CN106441678A - 一种负荷开关弹簧***触点初压力测量***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种负荷开关弹簧***触点初压力测量***及方法，所述测量***包含克力计运动装置和图像采集装置；所述克力计运动装置用于通过克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离，以及于所述继电器静合静簧片和动簧片分离时发出图像采集指令；所述图像采集装置与所述克力计运动装置相连，用于根据所述图像采集指令采集克力计读数；以此于电能表安装负荷开关触簧***中对触点初压力实现自动化测量要求，从而自动、独立地控制一组或多组电能表用负荷开关触点初压力的测量，便于质量控制和人员查询。
Description
技术领域
本发明涉及电能表用负荷开关触簧***装配一致性评估领域，尤指一种电能表用负荷开关弹簧***触点初压力测量***及方法。
背景技术
随着智能电能表在全国范围内的普及，负荷开关继电器作为开断和闭合负荷电流的关键部件得到广泛应用，以实现电网售电过程中的“欠费拉闸”功能。
电能表用负荷开关具有转换深度高、输入输出控制比大、抗干扰能力强等一系列固体电子器件不能替代的优点，且通用性好、稳定性高、寿命长、体积小和价格低等优点，因此其广泛用于各种型号的智能电表。但智能电表在使用过程中出现了寿命长短不一的现象，拆解分析发现导致大部分智能电表寿命不一致的原因主要是电能表用负荷开关的寿命不一致。对电能表用负荷开关进一步分析发现影响其寿命一致性的主要原因之一是其在闭合的瞬间会发生程度较大的一次甚至多次弹跳，触点发生弹跳时触点两点之间会产生能量较大的电弧，从而使继电器触点发生烧蚀影响继电器的寿命，进而影响智能电表的寿命。
触点发生弹跳的原因之一是静合静触点和动合触点之间的初压力不在设计允许范围内，因此需要在继电器安装过程中对触点初压力进行控制，目前电能表用负荷开关触簧***初压力测量主要是靠人工使用克力计进行测量，劳动强度大，主观性较强，严重影响测量精度；而且只能对批次产品抽样测量，不能实现批次产品逐个测量，因此开发电能表用负荷开关触簧***触点初压力自动测量装置具有十分重大的意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种电能表用负荷开关触簧***触点初压力自动测量***及方法，以此克服传统人工测量主观性较强，测量精度不高的问题，减少了繁琐的人工测量环节，能满足目前电能表用负荷开关触簧***快速测量的需求，提高效率、节省时间。
为达上述目的，本发明所提供的负荷开关弹簧***触点初压力测量***，具体包含克力计运动装置和图像采集装置；所述克力计运动装置用于通过克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离，以及于所述继电器静合静簧片和动簧片分离时发出图像采集指令；所述图像采集装置与所述克力计运动装置相连，用于根据所述图像采集指令采集克力计读数。
在上述负荷开关弹簧***触点初压力测量***中，优选的，所述克力计运动装置包含一个或多个滚珠丝杆滑台，所述滚珠丝杆滑台用于通过牵引所述克力计带动继电器静合静簧片与动簧片分离。
在上述负荷开关弹簧***触点初压力测量***中，优选的，所述滚珠丝杆滑台包含滚珠丝杆和步进电机；所述滚珠丝杆用于根据指令通过所述步进电机带动所述克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离；所述步进电机为可变速运动步进电机。
在上述负荷开关弹簧***触点初压力测量***中，优选的，所述测量***还包含处理模块，所述处理模块用于控制所述克力计运动装置分离继电器静合静簧片与动簧片以及根据所述图像采集指令控制所述图像采集装置采集克力计读数。
在上述负荷开关弹簧***触点初压力测量***中，优选的，所述处理模块包含控制单元、通信单元和处理器单元；所述控制单元用于发出控制所述滚珠丝杆滑台带动克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离的控制指令和将克力计回复至原始读数的控制指令，以及根据接收到的反馈信号输出图像采集指令；所述通信单元用于接收所述控制指令并将所述控制指令发送至所述处理器单元，以及接收所述处理器单元反馈的继电器静合静簧片与动簧片分离时的反馈信号；所述处理单元用于根据所述控制指令控制所述滚珠丝杆滑台运动，以及当所述继电器静合静簧片与动簧片分离时输出反馈信号。
