CN214376837U - 一种电气线路火灾预警监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电气线路火灾预警监测装置，属于电子技术领域，包括壳体，壳体前方设置有显示屏和报警喇叭孔，壳体的前端设置有天线，壳体的侧边设置有传感器接口孔、检测电源线出线端子和检测电源线进线端子。壳体内设置有电路板，电路板包括无线模块、电源电路、电流电压采样电路、过零检测电路、过流检测电路、控制器电路、环境温度传感器、烟雾传感器和报警器。通过采集线路内部的电流、电压、过零和过流，然后把采集的数据通过无线传给服务器，并且根据外部的温度等，判断线路是否出现故障，及时发出报警声，避免出现火灾，对楼宇中的电气线路检测保护。

Description

一种电气线路火灾预警监测装置

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种电气线路火灾预警监测装置。

背景技术

根据我国近几年的火灾统计，电气火灾年均发生次数占火灾年均总发生次数的30％左右，占重特大火灾总发生次数的80％左右，居各火灾原因之首，且损失占火灾损失的53％，而发达国家每年电气火灾发生次数仅占总火灾发生次数的8％～13％。电气线路是引发电气火灾的主要起火源(约占50％),其次是用电器具、电气设备和用电设备。另外，照明器具过热也比较突出，主要是日光灯镇流器长期处于工作状态，产生过热或故障。短路是引发电气火灾的主要原因(约占51％)，其次是过热和接触不良。因此，针对电气火灾的防治研究尤为迫切，需要研究一种对电气线路的监控装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电气线路火灾预警监测装置，解决现有电气线路引发电气火灾的技术问题。

一种电气线路火灾预警监测装置，包括壳体，壳体前方设置有显示屏和报警喇叭孔，壳体的前端设置有天线，壳体的侧边设置有传感器接口孔、检测电源线出线端子和检测电源线进线端子，传感器接口孔、检测电源线出线端子设置在同一侧，检测电源线进线端子设置在另一侧，壳体内设置有电路板，电路板包括无线模块、电源电路、电流电压采样电路、过零检测电路、过流检测电路、控制器电路、环境温度传感器、烟雾传感器和报警器，电源电路的输入端与外部市电连接，电源电路的输出端与控制器电路连接供电，无线模块、电流电压采样电路、过零检测电路、过流检测电路、环境温度传感器、烟雾传感器和报警器均与控制器电路连接，传感器接口孔和显示屏均与控制器电路连接。

进一步地，电路板还包括继电器电路、触摸显示屏电路和导线温度传感器，继电器电路设置在电源线上，继电器电路的控制端与控制器电路连接，触摸显示屏电路和导线温度传感器均与控制器电路连接，导线温度传感器贴合在导线上并用绑带固定，检测电源线进线端子与继电器电路的输入端连接，检测电源线出线端子与继电器电路输出端连接。

进一步地，电源电路包括变压电路、电量存储电路和供电电路，变压电路的输入端与市电连接，变压电路经电量存储电路与供电电路连接。

进一步地，电量存储电路包括电容C1-C2、电阻R19和二极管D14，所述电阻R19的一端接电源线，另一端与电容C1的正极连接，所述电容C1的负极与电容C2的正极连接，所述电容C2的负极接地，所述二极管D14的输入端与电容C1的正极连接，输出端与电源线连接。

进一步地，继电器电路包括继电器RL1、电阻R29-R30、二极管D21、三极管Q1和电感L52，继电器RL1的开关线一端接检测电源线进线端子，另一端接检测电源线出线端子，一个控制线端接电源，另一个控制线端与三极管Q1的C极和二极管D21的输入端连接，所述二极管D21的输出端接电源，所述电阻R29的一端接控制器电路的IO口，另一端接三极管Q1的b极和电阻R30的一端，三极管Q1的e极与电阻R30的另一端、电感L52的一端和地连接，电感L52的另一端接地。

进一步地，过流检测电路包括电流波形放大电路、电压跟随电路、交流电流正半波形检测电路和交流电流负半波形检测电路，电压跟随电路的输出端与电流波形放大电路连接，所述电流波形放大电路的数端分别与交流电流正半波形检测电路和交流电流负半波形检测电路连接。

