CN102394493A - 电气信号采集监测装置 - Google Patents

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傅俊豪
傅汉水
黄紫教
傅哲龙
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Abstract

本发明涉及一种电气信号采集监测装置，包括过电流及短路信号采集电路、断零相电压采集电路、火灾报警***联动控制隔离电路、单片机控制电路，所述电流及短路信号采集电路、断零相电压采集电路采集的信号发送到比较电路，比较电路、火灾报警***联动控制隔离电路的输出信号经单片机控制电路控制输出至显示电路、警声驱动电路、断电驱动电路、载波信号锁相电路，所述载波信号锁相电路的输出信号经选频放大器电路发送到载波信号译码电路，该装置实现利用电线发送报警数据，不需二次布线，给施工带来极大便利，具有多种电气故障信号集成于一体，达到控制简单，从而有效地指导专业人员对故障排除，达到用电安全的目的。

Description

电气信号采集监测装置
技术领域
本发明涉及一种监测装置，特别涉及的是一种电气信号采集监测装置。
背景技术
电气供电线路主要因过载、短路、漏电、断零、雷击等故障引起，如果需要全方位保护需设计多个保护元件才能满足上述保护功能。但因***元件多就会造成元件匹配难，数据不能集中控制等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种电气信号采集监测装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：电气信号采集监测装置，包括过电流及短路信号采集电路、断零相电压采集电路、火灾报警***联动控制隔离电路、单片机控制电路，所述电流及短路信号采集电路、断零相电压采集电路采集的信号发送到比较电路，比较电路、火灾报警***联动控制隔离电路的输出信号经单片机控制电路控制输出至显示电路、警声驱动电路、断电驱动电路、载波信号锁相电路，所述载波信号锁相电路的输出信号经选频放大器电路发送到载波信号译码电路。
所述单片机控制电路与存储电路双向数据传输。
所述电流及短路信号采集电路采用电流互感器作为信号采集元件，其输出信号发送到整流调整、滤波积分电路。
所述断零相电压采集电路采用电压互感器作为信号采集元件，其输出信号发送到整流、滤波、限流分压电路。
所述火灾报警***联动控制隔离电路由电压信号输出端依次连接电阻、光电耦合电路构成。
所述显示电路采用LCD液晶显示器。
所述警声驱动电路采用LM386音频功率放大器。
通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：该装置采用三相电压采集电路、过载、短路采集电路、联动控制电路采集信号，通过单片机控制电路实现利用电线发送报警数据，不需二次布线，给施工带来极大便利，具有多种电气故障信号集成于一体，达到控制简单，从而有效地指导专业人员对故障排除，达到用电安全的目的。
附图说明
图1是本发明的方框结构图；
图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的电气信号采集监测装置，包括过电流及短路信号采集电路1、断零相电压采集电路2、火灾报警***联动控制隔离电路3、单片机控制电路4，所述电流及短路信号采集电路1、断零相电压采集电路2采集的信号发送到比较电路11，比较电路11、火灾报警***联动控制隔离电路3的输出信号经单片机控制电路4控制输出至显示电路41、警声驱动电路42、断电驱动电路43、载波信号锁相电路45，所述载波信号锁相电路45的输出信号经选频放大器电路46发送到载波信号译码电路47，所述单片机控制电路4与存储电路48双向数据传输。
如图2所示，当火线穿过电流互感器L1时，相线有电流通过，相线电流根据负载用电功率的L1所感应的交流电压信号，随着电流大小变化而变化。过电流时，一般指超过额定电流的In1.05倍，所以当有电流通过电流互感器L1时，电流互感器L1次级会产生电压信号，电阻R7向电容C7电容充电，由二极管D2整流，通过由电容C6、C8、C9，电阻R9组成的∏型滤波积分电路，通过变换电阻R11的阻值可改变充放电时间，输入到比较器IC6的第6脚，由电阻R10、R12组成设定电压值发送到比较器IC6的第5脚，当比较器IC6的第6脚电压大于其第5脚电压时，比较器IC6内部比较器进行翻转，比较器IC6脚由低电平变高电平，直接连接到光耦电路U4的输入端，由比较器IC6的第7脚输出高电平，使光耦电路U4导通，其输出端由原来的高电平变为低电平，连接到单片机IC1的第1脚，经单片机IC1内部延时器计数，经单片机IC1内部延时3600秒后，由单片机IC1的第20脚输出高电平，经电阻R28限流，使三极管VT1导通，推动继电器J吸合，使得断电机构脱扣动作。
比较器IC6的第8、9、10脚组成一个门槛较高的电压比较器，当比较器IC6的第9脚电压大于其10脚电压时，比较器IC6内部比较器进行翻转，其第8脚由低电平变高电平，直接连接到光耦电路U5的第1脚，由比较器IC6的第8脚输出高电平，使光耦电路U5导通，光耦电路U5的第3脚由原来的高电平变为低电平，连接到单片机IC1的第2脚，经单片机IC1内部逻辑程序数据判断后分四路输出，第一路IC1的第20脚输出高电平，经电阻R28限流，使三极管VT1导通，推动继电器J吸合，使得断电机构脱扣动作。第二路输出不经单片机IC1内部延时，由单片机IC1的第17脚输出音频信号，经电容C11耦合，输入到LM386音频功率放大器IC4的第3脚，经音频放大后，由其第5输出经电容C12推动扬声器Y发出报警声，按下按键K1，单片机IC1的第35脚收到的低电平触发信号，单片机IC1的第17脚无音频信号输出，警声停止。第三路输出由LM567音调解码器U1及其***的电容2C1、电阻2R1、电阻2R2构成的多谐振荡器组成锁相电路，其振荡频率由电容2C1、电阻2R1的参数决定，载波频率调整在150-300KHZ范围内。由三极管Q1、音频变压器T的初级L1、电容2C2、电容器2C3构成选频放大器电路，由单片机IC1的第21脚输出高电平信号，使LM567音调解码器U1得到工作电源，LM567音调解码器U1开始工作，由音频变压器T的次级L2、电容1C4耦合至市话通话线或交流电网AC220V电源线上并发送出去，向载波主机发送数据信号。
由依次连接的音频变压器T1、LM567音调译码器U2、三极管Q2、发光二极管LED构成载波信号译码电路，电阻1R1、电容1C5网络的时间常数决定了LM567音调译码器U2的压控振荡器，当载波分机向主机发送150-300KHZ载波指令信号时，经电容1C1、音频变压器T1耦合至音频变压器T的次级L3，其次级L3、电容1C2、电容1C3组成一个载波选频网络。选频后的信号经电容1C4耦合至LM567音调译码器U2的第3脚信号输入端，经LM567音调译码器U2译码后，由其第8脚输出端输出低电平，使三极管Q2导通，发光二极管LED点亮，已收到分机的载波数据信号。第四路输出由单片机IC1的第22、23、24、25、26与LCD液晶显示器IC5连接，由LCD液晶显示器IC5显示当前状态，说明常用电源已出现电气故障，达到实时在线监控的目的。
当电压互感器B1初级线圈有AC220V电压时，其次级输出AC2.2V，电压互感器B1按100∶1线性输出，经二极管D1整流、电容C1、C2滤波，由电阻R1、R2限流分压连接到比较器IC6第3、2脚，当比较器IC6的第3脚电压大于其第2脚电压时，比较器IC6内部比较器进行翻转，其第1脚由低电平变高电平，直接连接到光耦电路U3的输入端，由比较器IC6的第1脚输出高电平，使光耦电路U3导通，光耦电路U3的第3脚由原来的高电平变为低电平，连接到单片机IC1的第13脚，当单片机IC1检测到I/O口第13脚为低电平时，判断线故障，经单片机IC1内部逻辑程序控制，由单片机IC1的第20脚输出高电平，经电阻R28限流，使三极管VT1导通，推动继电器J吸合，使得断电机构脱扣动作。
当火灾报警***有DC24V电压信号输出时，经电阻R20限流，连接到光电耦合电路U6的第1脚，使光电耦合电路U6导通，输入到单片机IC1的第3脚，由原来的高电平变为低电平，单片机IC1检测到I/O口为低电平时，经单片机IC1内部连续检测0.5s时，由单片机IC1第20脚输出高电平，经电阻R28限流，使三极管VT1导通，推动继电器J吸合，使得断电机构脱扣动作。
存储器IC3用于存储报警数据，存储器IC3的第1、2、3、4脚通过并行数据与单片机IC1的7、8、27、28脚进行传输读取数据，对单片机IC1内部数据进行恢复，避免出现死循环状态。
以上所述的仅为本发明的一较佳实施例而已，不能限定本实用实施的范围，凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与装饰，皆应仍属于本发明涵盖的范围。

