CN211653076U - 继电器故障检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种继电器故障检测设备，线圈检测电路用于获取线圈的第一电平信号，触点检测电路用于获取触点的第二电平信号。主控单元用于确定第一电平信号和第二电平信号的时间差，若时间差大于预设时间差，则表示待测继电器的动作时间超过了正常的动作时间，待测继电器产生了故障，如果继电器故障后无法正常工作，触点替代单元可以替代继电器的触点工作，进而避免由于继电器故障而产生的事故。采用本实用新型的技术方案，不需要将继电器拆卸下来，不影响***的正常工作，而且本方案能够在继电器的工作状态下进行检测，保持继电器的工作状态的电路环境和空间环境，一旦继电器故障，能够快速被监测到，使得本方案的实用性较高。

Description

继电器故障检测设备

技术领域

本实用新型涉及故障检测技术领域，具体涉及一种继电器故障检测设备。

背景技术

我国目前大部分地铁电客车采用直流电磁式继电器实现逻辑控制。但是继电器动作存在机械应力，在高温、振动的环境下长时间连续工作，容易导致机械疲劳，造成触点接触不良或黏连。为了避免由于继电器故障而引发的列车事故，需要对继电器性能进行检测。

目前继电器的检测方法是在车辆使用一定年限后，将继电器拆下进行性能检测。拆装继电器存在一定隐患，导致继电器的检测周期较长。而且，继电器失效原因较多、较复杂，不光与继电器使用的电路环境有关，也与其他物理空间环境因素有关，如温度、振动、电磁干扰等因素。因此，继电器拆下后在检测平台上很难检测到问题。甚至，在车辆上出现故障的继电器，在检测平台上也能测试合格。使得目前继电器的检测方式实用性较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种继电器故障检测设备，以克服目前在进行继电器检测时存在检测周期长，继电器拆下后在检测平台上很难检测到故障的问题。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种继电器故障检测设备，包括壳体和设置在所述壳体内的电路板；

所述电路板包括主控单元、在线检测单元和触点替代单元；

所述在线检测单元包括线圈检测电路和触点检测电路；

所述线圈检测电路的信号输入端与待测继电器的线圈相连，用于获取所述线圈的第一电平信号；所述触点检测电路的信号输入端与所述待测继电器的触点相连，用于获取所述触点的第二电平信号；

所述线圈检测电路的信号输出端和所述触点检测电路的信号输出端分别与所述主控单元相连，所述主控单元用于确定所述第一电平信号和所述第二电平信号的时间差，若所述时间差达到预设时间差，则表示所述待测继电器故障；

所述触点替代单元的信号输出端与所述待测继电器的触点相连，所述触点替代单元的信号输入端与所述主控单元相连；所述主控单元还用于若所述时间差达到所述预设时间差，向所述触点替代单元发送动作信号，以使所述触点替代单元代替所述待测继电器的触点工作。

进一步地，以上所述的继电器故障检测设备，所述在线检测单元还包括负载检测电路；

所述负载检测电路的第一端与负载设备相连，用于获取所述负载设备的第三电平信号；

所述负载检测电路的第二端接地；

所述负载检测电路的第三端与所述主控单元相连，所述主控单元还用于根据所述第三电平信号确定所述负载设备的负压时间。

进一步地，以上所述的继电器故障检测设备，还包括电源单元；

所述电源单元的第一端与外部电源相连，所述电源单元的第二端分别与所述主控单元、所述触点替代单元、所述线圈检测电路、所述触点检测电路和所述负载检测电路相连。

进一步地，以上所述的继电器故障检测设备，所述线圈检测电路、所述触点检测电路和所述负载检测电路均包括：第一二极管、第一稳压管、第一电阻、第一晶闸管、第二电阻、第一电容、第二二极管、第一光耦开关、第三电阻、第二电容和压敏电阻；

所述压敏电阻的第一端与所述第一二极管的阳极端相连，所述第一二极管的阴极端与所述第一稳压管的阴极端相连，所述第一稳压管的阳极端与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述第一晶闸管的第三端相连，所述第一晶闸管的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第一晶闸管的第一端分别与所述第二电阻的第二端、所述第一电容的第一端、所述第二二极管的阴极端和所述第一光耦开关的第一端相连；

所述压敏电阻的第二端分别与所述第一电容的第二端、所述第二二极管的阳极端和所述第一光耦开关的第二端相连；

所述第一光耦开关的第三端分别与地线和所述第二电容的第一端相连，所述第二电容的第二端与电源单元的第二端相连；

所述第一光耦开关的第四端与所述第三电阻的第一端相连，所述第三电阻的第二端与所述电源单元的第二端相连；

所述线圈检测电路中，所述压敏电阻的第一端和所述压敏电阻的第二端分别作为所述线圈检测电路的信号输入端与所述待测继电器的线圈相连，所述线圈检测电路中所述第三电阻的第一端作为所述线圈检测电路的信号输出端与所述主控单元相连；