进一步地，所述电压跟随电路包括电感L51、电容C52-C53、电阻R83-R84、电阻54和放大器U5D，所述电感L51的一端与直流电源和电容C52的一端连接，另一端与另一直流电源输入端、电容C53的一端和电阻R83的一端连接，电容C53的另一端接电容C52的另一端并接地，电阻R83的另一端与电阻R84的一端和放大器U5D正极输入端连接，电阻R84的另一端接地，电阻R54，放大器U5D的负极输入端与输出端和电阻R54的一端连接，所述电流波形放大电路包括电容C50-C51、电容C70-C71、电阻R52-R53、R55和放大器U5C，电容C70和电容C71分别串联在交流电输入的两根线上，电阻R52和电阻R53分别串联在电容C70和电容C71的后端，所述放大器U5C的正极输入端和负极输入端分别与电阻R52和电阻R53的一端连接，所述电阻R55的一端接放大器U5C的负极输入端，另一端接放大器U5C的输出端，交流电流正半波形检测电路包括电阻R81-R82、电阻R59、电容C55和放大器U5B，所述放大器U5B的负极输入端经电阻R59与放大器U5C的输出端连接，电阻R82的一端接电源，另一端接电容C55的一端、电阻R81的一端和放大器U5B正极输入端连接，电阻R81的另一端与电容C55的另一端连接并接地，交流电流负半波形检测电路包括电阻R56-R58、电容C54和放大器U5A，所述放大器U5A的负极输入端经电阻R56与放大器U5C的输出端连接，电阻R58的一端接电源，另一端接电容C54的一端、电阻R57的一端和放大器U5 A正极输入端连接，电阻R57的另一端与电容C54的另一端连接并接地。

进一步地，过零检测电路包括运算放大器U9、电阻R95-R96和电容C67，所述运算放大器U9的正极输入端接地，运算放大器U9的负极输入端与电阻R95的一端和电阻R96的一端连接，电阻R96的另一端接检测线路火线，电阻R95的另一端与运算放大器U9的输出端连接，电容C67的一端接直流电源和运算放大器U9电源供电连接，另一端接地。

本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型通过采集线路内部的电流、电压、过零和过流，然后把采集的数据通过无线传给服务器，并且根据外部的温度等，判断线路是否出现故障，及时发出报警声，避免出现火灾，对楼宇中的电气线路检测保护，检测引起电气火灾主要原因的供电线路剩余电流、导线温度、电流及周围环境温度等参数，具备预警功能，能实时监测供电线路参数，当监测线路的参数达到预警状态时，就自动发出报警。

附图说明

图1为本实用新型外部结构示意图。

图2为本实用新型电路板原理框图。

图3为本实用新型电源电路原理图。

图4为本实用新型电压电流采样与继电器电路原理图。

图5为本实用新型继电器控制原理图。

图6为本实用新型过零检测电路原理图。

图7为本实用新型过流检测电路原理图。

图中标号：1-壳体；2-显示屏；3-报警喇叭孔；4-天线；5-传感器接口孔；6-检测电源线出线端子。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

一种电气线路火灾预警监测装置，如图1-2所示，包括壳体1，壳体1前方设置有显示屏2和报警喇叭孔3，壳体1的前端设置有天线4，壳体1的侧边设置有传感器接口孔5、检测电源线出线端子6和检测电源线进线端子，传感器接口孔5、检测电源线出线端子6设置在同一侧，检测电源线进线端子设置在另一侧，壳体1内设置有电路板，电路板包括无线模块、电源电路、电流电压采样电路、过零检测电路、过流检测电路、控制器电路、环境温度传感器、烟雾传感器和报警器，电源电路的输入端与外部市电连接，电源电路的输出端与控制器电路连接供电，无线模块、电流电压采样电路、过零检测电路、过流检测电路、环境温度传感器、烟雾传感器和报警器均与控制器电路连接，传感器接口孔5和显示屏2均与控制器电路连接。将需要检测的电源线从检测电源线进线端子进接继电器，然后从检测电源线出线端子6，电路板对进入的电源线进行检测。检测电线的电压电流等参数，同时检测温度和烟雾等，判断是否有可能出现火灾，提前预判，然后发出报警声，同时把检测的数据通过无线传给远程服务器，无线模块为4G模块或者WIFI路由模块。

本实用新型实施例中，电路板还包括继电器电路、触摸显示屏电路和导线温度传感器，继电器电路设置在电源线上，继电器电路的控制端与控制器电路连接，触摸显示屏电路和导线温度传感器均与控制器电路连接，导线温度传感器贴合在导线上并用绑带固定，检测电源线进线端子与继电器电路的输入端连接，检测电源线出线端子6与继电器电路输出端连接。导线温度传感器使用WZPP贴片式温度传感器，环境温度传感器使用普通的温度传感器即可，控制器电路为STM32系列的最小***。