在上述负荷开关弹簧***触点初压力测量***中，优选的，所述处理模块还包含报警单元，所述报警单元用于将获得所述克力计的读数与预设阈值进行比较，当大于或小于所述预设阈值时发出报警信号。
在上述负荷开关弹簧***触点初压力测量***中，优选的，所述图像采集装置包含一个或多个相机模块和一个或多个图像采集模块；所述相机模块用于根据所述图像采集指令采集所述克力计的读数，并将采集获得的图像数据传输至所述图像采集模块；所述图像采集模块用于将所述图像数据传输至所述处理单元；所述处理单元根据所述图像数据获得所述克力计的读数。
在上述负荷开关弹簧***触点初压力测量***中，优选的，所述相机模块为工业CCD相机。
在上述负荷开关弹簧***触点初压力测量***中，优选的，所述图像采集装置还包含环形光源，所述环形光源用于为所述相机模块提供光照环境。
本发明还提供一种负荷开关弹簧***触点初压力测量方法，所述测量方法包含：通过克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离；当所述继电器静合静簧片与动簧片分离时发出图像采集指令；根据所述图像采集指令采集克力计读数；将采集到的所述克力计读数与预设阈值进行比较，获得比较结果并存储。
本发明的有益技术效果在于：可在电能表安装负荷开关触簧***中对触点初压力实现自动化测量要求，自动、独立地控制一组或多组电能表用负荷开关触点初压力的测量，该装置结构简单，成本低，经济性好，有效降低测量成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为负荷开关弹簧***触点初压力测量***结构示意图；
图2为负荷开关弹簧***触点初压力测量方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
请参考图1所示，本发明所提供的负荷开关弹簧***触点初压力测量***，所述测量***包含克力计运动装置和图像采集装置；所述克力计运动装置用于通过克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离，以及于所述继电器静合静簧片和动簧片分离时发出图像采集指令；所述图像采集装置与所述克力计运动装置相连，用于根据所述图像采集指令采集克力计读数。
在上述***中，所述克力计运动装置主要是实现克力计带动继电器动簧片运动，从而在继电器静合静簧片和动簧片分离的瞬间实现触点初压力的间接测量；而所述图像采集装置则主要实现对克力计的读数采集，可通过拍照获得读数图像，然后对该读数图像进行识别分析，从而获得并确定所述克力计的读数。
在上述负荷开关弹簧***触点初压力测量***中，所述克力计运动装置包含一个或多个滚珠丝杆滑台，所述滚珠丝杆滑台用于通过牵引所述克力计带动继电器静合静簧片与动簧片分离；其中，所述滚珠丝杆滑台包含滚珠丝杆和步进电机；所述滚珠丝杆用于根据指令通过所述步进电机带动所述克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离；所述步进电机为可变速运动步进电机；在实际工作中，所述滚珠丝杠滑台为滚珠丝杠与步进电机的组合，主要作用是通过步进电机的转动带动克力计运动，从而达到测力的目的，另外步进电机设置为可变速运动为不同初压力的符合开关用继电器测量提供方便；所述克力计需根据待测负荷开关的继电器触点初压力范围选择合适量程。
