CN108226611A - 环保监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保监测设备，包括：电压采样单元，电流采样单元，设备底座，电路功能单元，电源及信号线缆；其中：电压采样单元和电流采样单元接在设备底座上，采用开口式结构卡入被测电缆；电路功能单元装在设备底座内；电源及信号线缆接入到环保监测设备中；电压采样单元用于采集被测电缆的电压采样信号；电流采样单元用于采集被测电缆的电流采样信号；电路功能单元用于处理电压采样信号和电流采样信号；电源及信号线缆用于接入电源及传输信号。本发明可以简化环保监测设备电压和电流采样方式，且便于安装。

Description

环保监测设备

技术领域

本发明涉及环保监测技术领域，尤其涉及环保监测设备。

背景技术

对于环境保护监测，传统方案应用电流互感器完成，电流互感器由一次互感器和二次互感器(一般称仪表互感器，装在采集器中)组成，体积大、成本高，受现场安装空间限制安装困难，甚至有些分支回路需要改造才能安装；用电单位的分支回路多，每回路均需接入电流互感器、采集器、通信设备等设备，设备成本高；此外采集器需要从现场各支路中接入电压信号，安装时要进行停电操作，给用电单位的生产、运营活动造成影响；现场接入电缆多，甚至要进行专业的布线，安装难度及工作量大、施工费用高、施工周期长。

现有技术中一种改进的环保监测设备采用外置的开口式电流互感器的方式，开口式电流互感器用于电气线路和设备的电流测量、监控、保护，电能管理等。由于采用开口磁芯结构，不需要断开被测初级电缆即可方便安装、拆除，便于操作。开口式电流互感器符合JB/T-10665-2006《微型电流互感器标准》、JIG 313-2010《测量用电流互感器鉴定规程》。互感器安装尺寸小，普遍采用U型的铁氧体磁芯，塑料或环氧树脂外壳，采用漆包线作为其二次电流线引线，通过采样其二次电流能够实现电流的采集。

虽然开口式电流互感器作为一种环保监测设备尺寸小，方便安装与拆除，但是其只是一个单纯的电流互感器，其一次侧通过开口的铁氧体磁芯和线圈采集，输出的二次电流信号只是一个单纯的模拟量信号，不是真正的用电采集设备。开口式电流互感器要实现用电采集功能还需要配合其他电路功能单元或者功能设备方可实现电流的采集和电压的采集，最后达到用电采集的目的。

现有技术中另一种改进的环保监测设备将电压和电流采样通道分开，电流采样通道一般通过互感器或者霍尔感应的接入方式，互感器多采用开口式互感器，采用这种方式可以方便拆除和安装。而电压采样多采用接线夹的方式取电，然后进行电阻分压或者互感器的方式进行采样，采样到的电压和电流等模拟量然后通过电路功能单元实现电力的采集。电路功能单元内部具有交采计量功能部分电路和主控MCU部分电路等。

上述环保监测设备虽然实现了电力采集的功能，但是其电压和电流采样方式繁杂，现场不仅需要接入电流互感器或者霍尔传感器，并且还需要通过接线夹接入强电方能够采集到交采电压，从而实现电力采集功能。在某些安装条件，由于安装空间小，很容易造成接线混乱、接线错误、触电、短路保护等问题。

发明内容

本发明实施例提供一种环保监测设备，用以简化环保监测设备电压和电流采样方式，且便于安装，该环保监测设备包括：

电压采样单元，电流采样单元，设备底座，电路功能单元，电源及信号线缆；其中：

电压采样单元和电流采样单元接在设备底座上，采用开口式结构卡入被测电缆；电路功能单元装在设备底座内；电源及信号线缆接入到环保监测设备中；

电压采样单元用于采集被测电缆的电压采样信号；

电流采样单元用于采集被测电缆的电流采样信号；

电路功能单元用于处理电压采样信号和电流采样信号；

电源及信号线缆用于接入电源及传输信号。

本发明实施例的环保监测设备中，电压采样单元和电流采样单元均采用开口式结构设计，使得电压和电流采样方式更加简单，能够对配电线路进行实时交流采样，并实现采样信号的处理，从而实现精细化用电管理及用电设备运行状态监测。本发明实施例的环保监测设备开口式结构的设计可以使设备小型化，结构尺寸小，方便用户现场施工，并且安装时被测电缆无需断电，方便用户进行安装与维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中环保监测设备的结构示意图；

图2为本发明实施例的环保监测设备安装前打开的结构示例图；

图3为本发明实施例的环保监测设备中电压采样单元的结构示例图；

图4为本发明实施例的环保监测设备中电流采样单元的结构示例图。

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，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。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。