所述触点检测电路中，所述压敏电阻的第一端和所述压敏电阻的第二端分别作为所述触点检测电路的信号输入端与所述待测继电器的触点相连，所述触点检测电路中所述第三电阻的第一端作为所述触点检测电路的信号输出端与所述主控单元相连；

所述负载检测电路中，所述压敏电阻的第二端作为所述负载检测电路的第一端与负载设备相连，所述负载检测电路中所述第三电阻的第一端作为所述负载检测电路的第三端与所述主控单元相连。

进一步地，以上所述的继电器故障检测设备，所述触点替代单元包括第四电阻至第十电阻，第二晶闸管至第四晶闸管、第二光耦开关、第二稳压管、第三二极管、第四二极管和热敏电阻；

所述第三晶闸管的第一端分别与所述第二稳压管的阳极端、所述第十电阻的第一端和所述第九电阻的第一端相连，所述第三晶闸管的第二端与所述第四二极管的阳极端相连，所述第三晶闸管的第三端分别与所述第二稳压管的阴极端、所述第十电阻的第二端和所述热敏电阻的第一端相连；

所述第二晶闸管的第一端分别与所述第八电阻的第一端和所述第七电阻的第一端相连，所述第八电阻的第二端与所述地线相连，所述第二晶闸管的第二端与所述地线相连，所述第二晶闸管的第三端与所述第九电阻的第二端相连；

所述第二光耦开关的第一端与所述第四电阻的第一端相连，所述第二光耦开关的第二端与所述第四晶闸管的第三端相连，所述第二光耦开关的第三端分别与所述地线和所述第三二极管的阳极端相连，所述第二光耦开关的第四端分别与所述第三二极管的阴极端和所述第七电阻的第二端相连；

所述第四晶闸管的第二端与所述地线相连，所述第四晶闸管的第一端分别与所述第五电阻的第一端和所述第六电阻的第一端相连，所述第六电阻的第二端接地；

所述热敏电阻的第二端和所述第四二极管的阴极端作为所述触点替代单元的信号输出端与所述待测继电器的触点相连；

所述第五电阻的第二端作为所述触点替代单元的信号输入端与所述主控单元相连；

所述第四电阻的第二端与所述电源单元的第二端相连。

进一步地，以上所述的继电器故障检测设备，还包括温度检测单元；

所述温度检测单元的第一端与所述电源单元的第二端相连，所述温度检测单元的第二端与所述主控单元相连。

进一步地，以上所述的继电器故障检测设备，还包括存储单元；

所述存储单元的第一端与所述电源单元的第二端相连，所述存储单元的第二端与所述主控单元相连。

进一步地，以上所述的继电器故障检测设备，所述壳体上设置有控制按键，所述控制按键与所述主控单元相连。

进一步地，以上所述的继电器故障检测设备，还包括挂架；

所述挂架可拆卸设置在所述壳体上。

进一步地，以上所述的继电器故障检测设备，还包括闪存接口、SD接口和I/O扩展接口的中至少一个；

所述闪存接口、所述SD接口和所述I/O扩展接口分别与所述主控单元相连。

本实用新型的继电器故障检测设备，包括壳体和设置在壳体内的主控单元、在线检测单元和触点替代单元。其中在线检测单元包括线圈检测电路和触点检测电路。线圈检测电路用于获取线圈的第一电平信号，触点检测电路用于获取触点的第二电平信号。主控单元用于确定第一电平信号和第二电平信号的时间差，若时间差大于预设时间差，则表示待测继电器的动作时间超过了正常的动作时间，待测继电器产生了故障，如果继电器故障后无法正常工作，触点替代单元可以替代继电器的触点工作，进而避免由于继电器故障而产生的事故。采用本实用新型的技术方案，不需要将继电器拆卸下来，不影响***的正常工作，而且本方案能够在继电器的工作状态下进行检测，保持继电器的工作状态的电路环境和空间环境，一旦继电器故障，能够快速被监测到，使得本方案的实用性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。

图1是本实用新型继电器故障检测设备的电路图；

图2是图1中线圈检测电路的接线图；

图3是图1中触点替代单元的接线图；

图4是电平变化示意图；

图5是图1中电源单元的接线图；

图6是图1中温度检测单元的接线图；

图7是图1中存储单元的接线图；

图8是图1中主控单元的部分接线图；

图9是图1中主控单元输入电源检测电路；

图10是本实用新型继电器故障检测设备中壳体的结构图；

图11是本实用新型继电器故障检测设备中挂件的结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

图1是本实用新型继电器故障检测设备的电路图。请参阅图1，本实施例的继电器故障检测设备可以包括壳体和设置在壳体内的电路板，电路板上设置有主控单元101、在线检测单元102和触点替代单元103。在线检测单元102包括线圈检测电路1021和触点检测电路1022。

