帶電體的電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器，尤其是一種無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器，該裝置也可用于進(jìn)行電力設(shè)備是否帶電和電壓等級(jí)的檢測(cè)以及落雷等強(qiáng)電侵入檢測(cè)。
背景技術(shù)：
目前，在進(jìn)行電力設(shè)備檢修作業(yè)時(shí)，為了確認(rèn)作業(yè)區(qū)域的防護(hù)等級(jí)和檢修操作設(shè)備的電壓防護(hù)等級(jí)，必須確認(rèn)被檢修設(shè)備的工作電壓等級(jí)及帶電狀態(tài)，從而確保檢修作業(yè)的安全性。原始的利用高壓試電筆的人工檢測(cè)方法已經(jīng)淘汰，取而代之的是電子式的自動(dòng)化檢測(cè)方法。中國(guó)專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00610123199. 2)中，提出了一種采用無(wú)線式高壓帶電檢測(cè)顯示及閉鎖的技術(shù)，但該技術(shù)方案中，只提出了一種檢測(cè)高壓設(shè)備是否帶電的方法，而不能檢測(cè)出高壓設(shè)備的帶電電壓等級(jí)以及落雷等強(qiáng)電侵入檢測(cè)。而該技術(shù)方案的另一個(gè)不 足之處是裝置的體積較大，不能將其安裝在被檢設(shè)備上，因而需要為其搭設(shè)檢測(cè)臺(tái)架，增加了安裝使用的成本和難度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種既能檢測(cè)出高壓設(shè)備是否帶電，又能檢測(cè)出帶電體的電壓等級(jí)以及對(duì)落雷等強(qiáng)電侵入的判別，體積小巧、可以安裝于被檢設(shè)備上的一種無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案一種無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器，由殼體及裝在殼體內(nèi)的電源電路、電場(chǎng)效應(yīng)元件、放大器電路、PCB電路板、單片機(jī)電路及無(wú)線通訊模塊電路和裝在殼體外的天線構(gòu)成，其特征在于a該監(jiān)測(cè)傳感器還設(shè)有量值判別電路，其輸出信號(hào)傳送給單片機(jī)電路，b在放大器電路和單片機(jī)電路之間還設(shè)有阻抗變換電路和電源控制電路。所述量值判別電路是由線圈、整流器件及阻容元件構(gòu)成的。所述的阻抗變換電路是由數(shù)字集成電路器件及其阻容元件構(gòu)成的。所述的電源控制電路是由光電器件及其阻容元件構(gòu)成的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是提供了一種既能檢測(cè)出高壓設(shè)備是否帶電，又能檢測(cè)出帶電體的電壓等級(jí)并能輸出超限電壓故障信號(hào)的一種無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器。該監(jiān)測(cè)傳感器體積小巧，使其可以安裝在被檢設(shè)備上，而不影響被檢設(shè)備的使用功能，省去了為安裝監(jiān)測(cè)傳感器而搭設(shè)臺(tái)架的麻煩；該監(jiān)測(cè)傳感器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元件少，因而降低了裝置的制造成本。

圖I是無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器的結(jié)構(gòu)示意框圖。[0013]圖2是無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器的電路原理圖。圖3是無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器的安裝使用示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器，由殼體14及裝在殼體14內(nèi)的電源電路11、量值判別電路15、電場(chǎng)效應(yīng)元件5、放大器電路6、阻抗變換電路7、電源控制電路12、單片機(jī)電路8及無(wú)線通訊模塊電路9、PCB電路板13和裝在殼體14外的天線10構(gòu)成，其具體的結(jié)構(gòu)是該監(jiān)測(cè)傳感器有一個(gè)殼體14，在殼體14的內(nèi)部有一塊PCB電路板13。在PCB電路板13上，用腐蝕的方法制有一塊銅箔感應(yīng)電極5，還制有放大器電路
6、阻抗變換電路7、量值判別電路15、電源控制電路12、單片機(jī)電路8、無(wú)線通訊模塊電路9以及電源電路11所用的電路連線。在PCB電路板13上安裝焊接有放大器電路6、阻抗變換電路7、量值判別電路15、電源控制電路12、單片機(jī)電路8和無(wú)線通訊模塊電路9的所有元件。而天線10與無(wú)線通訊模塊電路9在進(jìn)行電氣連接以后，裝在了殼體14的外邊。其中，阻抗變換電路7是由數(shù)字集成電路器件及其阻容元件構(gòu)成的，電源控制電路12是由光電器件及其阻容元件構(gòu)成的，量值判別電路是由線圈及整流橋和三極管等阻容元件構(gòu)成的。該監(jiān)測(cè)傳感器的電原理圖如圖2所示。在圖2中，放大器電路6由放大器件M0SC301和LM324以及電位器P0T1、電阻R2、R16和電容C20構(gòu)成；阻抗變換電路7由MC74HC4051、R3、R7 R15、R18構(gòu)成；電源控制電路12由光電繼電器232EH、R6、R19構(gòu)成；單片機(jī)電路8由單片機(jī)ATMEGA48V、R4、C17、C18、XTAL2構(gòu)成；無(wú)線通訊模塊電路9由射頻芯片CCl 100、XTALl、Rl、Cl、C6 C14、L1 L4構(gòu)成；電源電路11由鋰電池BT1、R5、C2 C5、C15、C16、LED構(gòu)成，量值判別電路由L5, Dl D2，R20 R24，C21 C25，Q3構(gòu)成。該監(jiān)測(cè)傳感器的工作過(guò)程是這樣的在外部電場(chǎng)的作用下，電壓等級(jí)判斷方法如下電場(chǎng)效應(yīng)元件5感應(yīng)出電場(chǎng)信號(hào)，該電場(chǎng)信號(hào)通過(guò)放大器件M0SC301的正向輸入端2腳輸入，輸出信號(hào)由M0SC301的3腳輸出，此信號(hào)通過(guò)電阻R2送至運(yùn)算放大器LM324放大后，再經(jīng)過(guò)R3，R7 R15，R18分壓處理，送至單片機(jī)ATMEGA48V的18(ADC5)腳上，由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及計(jì)算。