Claims (7)

1.电气信号采集监测装置，其特征在于：包括过电流及短路信号采集电路(1)、断零相电压采集电路(2)、火灾报警***联动控制隔离电路(3)、单片机控制电路(4)，所述电流及短路信号采集电路(1)、断零相电压采集电路(2)采集的信号发送到比较电路(11)，比较电路(11)、火灾报警***联动控制隔离电路(3)的输出信号经单片机控制电路(4)控制输出至显示电路(41)、警声驱动电路(42)、断电驱动电路(43)、载波信号锁相电路(45)，所述载波信号锁相电路(45)的输出信号经选频放大器电路(46)发送到载波信号译码电路(47)。
2.根据权利要求1所述的电气信号采集监测装置，其特征在于：所述单片机控制电路(4)与存储电路(48)双向数据传输。
3.根据权利要求1所述的电气信号采集监测装置，其特征在于：所述电流及短路信号采集电路(1)采用电流互感器作为信号采集元件，其输出信号发送到整流调整、滤波积分电路。
4.根据权利要求1所述的电气信号采集监测装置，其特征在于：所述断零相电压采集电路(2)采用电压互感器作为信号采集元件，其输出信号发送到整流、滤波、限流分压电路。
5.根据权利要求1所述的电气信号采集监测装置，其特征在于：所述火灾报警***联动控制隔离电路(3)由电压信号输出端依次连接电阻、光电耦合电路构成。
6.根据权利要求1所述的电气信号采集监测装置，其特征在于：所述显示电路(41)采用LCD液晶显示器。
7.根据权利要求1所述的电气信号采集监测装置，其特征在于：所述警声驱动电路(42)采用LM386音频功率放大器。
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