继电器的吸合时间能够反映出继电器的吸合性能，继电器触点的断开时间能够反映出继电器复位弹簧的性能。因此本实施例可以在待测继电器接收到吸合信号时，获取待测继电器线圈两端的第一电平信号，获取待测继电器触点两端的第二电平信号，通过计算第一电平信号与第二电平信号之间的时间差，确定待测继电器的吸合时间；同理，本实施例可以在待测继电器接收到断电信号时，获取待测继电器线圈两端的第一电平信号，获取待测继电器触点两端的第二电平信号，通过计算第一电平信号与第二电平信号之间的时间差，确定待测继电器的断电时间。

基于上述原理，本实施例中线圈检测电路1021的信号输入端与待测继电器的线圈相连，用于获取线圈的第一电平信号，触点检测电路1022的信号输入端与待测继电器的触点相连，用于获取触点的第二电平信号。线圈检测电路1021的信号输出端和触点检测电路1022的信号输出端分别与主控单元101相连，主控单元101用于确定第一电平信号和第二电平信号的时间差，若时间差达到预设时间差，则表示待测继电器故障。预设时间差包括吸合预设时间差和断电预设时间差，若在待测继电器接收到吸合信号时，第一电平信号和第二电平信号的时间差达到吸合预设时间差，则表示继电器触点卡滞；在待测继电器接收到断电信号时，第一电平信号和第二电平信号的时间差达到断电预设时间差，则表示继电器触点黏连。本实施例还可以同时记录继电器动作的次数以及故障的次数。此外，预设时间差可以按照下述方式确定：对列车所有电路中的继电器进行测量，根据各类继电器标准性能时间确定对应种类继电器预设时间差。

而且，主控单元101根据第一电平信号和第二电平信号的接收时间确定时间差，并将其与预设时间差进行比较以获得比较结果是非常成熟的现有技术，例如下述部分程序代码。本领域的技术人员可以在不耗费创造性的前提下即可获得，此处不在过多赘述实现上述过程的计算机程序，详情可参照现有技术。

if(MDS.Log)

{

//保存时间戳

Log.Second＝RTC_HEX.Second；

Log.Minute＝RTC_HEX.Minute；

Log.Hour＝RTC_HEX.Hour；

Log.Day＝RTC_HEX.Day；

Log.Month＝RTC_HEX.Month；

//保存故障类型

Log.Faulty＝MDS.FaultType；

//根据故障类型保存延迟时间

if(MDS.FaultType＝＝FAULT_TOD_ON)

{

Log.RealVal＝MDS.VT_Delay_On；

Log.SetVal＝MDS.VT_MaxDelay_On；

}

else if(MDS.FaultType＝＝FAULT_TOD_OFF)

{

Log.RealVal＝MDS.VT_Delay_Off；

Log.SetVal＝MDS.VT_MaxDelay_Off；

}

else

{

Log.RealVal＝0；

Log.SetVal＝0；

}

MDS.Log＝0；MDS.Save＝1；

}

}

本实施例中，触点替代单元103的信号输出端与待测继电器的触点相连，触点替代单元103的信号输入端与主控单元101相连；在待测继电器接收到吸合信号，第一电平信号和第二电平信号的时间差达到吸合预设时间差，继电器出现触点卡滞的问题时，主控单元101还用于向触点替代单元103发送动作信号，以使触点替代单元103可以替代触点吸合，正常输出到负载。

目前主流厂家推荐的继电器寿命评估方式是基于继电器工作电压、工作电流、负载特性结合继电器动作的次数来估测的。但是，以地铁车辆继电器常用的DC125V使用电压来看，相同的工作电流(0.1A为例)，使用纯阻性负载(L/R＝0)的继电器预计可动作大于2000万次，而用较大感性负载(L/R＝40ms)的继电器预计可动作仅约100万次，相差20倍。可见，继电器使用的负载特性情况对继电器使用寿命影响非常大，但实际运用中对继电器负载情况没有一个明确的量化，对时间常数L/R一般没有进行测量，很难结合寿命评估曲线进行测算。

而根据电感特性，断电后将会维持电流不变，产生反向电动势。通过测量电感负载产生的负压时间，可以推算出该电感负载的时间常数。本实施例中，在线检测单元102还包括负载检测电路1023，负载检测电路1023的第一端与负载设备相连，用于获取负载设备的第三电平信号，负载检测电路1023的第二端接地，负载检测电路1023的第三端与主控单元101相连，主控单元101还用于根据第三电平信号确定负载设备的负压时间，即负载放电时间。进而人们可以结合负压时间，根据寿命评估曲线对继电器的寿命进行评估。其中寿命评估曲线是评估继电器寿命的重要模型，本领域的技术人员可以在不耗费创造性的前提下获得，本实施例不做赘述。