发明人经市场调研，结合当前我国环境保护管理机构现实需求，针对水污染治理设备、空气污染治理设备、噪声与振动控制设备等各类污染治理设施均需要使用电力驱动运行这一特点，结合长期从事用电信息采集、电能计量***产品研发所积累的技术优势，综合应用移动互联网、电子信息、微处理机、电能测量和无线通信等***技术，在本发明实施例提供一种用于实时监测环境治理设备运行情况的环保监测设备。该环保监测设备是环保设备***的现场污染治理设备、设施运行状态的监测装置。该环保监测设备安装在环境治理设备的供电回路，通过对环境治理设备配电线路进行实时交流采样、信号处理例如功率和电能量计量，实现对各类污染治理设施运行状态的实时监测，为环境监督、管理部门提供先进的技术手段。

图1为本发明实施例中环保监测设备的结构示意图，如图1所示，该环保监测设备可以包括：

电压采样单元1，电流采样单元2，设备底座3，电路功能单元4，电源及信号线缆5；其中：

电压采样单元1和电流采样单元2接在设备底座3上，采用开口式结构卡入被测电缆；电路功能单元4装在设备底座3内；电源及信号线缆5接入到设备中；

电压采样单元1用于采集被测电缆的电压采样信号；

电流采样单元2用于采集被测电缆的电流采样信号；

电路功能单元4用于处理电压采样信号和电流采样信号；

电源及信号线缆5用于接入电源及传输信号。

由图1所示结构可以得知，本发明实施例提供了一种用于环保电力监测的一体化环保监测设备，该设备具有体积小、重量轻、成本低、功能全、施工易等特点，且能对用电回路的用电信息和电能质量进行有效监测，使得大规模推广能效监测成为可能，从而实现精细化用电管理及需求侧响应，达到有序用电及节能降耗的目的。

具体实施时，电压采样单元1和电流采样单元2是共用设备底座3，电源及信号由电源及信号线缆5接入到设备中，设备底座3内的电路功能单元4可进行信号处理和传输，例如可以实现配电回路的功率和电能量计算等，电压采样单元1和电流采样单元2采用开口式结构卡入被测电缆，使得环保监测设备能够直接挂在被测电缆上，机电一体化的设计使得环保监测设备体积小，安装方便。

图2为本发明实施例的环保监测设备安装前打开的结构示例图，图3为本发明实施例的环保监测设备中电压采样单元1的结构示例图。如图2和图3所示，在实施例中，电压采样单元1可以包括：

压线支架11，压线支架转轴12，压线支架锁紧把手13，压线块14，刺针15；其中：

压线支架11与压线支架转轴12相接，压线支架11能够沿压线支架转轴12旋转；压线支架11通过卡扣结构固定在设备底座3上；

压线支架锁紧把手13与压线块14相接；刺针15的针尖与被测电缆的绝缘层对应设置；当压线支架锁紧把手13旋转时压线块14能够挤压被测电缆，使刺针15的针尖刺穿被测电缆的绝缘层与被测电缆导通。

实施例中，压线块14可以采用绝缘耐高压材料。

工作时压线支架锁紧把手13推动压线块14挤压被测电缆，刺针15的针尖刺穿被测电缆的绝缘层与被测电缆导通，这样可将被测电缆中的电压信号引入到环保监测设备中进行电压信号采样。通过电源及信号线缆5可以将电源及信号传输给其它处理终端。刺针15为导电材料，其余与被测电缆相接触的部位均为绝缘材料。

再如图2所示，在实施例中，设备底座3上还可设有指示灯31，用于指示环保监测设备通电状态和/或运行状态等。其中运行状态包括信号处理、传输等状态。

再如图3所示，在实施例中，电压采样单元1还可以包括：

绝缘套16，位于被测电缆的***并包裹刺针15，在压线块14挤压被测电缆时与被测电缆的绝缘层紧密贴合。

实施例中，绝缘套16可以采用绝缘耐高压材料和/或绝缘柔性材料。绝缘套16可以实现绝缘保护，并防止压线支架锁紧把手13松动，以及在拆卸时起到弹顶的作用。绝缘套16与被测电缆挤压后，可以与被测电缆的外绝缘层紧密贴合，起安全保护和固定作用，同时在拆卸时可将刺针15顶出电缆。安装环保监测设备时与被测电缆接触的绝缘套16和压线块14均可由绝缘、耐高压材料制成，带电零件刺针15由绝缘套16包裹，在安装时所有与安装人员接触的部位均与被测电缆绝缘，所以可带电进行安装。