其采集的電壓計(jì)算公式為VAD。= Veef*(R3+R7)/R180單片機(jī)根據(jù)在不同電壓等級(jí)條件下的場(chǎng)強(qiáng)不同，預(yù)先對(duì)阻抗變換電路7進(jìn)行初始化取值，然后單片機(jī)結(jié)合(0、220V，380V, 3KV，6KV，IOKV, 35KV，66KV)電場(chǎng)的不同場(chǎng)強(qiáng)數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出電場(chǎng)強(qiáng)度的近似值，從而判斷出高壓設(shè)備的帶電狀態(tài)；雷擊和浪涌電壓的判斷方法如下當(dāng)帶電設(shè)備正常工作時(shí)，由于C23的隔直作用，Q3處于截止?fàn)顟B(tài)。而當(dāng)有雷擊或浪涌電壓時(shí)，雷擊或浪涌電磁場(chǎng)就會(huì)在線圈L5上感應(yīng)出電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)Dl整流，加到C21和C22上，并通過(guò)C23加到Q3的基極上。此時(shí)Q3導(dǎo)通，單片機(jī)ATMEGA48V的31腳(INTO)腳電平發(fā)生變化而產(chǎn)生中斷。此時(shí)，單片機(jī)立即采集并計(jì)算信號(hào)幅值，其采集的電壓計(jì)算公式為VAD。= Veef* (R21+R23)/R22，計(jì)算出電壓的突變值，根據(jù)設(shè)定的數(shù)值5*工作電壓，雷擊時(shí)，瞬變二極管D2導(dǎo)通Vss=O),且在一定的時(shí)間內(nèi)，帶電設(shè)備的電壓又回歸到正常值，從而判斷出落雷和浪涌電壓；此電壓信息傳送給無(wú)線通訊模塊電路9，無(wú)線通訊模塊電路9驅(qū)動(dòng)其無(wú)線芯片CCl 100，利用無(wú)線方式把雷擊或浪涌狀態(tài)信息發(fā)射出去。本實(shí)用新型的無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器的安裝方式見(jiàn)圖3所示。在圖3中，I為本實(shí)用新型產(chǎn)品封裝后的傳感器，2為高壓母排或?qū)Ь€，3為無(wú)線接收裝置。4為接收裝置的現(xiàn)場(chǎng)總線。傳感器I工作時(shí)，定時(shí)發(fā)出高壓母排或?qū)Ь€2是否帶電的無(wú)線信號(hào)，接收裝置收到無(wú)線傳輸?shù)膸щ姞顟B(tài)信號(hào)后，利用聲光顯示等手段提醒施工操作人員，告知被檢設(shè)備的目前帶電狀態(tài)和線路發(fā)生浪涌和雷擊的狀況。本實(shí)用新型的無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器可以檢測(cè)O 66KV的用電設(shè)備的帶電狀態(tài)。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例檢測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果如圖表所示。下表是無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器的檢測(cè)結(jié)果示意圖。
權(quán)利要求1.一種無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器，由殼體及裝在殼體內(nèi)的電源電路、電場(chǎng)效應(yīng)元件、放大器電路、PCB電路板、單片機(jī)電路及無(wú)線通訊模塊電路和裝在殼體外的天線構(gòu)成，其特征在于 a該監(jiān)測(cè)傳感器還設(shè)有量值判別電路，其輸出信號(hào)傳送給單片機(jī)電路， b在放大器電路和單片機(jī)電路之間還設(shè)有阻抗變換電路和電源控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于所述的阻抗變換電路是由數(shù)字集成電路器件及其阻容元件構(gòu)成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于所述的電源控制電路是由光電器件及其阻容元件構(gòu)成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于所述的量值判別電路是由線圈及整流電路及阻容元件構(gòu)成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于所述的電源控制電路是由光電器件及其阻容元件構(gòu)成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于所述的阻抗變換電路是由數(shù)字集成電路器件及其阻容元件構(gòu)成的。
專利摘要一種無(wú)線式數(shù)字電場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器，由殼體及裝在殼體內(nèi)的電源電路、電場(chǎng)效應(yīng)元件、放大器電路、阻抗變換電路、量值判別電路、電源控制電路、PCB電路板、單片機(jī)電路及無(wú)線通訊模塊電路和裝在殼體外的天線構(gòu)成。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于該監(jiān)測(cè)傳感器既能檢測(cè)出高壓設(shè)備是否帶電，又能檢測(cè)出帶電體的電壓等級(jí)，并能夠?qū)崿F(xiàn)雷擊和浪涌判別。該監(jiān)測(cè)傳感器體積小巧，可以安裝在被檢設(shè)備上，而不影響被檢設(shè)備的使用功能，該監(jiān)測(cè)傳感器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元件少，因而降低了裝置的制造成本。
文檔編號(hào)G01R29/08GK202720279SQ20122022321
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者張景山, 張世宣 申請(qǐng)人:鞍山銀宇電子科技有限公司