进一步地，本实施例的继电器故障检测设备，还包括电源单元104，电源单元104的第一端与外部电源相连，电源单元104的第二端分别与主控单元101、触点替代单元103、线圈检测电路1021、触点检测电路1022和负载检测电路1023相连，为主控单元101、触点替代单元103、线圈检测电路1021、触点检测电路1022和负载检测电路1023提供驱动电源。

本实施例继电器故障检测设备，线圈检测电路1021、触点检测电路1022和负载检测电路1023的接线图相同。图2是图1中线圈检测电路的接线图，请参阅图2，本实施例的线圈检测电路1021包括：第一二极管D1、第一稳压管ZD1、第一电阻R1、第一晶闸管Q1、第二电阻D2、第一电容C1、第二二极管D2、第一光耦开关IC1、第三电阻R3、第二电容C2和压敏电阻RV1。

其中，第一二极管D1的型号优选为S2JHE3/52T，第二二极管D2的型号优选为BAS21，第一稳压管ZD1的型号优选为BZX84-B15，第一晶闸管Q1的型号优选为LND150，第一光耦开关IC1的型号优选为HCPL-181,压敏电阻RV1的型号优选为S14K115，第一电阻R1优选2kΩ，0.25W，第二电阻R2优选270Ω，0.25W，第三电阻R3优选10kΩ，0.1W，第一电容C1优选0.1μF，250V，第二电容C2优选0.1μF，50V。需要注意的是，本实施例中，各个元器件选用的规格和型号都说明书附图中各个元器件处示出，下文不再一一说明。

请参阅图2，压敏电阻RV1的第一端与第一二极管D1的阳极端相连，第一二极管D1的阴极端与第一稳压管ZD1的阴极端相连，第一稳压管ZD1的阳极端与第一电阻R1的第一端相连，第一电阻R1的第二端与第一晶闸管Q1的第三端相连，第一晶闸管Q1的第二端与第二电阻D2的第一端相连，第一晶闸管Q1的第一端分别与第二电阻D2的第二端、第一电容C1的第一端、第二二极管D2的阴极端和第一光耦开关IC1的第一端相连；压敏电阻RV1的第二端分别与第一电容C1的第二端、第二二极管D2的阳极端和第一光耦开关IC1的第二端相连；第一光耦开关IC1的第三端接地后和第二电容C2的第一端相连，第二电容C2的第二端与电源单元104的第二端相连，本实施例中电源单元104的第二端向第二电容C2的第二端提供3.3V的电压；第一光耦开关IC1的第四端与第三电阻R3的第一端相连，第三电阻R3的第二端与电源单元104的第二端相连，本实施例中电源单元104的第二端向第三电阻R3的第二端提供3.3V的电压。

其中，第一二极管D1保证电路方向，压敏电阻RV1防止输入过电压，第一稳压管ZD1确定最低电压，第一晶闸管Q1和其他电阻限定输入电流，输入电流不能影响被测电路正常工作，本实施例优选为3mA；第一电容C1和第二二极管D2稳定第一光耦开关IC1的输入电压。本实施例的线圈检测电路1021通过第一光耦开关IC1将第一电平信号发送给主控单元101，通过第一光耦开关IC1进行了光耦隔离，因此继电器故障检测设备不会影响列车使用电路，在进行检测时待测继电器无需拆除。

触点检测电路1022、负载检测电路1023的接线图与线圈检测电路1021的接线图相同，本领域的技术人员可以参照图2确定触点检测电路1022、负载检测电路1023的接线图。

需要注意的是：线圈检测电路1021中，压敏电阻RV1的第一端和压敏电阻RV1的第二端分别作为线圈检测电路1021的信号输入端与待测继电器的线圈相连，压敏电阻RV1的第一端与待测继电器的线圈的正极端Coil+相连，压敏电阻RV1的第二端与待测继电器的线圈的负极端Coil-相连，获取待测继电器的线圈两端的第一电平信号，线圈检测电路1021中第三电阻R3的第一端作为线圈检测电路1021的信号输出端与主控单元101相连。

触点检测电路1022中，压敏电阻RV1的第一端和压敏电阻RV1的第二端分别作为触点检测电路1022的信号输入端与待测继电器的触点相连，压敏电阻RV1的第一端与待测继电器的触点的正极端Contact+相连，压敏电阻RV1的第二端与待测继电器的触点的负极端Contact-相连，获取待测继电器的触点两端的第二电平信号，触点检测电路1022中第三电阻R3的第一端作为触点检测电路1022的信号输出端与主控单元101相连。

负载检测电路1023中，压敏电阻RV1的第二端作为负载检测电路1023的第一端与负载设备相连，压敏电阻RV1的第一端作为负载检测电路1023的第二端接地，第三电阻R3的第一端作为负载检测电路1023的第三端与主控单元101相连。