为协调控制所述负荷开关弹簧***触点初压力测量***，在本发明一优选的实施例中，所述测量***进一步还包含处理模块，所述处理模块用于控制所述克力计运动装置分离继电器静合静簧片与动簧片以及根据所述图像采集指令控制所述图像采集装置采集克力计读数；其中，所述处理模块包含控制单元、通信单元和处理器单元；所述控制单元用于发出控制所述滚珠丝杆滑台带动克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离的控制指令和将克力计回复至原始读数的控制指令，以及根据接收到的反馈信号输出图像采集指令；所述通信单元用于接收所述控制指令并将所述控制指令发送至所述处理器单元，以及接收所述处理器单元反馈的继电器静合静簧片与动簧片分离时的反馈信号；所述处理单元用于根据所述控制指令控制所述滚珠丝杆滑台运动，以及当所述继电器静合静簧片与动簧片分离时输出反馈信号。实际工作中，所述控制单元完成控制滚珠丝杠滑台运动功能，控制滚珠丝杠滑台向前运动带动克力计运动以及控制滚珠丝杠滑台后退运动将克力计回复到原来的位置；所述控制单元还用向工业CCD相机发出图像采集指令，以及将克力计测量数据与设计数据进行对比判断继电器触簧***安装是否合格。所述通信单元用于接收所述控制单元发送的滚珠丝杠滑台运动指令并将其传递给处理器单元，通信单元还用于向上位机传递所述处理器单元反馈的继电器触簧***触点接触断开的信息。所述处理器单元采用DSP处理器，一方面用于接收控制单元发出的滚珠丝杠滑台运动命令，并反馈继电器触点接触断开的信息；另一方面处理器单元还用于处理工业CCD相机采集到的图像并根据图像处理结果计算出克力计的读数。
为便于工作人员操作，在同时检测多个负荷开关弹簧***时，所述处理模块还可包含报警单元，所述报警单元用于将获得所述克力计的读数与预设阈值进行比较，当大于或小于所述预设阈值时发出报警信号。以此，及时提醒工作人员不合规的负荷开关弹簧***，便于整修和调整。
在上述实施例中，所述控制单元与所述通信单元连接，所述控制单元用于向所述处理器单元发送滚珠丝杠滑台运动命令，控制滚珠丝杠滑台运动从而带动克力计及克力计探针运动；所述控制单元还用于接收并显示处理器单元反馈的触点接触断开信息；图像采集装置包括：一个控制单元、一个通信单元和一个处理器单元、一个工业CCD相机、一个工业镜头、一个环形光源；本部分通信单元连接在所述控制单元与所述处理器单元之间，主要是用来接收处理器单元反馈回的触点断开信息；当控制单元接收到触点断开的信息，控制单元则通过通信单元向处理器单元发出图像采集指令，此时工业CCD相机接收指令完成图像采集。待图像采集完成处理器处理单元则对采集到的图像进行处理，首先进行图像预处理，然后进行图像边缘提取，最后根据图像边缘之间的关系计算出克力计此时的读数，处理器单元将计算所得数据及时回馈到控制单元，控制单元将测量数据与设计数据进行比对，从而判断安装是否合格。其中，所述通信单元可为CAN通信单元，该通信单元目的在于提供控制单元以及处理器单元和图像采集装置间的通信通道，在此不再详细说明。
再请参考图1所示，在本发明所提供的图像采集装置中可包含一个或多个相机模块和一个或多个图像采集模块；所述相机模块用于根据所述图像采集指令采集所述克力计的读数，并将采集获得的图像数据传输至所述图像采集模块；所述图像采集模块用于将所述图像数据传输至所述处理单元；所述处理单元根据所述图像数据获得所述克力计的读数；其中，所述相机模块为工业CCD相机。
在本发明一优选的实施例中，所述图像采集装置还包含环形光源，所述环形光源用于为所述相机模块提供光照环境。
实际工作中，所述工业CCD相机主要功能是接收上述控制单元发出的图像采集指令，在触点接触断开的瞬间完成克力计表盘的图像采集并将图像传递给图像采集卡；还可设置有一工业镜头，所述工业镜头主要作用是配合上述工业CCD相机完成克力计的图像采集；所述环形光源主要是为工业CCD相机提供合式的光照环境，避免外界环境的变化对工业CCD相机的图像采集产生干扰，最大限度提高测量精度。所述图像采集卡主要功能是接收工业CCD相机拍摄所得图像，并将图像实时传递给处理器单元。
本发明还提供一种负荷开关弹簧***触点初压力测量方法，请参考图2所示，所述测量方法包含：通过克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离；当所述继电器静合静簧片与动簧片分离时发出图像采集指令；根据所述图像采集指令采集克力计读数；将采集到的所述克力计读数与预设阈值进行比较，获得比较结果并存储。