本实用新型实施例中，如图3所示，电源电路包括变压电路、电量存储电路和供电电路，变压电路的输入端与市电连接，变压电路经电量存储电路与供电电路连接。电量存储电路包括电容C1-C2、电阻R19和二极管D14，所述电阻R19的一端接电源线，另一端与电容C1的正极连接，所述电容C1的负极与电容C2的正极连接，所述电容C2的负极接地，所述二极管D14的输入端与电容C1的正极连接，输出端与电源线连接。电源电路主要是把220V的市电转为控制器电路需要的电源，为+5V。

本实用新型实施例中，如图4-5所示，继电器电路包括继电器RL1、电阻R29-R30、二极管D21、三极管Q1和电感L52，继电器RL1的开关线一端接检测电源线进线端子，另一端接检测电源线出线端子6，一个控制线端接电源，另一个控制线端与三极管Q1的C极和二极管D21的输入端连接，所述二极管D21的输出端接电源，所述电阻R29的一端接控制器电路的IO口，另一端接三极管Q1的b极和电阻R30的一端，三极管Q1的e极与电阻R30的另一端、电感L52的一端和地连接，电感L52的另一端接地。电流采样和电压采样电路用于采样电压和电流信号，继电器电路根据控制器电路发出的控制信号为搞电平或者低电平进行控制继电器开关。

本实用新型实施例中，如图6所示，过流检测电路包括电流波形放大电路、电压跟随电路、交流电流正半波形检测电路和交流电流负半波形检测电路，电压跟随电路的输出端与电流波形放大电路连接，所述电流波形放大电路的数端分别与交流电流正半波形检测电路和交流电流负半波形检测电路连接。所述电压跟随电路包括电感L51、电容C52-C53、电阻R83-R84、电阻54和放大器U5D，所述电感L51的一端与直流电源和电容C52的一端连接，另一端与另一直流电源输入端、电容C53的一端和电阻R83的一端连接，电容C53的另一端接电容C52的另一端并接地，电阻R83的另一端与电阻R84的一端和放大器U5D正极输入端连接，电阻R84的另一端接地，电阻R54，放大器U5D的负极输入端与输出端和电阻R54的一端连接，所述电流波形放大电路包括电容C50-C51、电容C70-C71、电阻R52-R53、R55和放大器U5C，电容C70和电容C71分别串联在交流电输入的两根线上，电阻R52和电阻R53分别串联在电容C70和电容C71的后端，所述放大器U5C的正极输入端和负极输入端分别与电阻R52和电阻R53的一端连接，所述电阻R55的一端接放大器U5C的负极输入端，另一端接放大器U5C的输出端，交流电流正半波形检测电路包括电阻R81-R82、电阻R59、电容C55和放大器U5B，所述放大器U5B的负极输入端经电阻R59与放大器U5C的输出端连接，电阻R82的一端接电源，另一端接电容C55的一端、电阻R81的一端和放大器U5B正极输入端连接，电阻R81的另一端与电容C55的另一端连接并接地，交流电流负半波形检测电路包括电阻R56-R58、电容C54和放大器U5A，所述放大器U5 A的负极输入端经电阻R56与放大器U5C的输出端连接，电阻R58的一端接电源，另一端接电容C54的一端、电阻R57的一端和放大器U5 A正极输入端连接，电阻R57的另一端与电容C54的另一端连接并接地。

本实用新型实施例中，如图7所示，过零检测电路包括运算放大器U9、电阻R95-R96和电容C67，所述运算放大器U9的正极输入端接地，运算放大器U9的负极输入端与电阻R95的一端和电阻R96的一端连接，电阻R96的另一端接检测线路火线，电阻R95的另一端与运算放大器U9的输出端连接，电容C67的一端接直流电源和运算放大器U9电源供电连接，另一端接地。检测电源线是否过零，然后把检测的数据通过无线传给远程服务器。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种电气线路火灾预警监测装置，其特征在于：包括壳体(1)，壳体(1)前方设置有显示屏(2)和报警喇叭孔(3)，壳体(1)的前端设置有天线(4)，壳体(1)的侧边设置有传感器接口孔(5)、检测电源线出线端子(6)和检测电源线进线端子，传感器接口孔(5)、检测电源线出线端子(6)设置在同一侧，检测电源线进线端子设置在另一侧，壳体(1)内设置有电路板，电路板包括无线模块、电源电路、电流电压采样电路、过零检测电路、过流检测电路、控制器电路、环境温度传感器、烟雾传感器和报警器，电源电路的输入端与外部市电连接，电源电路的输出端与控制器电路连接供电，无线模块、电流电压采样电路、过零检测电路、过流检测电路、环境温度传感器、烟雾传感器和报警器均与控制器电路连接，传感器接口孔(5)和显示屏(2)均与控制器电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种电气线路火灾预警监测装置，其特征在于：电路板还包括继电器电路、触摸显示屏电路和导线温度传感器，继电器电路设置在电源线上，继电器电路的控制端与控制器电路连接，触摸显示屏电路和导线温度传感器均与控制器电路连接，导线温度传感器贴合在导线上并用绑带固定，检测电源线进线端子与继电器电路的输入端连接，检测电源线出线端子(6)与继电器电路输出端连接。