图3是图1中触点替代单元的接线图。请参阅图3，触点替代单元103包括第四电阻R4至第十电阻R10，第二晶闸管Q2至第四晶闸管Q4、第二光耦开关IC2、第二稳压管ZD2、第三二极管D3、热敏电阻TH1和第四二极管D4。

请参阅图3，第三晶闸管Q3的第一端分别与第二稳压管ZD2的阳极端、第十电阻R10的第一端和第九电阻R9的第一端相连，第三晶闸管Q3的第二端与第四二极管D4的阳极端相连，第三晶闸管Q3的第三端分别与第二稳压管ZD2的阴极端、第十电阻R10的第二端和热敏电阻TH1的第一端相连。

第二晶闸管Q2的第一端分别与第八电阻R8的第一端和第七电阻R7的第一端相连，第八电阻R8的第二端接地，第二晶闸管Q2的第二端接地，第二晶闸管Q2的第三端与第九电阻R9的第二端相连。

第二光耦开关IC2的第一端与第四电阻R4的第一端相连，第二光耦开关IC2的第二端与第四晶闸管Q4的第三端相连，第二光耦开关IC2的第三端接地后和第三二极管D3的阳极端相连，第二光耦开关IC2的第四端分别与第三二极管D3的阴极端和第七电阻R7的第二端相连。

第四晶闸管Q4的第二端接地，第四晶闸管Q4的第一端分别与第五电阻R5的第一端和第六电阻R6的第一端相连，第六电阻R6的第二端接地。

热敏电阻TH1的第二端和第四二极管D4的阴极端作为触点替代单元103的信号输出端与待测继电器的触点相连，其中热敏电阻TH1的第二端与待测继电器的触点的正极端Contact+相连，第四二极管D4的阴极端与待测继电器的触点的负极端Contact-相连。第五电阻R5的第二端作为触点替代单元103的信号输入端与主控单元101相连，第四电阻R4的第二端与电源单元104的第二端相连，本实施例中电源单元104的第二端向第四电阻R4的第二端提供3.3V的电压。本实施例的触点替代单元103中，主要输出器件是第三晶闸管Q3，在待测继电器接收到吸合信号时，第一电平信号和第二电平信号的时间差达到吸合预设时间差，继电器出现触点卡滞的问题时，第三晶闸管Q3导通替代触点吸合。

图4是电平变化示意图。请参阅图4，其中X表示待测继电器线圈的电平变化线，Y表示待测继电器触点的电平变化线，Z表示触点替代单元103中第三晶闸管Q3的电平变化线。本实施例中t1时刻待测继电器线圈接收到吸合信号时，待测继电器的线圈由低电平转换为高电平，向主控单元101发送第一电平信号；待测继电器的触点在线圈的作用下动作，在t2时刻闭合，由低电平转换为高电平，向主控单元101发送第二电平信号，t2与t1的时间差即为第一电平信号和第二电平信号的时间差，也就是触点的吸合时间。本实施例中时刻to1与t1的差值为吸合预设时间差，若触点的吸合时间在吸合预设时间差内，则表示继电器正常，若触点的吸合时间大于吸合预设时间差，则表示继电器触点发生卡滞，若在吸合预设时间差后继电器触点依然未动作，即在时刻to1时继电器触点依然未动作，那么主控单元101可以控制第三晶闸管Q3导通，以使触点替代单元103可以替代触点吸合，正常输出到负载。

待测继电器线圈在t3时刻接收到断电信号时，待测继电器的线圈由高电平转换为低电平，向主控单元101发送第一电平信号；待测继电器的触点在线圈的作用下动作，在t4时刻断开，由高电平转换为低电平，向主控单元101发送第二电平信号，而且，触点替代单元103的第三晶闸管Q3在时刻t3截止。此时，t4与t3的时间差即为第一电平信号和第二电平信号的时间差，也就是触点的断开时间。本实施例中to2与t3之间的差值为断电预设时间差，若触点的断开时间大于断电预设时间差，则表示继电器触点发生粘连。

进一步地，可以采用本实施例的继电器故障检测设备对列车所有继电器进行测量，建立各类继电器标准性能时间范围表，例如吸合时间范围表和断开时间范围表。之后可以定期对列车所有的继电器进行检查。在进行检查时，将测量到的吸合时间与吸合时间范围表比对，将测量到的断开时间与断开时间范围表比对，若有相同类型继电器测得时间参数差异较大的，应对此电路进一步排查，排除故障隐患。这种继电器在线检测方式可以完全替代原有的拆除检测的方式，同时避免了继电器拆装带来的隐患，节省了检查成本。