图4为本发明实施例的环保监测设备中电流采样单元2的结构示例图，如图4所示，电流采样单元2可以包括：

电流采样单元上盖21，电流采样上盖转轴22，上磁芯23，下磁芯24；其中：

电流采样单元上盖21与电流采样上盖转轴22相接，电流采样单元上盖21能够沿电流采样上盖转轴22旋转；电流采样单元上盖21通过卡扣结构固定在设备底座3上；

上磁芯23设置在电流采样单元上盖21内，下磁芯24设置在设备底座3内，上磁芯23和下磁芯24之间卡入被测电缆。

工作时，安装并固定在被测电缆上的环保监测设备，其电流采集单元2中的上磁芯23和下磁芯24(含线圈)形成闭合的磁路，通过线圈感应被测电缆电流变化引起的磁场变化，从而实现电流采样。

再如图4所示，在实施例中，电流采样单元2还可以包括：

弹簧片25，设置在电流采样单元上盖21与上磁芯23之间。

由图2、图3和图4可以得知，电压采样单元1和电流采样单元2均采用开口式设计，压线支架11和电流采样单元上盖21均可旋转打开。打开压线支架11和电流采样单元上盖21即可将被测电缆卡入环保监测设备，再旋紧压线支架锁紧把手13即可将被测电缆与环保监测设备固定。

由上述实施例可知，环保监测设备工作时，电压采样单元1和电流采样单元2是共用设备底座3，电源及信号线缆5接入到环保监测设备中，设备底座3内的电路功能单元4可进行信号处理和传输，机电一体化的设计使得环保监测设备体积小，安装方便。

综上所述，本发明实施例的环保监测设备中，电压采样单元和电流采样单元均采用开口式结构设计，使得电压和电流采样方式更加简单，能够对配电线路进行实时交流采样，并实现采样信号的处理，从而实现精细化用电管理及用电设备运行状态监测。本发明实施例的环保监测设备开口式结构的设计可以使设备小型化，结构尺寸小，方便用户现场施工，并且安装时被测电缆无需断电，方便用户进行安装与维护。

本发明实施例的环保监测设备可同时进行电压和电流数据采集；可实现不断电安装，不破坏原有布线及线路；可实现免螺钉固定，手动安装，无需借助外部工具。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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 (8)

1.一种环保监测设备，其特征在于，包括：

电压采样单元，电流采样单元，设备底座，电路功能单元，电源及信号线缆；其中：

电压采样单元和电流采样单元接在设备底座上，采用开口式结构卡入被测电缆；电路功能单元装在设备底座内；电源及信号线缆接入到环保监测设备中；

电压采样单元用于采集被测电缆的电压采样信号；

电流采样单元用于采集被测电缆的电流采样信号；

电路功能单元用于处理电压采样信号和电流采样信号；

电源及信号线缆用于接入电源及传输信号。

2.如权利要求1所述的环保监测设备，其特征在于，电压采样单元包括：

压线支架，压线支架转轴，压线支架锁紧把手，压线块，刺针；其中：

压线支架与压线支架转轴相接，压线支架能够沿压线支架转轴旋转；压线支架通过卡扣结构固定在设备底座上；

压线支架锁紧把手与压线块相接；刺针的针尖与被测电缆的绝缘层对应设置；当压线支架锁紧把手旋转时压线块能够挤压被测电缆，使刺针的针尖刺穿被测电缆的绝缘层与被测电缆导通。

3.如权利要求2所述的环保监测设备，其特征在于，电压采样单元还包括：

绝缘套，位于被测电缆的***并包裹刺针，在压线块挤压被测电缆时与被测电缆的绝缘层紧密贴合。

4.如权利要求3所述的环保监测设备，其特征在于，绝缘套采用绝缘耐高压材料和/或绝缘柔性材料。

5.如权利要求2所述的环保监测设备，其特征在于，压线块采用绝缘耐高压材料。

6.如权利要求1至5任一项所述的环保监测设备，其特征在于，电流采样单元包括：

电流采样单元上盖，电流采样上盖转轴，上磁芯，下磁芯；其中：

电流采样单元上盖与电流采样上盖转轴相接，电流采样单元上盖能够沿电流采样上盖转轴旋转；电流采样单元上盖通过卡扣结构固定在设备底座上；

上磁芯设置在电流采样单元上盖内，下磁芯设置在设备底座内，上磁芯和下磁芯之间卡入被测电缆。

7.如权利要求6所述的环保监测设备，其特征在于，电流采样单元还包括：

弹簧片，设置在电流采样单元上盖与上磁芯之间。

8.如权利要求1所述的环保监测设备，其特征在于，设备底座上还设有指示灯，用于指示环保监测设备通电状态和/或运行状态。