3.根据权利要求2所述的一种电气线路火灾预警监测装置，其特征在于：电源电路包括变压电路、电量存储电路和供电电路，变压电路的输入端与市电连接，变压电路经电量存储电路与供电电路连接。

4.根据权利要求3所述的一种电气线路火灾预警监测装置，其特征在于：电量存储电路包括电容C1-C2、电阻R19和二极管D14，所述电阻R19的一端接电源线，另一端与电容C1的正极连接，所述电容C1的负极与电容C2的正极连接，所述电容C2的负极接地，所述二极管D14的输入端与电容C1的正极连接，输出端与电源线连接。

5.根据权利要求4所述的一种电气线路火灾预警监测装置，其特征在于：继电器电路包括继电器RL1、电阻R29-R30、二极管D21、三极管Q1和电感L52，继电器RL1的开关线一端接检测电源线进线端子，另一端接检测电源线出线端子(6)，一个控制线端接电源，另一个控制线端与三极管Q1的C极和二极管D21的输入端连接，所述二极管D21的输出端接电源，所述电阻R29的一端接控制器电路的IO口，另一端接三极管Q1的b极和电阻R30的一端，三极管Q1的e极与电阻R30的另一端、电感L52的一端和地连接，电感L52的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的一种电气线路火灾预警监测装置，其特征在于：过流检测电路包括电流波形放大电路、电压跟随电路、交流电流正半波形检测电路和交流电流负半波形检测电路，电压跟随电路的输出端与电流波形放大电路连接，所述电流波形放大电路的数端分别与交流电流正半波形检测电路和交流电流负半波形检测电路连接。

7.根据权利要求6所述的一种电气线路火灾预警监测装置，其特征在于：所述电压跟随电路包括电感L51、电容C52-C53、电阻R83-R84、电阻54和放大器U5D，所述电感L51的一端与直流电源和电容C52的一端连接，另一端与另一直流电源输入端、电容C53的一端和电阻R83的一端连接，电容C53的另一端接电容C52的另一端并接地，电阻R83的另一端与电阻R84的一端和放大器U5D正极输入端连接，电阻R84的另一端接地，电阻R54，放大器U5D的负极输入端与输出端和电阻R54的一端连接，所述电流波形放大电路包括电容C50-C51、电容C70-C71、电阻R52-R53、R55和放大器U5C，电容C70和电容C71分别串联在交流电输入的两根线上，电阻R52和电阻R53分别串联在电容C70和电容C71的后端，所述放大器U5C的正极输入端和负极输入端分别与电阻R52和电阻R53的一端连接，所述电阻R55的一端接放大器U5C的负极输入端，另一端接放大器U5C的输出端，交流电流正半波形检测电路包括电阻R81-R82、电阻R59、电容C55和放大器U5B，所述放大器U5B的负极输入端经电阻R59与放大器U5C的输出端连接，电阻R82的一端接电源，另一端接电容C55的一端、电阻R81的一端和放大器U5B正极输入端连接，电阻R81的另一端与电容C55的另一端连接并接地，交流电流负半波形检测电路包括电阻R56-R58、电容C54和放大器U5A，所述放大器U5 A的负极输入端经电阻R56与放大器U5C的输出端连接，电阻R58的一端接电源，另一端接电容C54的一端、电阻R57的一端和放大器U5 A正极输入端连接，电阻R57的另一端与电容C54的另一端连接并接地。

8.根据权利要求7所述的一种电气线路火灾预警监测装置，其特征在于：过零检测电路包括运算放大器U9、电阻R95-R96和电容C67，所述运算放大器U9的正极输入端接地，运算放大器U9的负极输入端与电阻R95的一端和电阻R96的一端连接，电阻R96的另一端接检测线路火线，电阻R95的另一端与运算放大器U9的输出端连接，电容C67的一端接直流电源和运算放大器U9电源供电连接，另一端接地。

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