经过一定时间积累了大量继电器时间参数数据后，可以建立相关数据模型。结合运用故障情况，可以在继电器全寿命周期内研究时间参数与继电器性能的关系。根据得到的关系，再结合继电器使用次数、动作频率、电路重要性等指标，制定不同的评估得分。通过评估分来指导该继电器的维护更换策略。

本实施例的继电器故障检测设备还可以用于检验时间继电器、继电器延时模块以及延时电路的时间精度。也可以用于测量输入输出模块模拟信号的时间差，计算网络模块对被测信号处理的时长。总的说来，本实施例的继电器故障检测设备可以用于时间精度较高问题的分析排查，也可以检测时间模块的性能情况。

图5是图1中电源单元的接线图，请参阅图5，本实施例的电源单元104包括瞬态抑制二极管TVS1、熔断器FU1、第三电容C3-第九电容C9、第十一电阻R11-第十三电阻R13、发光二极管LED1、充电管理芯片U1、三端稳压芯片U2、第一电池BT1和第二电池BT2。上述各元器件的型号、规格与连接方式请参照图4，此处不做赘述。需要说明的是，图4中PS EXT+和PSEXT-接口与主控单元101相连，传输其与主控单元101之间的信号，三端稳压芯片U2的第三端作为电源单元104的第二端，输出3.3V的电压，为各元器件供电，第一电池BT1和第二电池BT2的额定电压优选为3.7V，本实施例中并不限定电池的个数，工作人员可以根据实际情况确定。

图6是图1中温度检测单元的接线图。请参阅图1和图6，本实施例还包括温度检测单元105，温度检测单元可以获取待测继电器的温度信息，并将温度信息发送给主控单元101。温度检测单元105的第一端与电源单元104相连，温度检测单元105的第二端与主控单元101相连。

温度检测单元105可以包括温度检测芯片U3和第十电容C10，温度检测芯片U3和第十电容C10的型号、规格以及接线方式请参照图5，本实施不做赘述。需要说明的是，温度检测芯片U3的第四端和温度检测芯片U3的第六端与主控单元101相连，温度检测芯片U3的第三端与电源单元104的第二端相连，接入3.3V的电压。

图7是图1中存储单元的接线图，请参阅图1和图7，本实施例的继电器故障检测设备，还包括存储单元106，存储单元106可以存储待继电器的吸合时间、断开时间、故障时间等。存储单元106的第一端与电源单元104的第二端相连，存储单元106的第二端与主控单元101相连。

存储单元106可以包括存储器芯片U4、第十一电容C11、第十四电阻R14和第十五电阻R15。上述元器件的型号、规格以及接线方式请参照图6，本实施不做赘述。需要说明的是，第十四电阻R14与电源单元104的第二端相连，存储器芯片U4的第四端与电源单元104的第二端相连，接入3.3V的电压。存储器芯片U4的第一端和存储器芯片U4的第三端与主控单元101相连。

本实施例的存储器芯片U4优选型号为AT45DB641E的闪存存储器，保证了即使断电也不会丢失数据。

图8是图1中主控单元的部分接线图。请参阅图8，本实施例的主控单元101可以包括主控芯片MCU、接口J、第十六电阻R16和第十七电阻R17。其中第十六电阻R16和第十七电阻R17均优选规格为330Ω，0.1W。主控芯片MCU优选为型号为PIC24F16KA101的单片机，需要注意的是，图7中只是示出型号为PIC24F16KA101的单片机的部分引脚图，其剩余部分本领域的技术人员可以在不耗费创造性的前提下获得，此处不做赘述。

具体地，线圈检测电路1021中第三电阻R3的第一端(线圈检测电路1021的信号输出端)与主控单元101中主控芯片MCU的18号REFO/SS1/T2CK/T3CK/CN11/RB15引脚相连，触点检测电路1022中第三电阻R3的第一端(触点检测电路1022的信号输出端)与主控芯片MCU的14号OC1/IC1/C2OUT/INT2/CTED1/CN8/RA6引脚相连，第五电阻R5的第二端(触点替代单元103的信号输入端)与主控芯片MCU的3号PGD2/AN1/VREF-/CN3/RA1引脚相连。图4中的PSEXT+和PS EXT-接口可以分别与接口J的第七端和第八端相连，通过接口J与主控芯片MCU相连，温度检测芯片U3的第四端与主控芯片MCU的12号U1CTS/SCL1/CN22/RB8引脚相连，温度检测芯片U3的第六端与主控芯片MCU的13号U1RT S/SDA1/CN21/RB9引脚相连，存储单元106中，存储器芯片U4的第一端与主控芯片MCU的12号U1CTS/SCL1/CN22/RB8引脚相连，存储器芯片U4的第三端与与主控芯片MCU的13号U1RTS/SDA1/CN21/RB9引脚相连。