通过本发明所提供的负荷开关弹簧***触点初压力测量***和方法能够按照电能表用负荷开关触簧***在安装过程中对触点初压力实现自动化测量要求，通过控制单元发送滚珠丝杠滑台的运动命令，从而自动、独立地控制一组或多组电能表用负荷开关触点初压力的测量，可快速完成触点初压力的测量；控制单元可以实时接收处理器单元反馈的触点初压力数据，并自动判断触簧***安装是否合格，便于质量控制人员查询；该装置结构简单，成本低，经济性好，单个负荷开关用荷开关用继电器触簧***触点初压力自动测量装置即可对多个负荷开关试验件进行测量，降低测量成本。该装置设计充分考虑多种实用型，测量不同型号的负荷开关继电器只需要对克力计进行更换即可，方便使用，且成本低廉。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种负荷开关弹簧***触点初压力测量***，其特征在于，所述测量***包含克力计运动装置和图像采集装置；
所述克力计运动装置用于通过克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离，以及于所述继电器静合静簧片和动簧片分离时发出图像采集指令；
所述图像采集装置与所述克力计运动装置相连，用于根据所述图像采集指令采集克力计读数。
2.根据权利要求1所述的负荷开关弹簧***触点初压力测量***，其特征在于，所述克力计运动装置包含一个或多个滚珠丝杆滑台，所述滚珠丝杆滑台用于通过牵引所述克力计带动继电器静合静簧片与动簧片分离。
3.根据权利要求2所述的负荷开关弹簧***触点初压力测量***，其特征在于，所述滚珠丝杆滑台包含滚珠丝杆和步进电机；
所述滚珠丝杆用于根据指令通过所述步进电机带动所述克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离；
所述步进电机为可变速运动步进电机。
4.根据权利要求2所述的负荷开关弹簧***触点初压力测量***，其特征在于，所述测量***还包含处理模块，所述处理模块用于控制所述克力计运动装置分离继电器静合静簧片与动簧片以及根据所述图像采集指令控制所述图像采集装置采集克力计读数。
5.根据权利要求4所述的负荷开关弹簧***触点初压力测量***，其特征在于，所述处理模块包含控制单元、通信单元和处理器单元；
所述控制单元用于发出控制所述滚珠丝杆滑台带动克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离的控制指令和将克力计回复至原始读数的控制指令，以及根据接收到的反馈信号输出图像采集指令；
所述通信单元用于接收所述控制指令并将所述控制指令发送至所述处理器单元，以及接收所述处理器单元反馈的继电器静合静簧片与动簧片分离时的反馈信号；
所述处理单元用于根据所述控制指令控制所述滚珠丝杆滑台运动，以及当所述继电器静合静簧片与动簧片分离时输出反馈信号。
6.根据权利要求4所述的负荷开关弹簧***触点初压力测量***，其特征在于，所述处理模块还包含报警单元，所述报警单元用于将获得所述克力计的读数与预设阈值进行比较，当大于或小于所述预设阈值时发出报警信号。
7.根据权利要求5所述的负荷开关弹簧***触点初压力测量***，其特征在于，所述图像采集装置包含一个或多个相机模块和一个或多个图像采集模块；
所述相机模块用于根据所述图像采集指令采集所述克力计的读数，并将采集获得的图像数据传输至所述图像采集模块；
所述图像采集模块用于将所述图像数据传输至所述处理单元；
所述处理单元根据所述图像数据获得所述克力计的读数。
8.根据权利要求7所述的负荷开关弹簧***触点初压力测量***，其特征在于，所述相机模块为工业CCD相机。
9.根据权利要求7所述的负荷开关弹簧***触点初压力测量***，其特征在于，所述图像采集装置还包含环形光源，所述环形光源用于为所述相机模块提供光照环境。
10.一种负荷开关弹簧***触点初压力测量方法，其特征在于，所述测量方法包含：
通过克力计拉动继电器静合静簧片与动簧片分离；
当所述继电器静合静簧片与动簧片分离时发出图像采集指令；
根据所述图像采集指令采集克力计读数；
将采集到的所述克力计读数与预设阈值进行比较，获得比较结果并存储。
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