图9是图1中主控单元输入电源检测电路。请参阅图1和图9，本实施例的输入电源检测电路110可以包括反激控制芯片U5、电感L、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第十二电容C12和第十三电容C13。上述元器件的型号、规格以及接线方式请参照图9，本实施不做赘述。需要说明的是，图9中端点A与图7中接口J的第六端相连，图9中端点B与图7中接口J的第五端相连，输入电源检测电路110通过接口J与主控芯片MCU相连，对输入主控芯片MCU的电源进行检测。

本实施例的继电器故障检测设备还可以包括可触摸屏，可触摸屏分别与主控芯片MCU和电源单元102的第二端相连。用户可以通过可触摸屏进行功能设置，例如录入断电预设时间差、吸合预设时间差以及日期、时间等；同时，待测继电器的吸合时间、断电时间、故障情况、线圈得电次数、触点得电次数、线圈失电次数、触点失电次数等，也可以通过可触摸屏显示出来。

进一步地，图10是本实用新型继电器故障检测设备中壳体的结构图。请参阅图10，壳体上设置有控制按键1000，控制按键1000与主控单元101相连。本实施例的壳体进行紧凑型设置，体积较小，保证设备可以单人手持测量，进而使测量过程更加简便。

本实施例中控制按键可以包括电源按键、测量按键、工作按键、下载按键、开启按键等。壳体上可拆卸设置有挂架1001。图11是本实用新型继电器故障检测设备中挂件的结构图，请参阅图11，挂架1001通过螺纹连接固定在壳体上，挂架1001上可以携带外部电源并且便于安装在列车上，进行在线跟踪。

进一步地，本实施例的继电器故障检测设备，还包括闪存接口107、SD接口108和I/O扩展接口109；闪存接口107、SD接口108和I/O扩展接口109分别与主控单元101相连。其中，闪存接口107、SD接口108和I/O扩展接口本领域的技术人员可以参照现有技术获得，此处不做赘述。

综上所述，本实施例的继电器故障检测设备可以在线检测待测继电器的吸合时间、断开时间和负载的负压时间；继电器故障检测设备通过比较吸合时间、断开时间的预设值和实测值，可诊断继电器触点卡滞、黏连故障。同时可以记录继电器动作的次数以及故障的次数；继电器故障检测设备诊断到继电器触点卡滞故障后，可通过触点替代单元103替代触点吸合，正常输出到负载。继电器故障检测设备还可以记录故障时间点，所有故障信息均有效存储并可通过串口数据线下载。

本实施例的继电器故障检测设备，包括壳体和设置在壳体内的主控单元101、在线检测单元102和触点替代单元103。其中在线检测单元102包括线圈检测电路1021和触点检测电路1022。线圈检测电路1021用于获取线圈的第一电平信号，触点检测电路1022用于获取触点的第二电平信号。主控单元101用于确定第一电平信号和第二电平信号的时间差，若时间差大于预设时间差，则表示待测继电器的动作时间超过了正常的动作时间，待测继电器产生了故障，如果继电器故障后无法正常工作，触点替代单元103可以替代继电器的触点工作，进而避免由于继电器故障而产生的事故。采用本实用新型的技术方案，不需要将继电器拆卸下来，不影响***的正常工作，而且本方案能够在继电器的工作状态下进行检测，保持继电器的工作状态的电路环境和空间环境，一旦继电器故障，能够快速被监测到，使得本方案的实用性较高。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种继电器故障检测设备，其特征在于，包括壳体和设置在所述壳体内的电路板；

所述电路板包括主控单元、在线检测单元和触点替代单元；

所述在线检测单元包括线圈检测电路和触点检测电路；

所述线圈检测电路的信号输入端与待测继电器的线圈相连，用于获取所述线圈的第一电平信号；所述触点检测电路的信号输入端与所述待测继电器的触点相连，用于获取所述触点的第二电平信号；

所述线圈检测电路的信号输出端和所述触点检测电路的信号输出端分别与所述主控单元相连，所述主控单元用于确定所述第一电平信号和所述第二电平信号的时间差，若所述时间差达到预设时间差，则表示所述待测继电器故障；

所述触点替代单元的信号输出端与所述待测继电器的触点相连，所述触点替代单元的信号输入端与所述主控单元相连；所述主控单元还用于若所述时间差达到所述预设时间差，向所述触点替代单元发送动作信号，以使所述触点替代单元代替所述待测继电器的触点工作。

2.根据权利要求1所述的继电器故障检测设备，其特征在于，所述在线检测单元还包括负载检测电路；

所述负载检测电路的第一端与负载设备相连，用于获取所述负载设备的第三电平信号；

所述负载检测电路的第二端接地；

所述负载检测电路的第三端与所述主控单元相连，所述主控单元还用于根据所述第三电平信号确定所述负载设备的负压时间。

3.根据权利要求2所述的继电器故障检测设备，其特征在于，还包括电源单元；

所述电源单元的第一端与外部电源相连，所述电源单元的第二端分别与所述主控单元、所述触点替代单元、所述线圈检测电路、所述触点检测电路和所述负载检测电路相连。

4.根据权利要求3所述的继电器故障检测设备，其特征在于，所述线圈检测电路、所述触点检测电路和所述负载检测电路均包括：第一二极管、第一稳压管、第一电阻、第一晶闸管、第二电阻、第一电容、第二二极管、第一光耦开关、第三电阻、第二电容和压敏电阻；

所述压敏电阻的第一端与所述第一二极管的阳极端相连，所述第一二极管的阴极端与所述第一稳压管的阴极端相连，所述第一稳压管的阳极端与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述第一晶闸管的第三端相连，所述第一晶闸管的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第一晶闸管的第一端分别与所述第二电阻的第二端、所述第一电容的第一端、所述第二二极管的阴极端和所述第一光耦开关的第一端相连；

所述压敏电阻的第二端分别与所述第一电容的第二端、所述第二二极管的阳极端和所述第一光耦开关的第二端相连；

所述第一光耦开关的第三端分别与地线和所述第二电容的第一端相连，所述第二电容的第二端与电源单元的第二端相连；

所述第一光耦开关的第四端与所述第三电阻的第一端相连，所述第三电阻的第二端与所述电源单元的第二端相连；

所述线圈检测电路中，所述压敏电阻的第一端和所述压敏电阻的第二端分别作为所述线圈检测电路的信号输入端与所述待测继电器的线圈相连，所述线圈检测电路中所述第三电阻的第一端作为所述线圈检测电路的信号输出端与所述主控单元相连；

所述触点检测电路中，所述压敏电阻的第一端和所述压敏电阻的第二端分别作为所述触点检测电路的信号输入端与所述待测继电器的触点相连，所述触点检测电路中所述第三电阻的第一端作为所述触点检测电路的信号输出端与所述主控单元相连；

所述负载检测电路中，所述压敏电阻的第二端作为所述负载检测电路的第一端与负载设备相连，所述负载检测电路中所述第三电阻的第一端作为所述负载检测电路的第三端与所述主控单元相连。

5.根据权利要求4所述的继电器故障检测设备，其特征在于，所述触点替代单元包括第四电阻至第十电阻，第二晶闸管至第四晶闸管、第二光耦开关、第二稳压管、第三二极管、第四二极管和热敏电阻；

所述第三晶闸管的第一端分别与所述第二稳压管的阳极端、所述第十电阻的第一端和所述第九电阻的第一端相连，所述第三晶闸管的第二端与所述第四二极管的阳极端相连，所述第三晶闸管的第三端分别与所述第二稳压管的阴极端、所述第十电阻的第二端和所述热敏电阻的第一端相连；

所述第二晶闸管的第一端分别与所述第八电阻的第一端和所述第七电阻的第一端相连，所述第八电阻的第二端与所述地线相连，所述第二晶闸管的第二端与所述地线相连，所述第二晶闸管的第三端与所述第九电阻的第二端相连；

所述第二光耦开关的第一端与所述第四电阻的第一端相连，所述第二光耦开关的第二端与所述第四晶闸管的第三端相连，所述第二光耦开关的第三端分别与所述地线和所述第三二极管的阳极端相连，所述第二光耦开关的第四端分别与所述第三二极管的阴极端和所述第七电阻的第二端相连；

所述第四晶闸管的第二端与所述地线相连，所述第四晶闸管的第一端分别与所述第五电阻的第一端和所述第六电阻的第一端相连，所述第六电阻的第二端接地；

所述热敏电阻的第二端和所述第四二极管的阴极端作为所述触点替代单元的信号输出端与所述待测继电器的触点相连；

所述第五电阻的第二端作为所述触点替代单元的信号输入端与所述主控单元相连；

所述第四电阻的第二端与所述电源单元的第二端相连。

6.根据权利要求3所述的继电器故障检测设备，其特征在于，还包括温度检测单元；

所述温度检测单元的第一端与所述电源单元的第二端相连，所述温度检测单元的第二端与所述主控单元相连。

7.根据权利要求3所述的继电器故障检测设备，其特征在于，还包括存储单元；

所述存储单元的第一端与所述电源单元的第二端相连，所述存储单元的第二端与所述主控单元相连。

8.根据权利要求1所述的继电器故障检测设备，其特征在于，所述壳体上设置有控制按键，所述控制按键与所述主控单元相连。

9.根据权利要求8所述的继电器故障检测设备，其特征在于，还包括挂架；

所述挂架可拆卸设置在所述壳体上。

10.根据权利要求1-9任一项所述的继电器故障检测设备，其特征在于，还包括闪存接口、SD接口和I/O扩展接口的中至少一个；

所述闪存接口、所述SD接口和所述I/O扩展接口分别与所述主控单元相连。

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