CN101752749A - 基于热释红外检测的智能防触电插座 - Google Patents

基于热释红外检测的智能防触电插座 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于热释红外检测的智能防触电插座，包括壳体以及设置于壳体上的插孔组，每个插孔组包括一火线插孔和一零线插孔，所述插座还包括：热释红外感应器，用于检测插座周围的人体存在信息；检测开关，用于检测插孔组插头插入信息；继电器输出模块，其一端与控制模块连接，另外两端分别与插孔组的火线插孔和零线插孔连接；控制模块，用于接收并处理人体存在信息和插头插入信息，当插孔组的火线插孔和零线插孔同时有插头插入并且所述插座周围没有人体存在时，控制模块控制继电器输出模块接通电源，否则控制继电器输出模块关断插孔组电源；电源模块，与以上各模块和器件均连接。借此，本发明可以避免发生触电事故，保证人身的安全。

Description

基于热释红外检测的智能防触电插座
技术领域
本发明涉及插座的安全技术，尤其涉及一种基于热释红外检测的智能防触电插座。
背景技术
插座是现代人生产生活中不可少的电连接器件。现有的插座大多是将插座内的电极触片与电源线直接连接，在使用时通过电器的插头直接与电极触片接触达到连通电源的目的。这种插座由于电极触片始终带电，就使得插头在拔出或插入的过程中，插头上的插脚也会带电，而插脚在插头未完全插入插座或未完全拔出插座时是暴露在外，容易被人手直接或间接碰到，造成触电事故。另外，若用导体对插座进行了误插，那也很容易造成触电事故。因此，大多现有插座的安全性能有待提高。
综上可知，所述现有技术的插座，在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于热释红外检测的智能防触电插座，其在接通电源前通过红外线对插座周围的人体进行感应，当在其感测范围内没有人体，并且插头插入插座时，插座延时接通电源以防止发生触电事故，保证人身的安全。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于热释红外检测的智能防触电插座，包括壳体以及设置于所述壳体上的至少一插孔组，每个插孔组至少包括一火线插孔和一零线插孔，所述智能防触电插座还包括：
至少一热释红外感应器，用于在热释红外感应范围内检测所述插座周围是否有人体存在，并将人体存在信息传送给控制模块；
至少一检测开关，用于检测所述插孔组是否有插头插入，并将插头插入信息传送给控制模块；
至少一继电器输出模块，其一端与控制模块连接，另外两端分别与所述插孔组的火线插孔和零线插孔连接；
控制模块，用于接收并处理所述人体存在信息和插头插入信息，当获知所述插孔组的火线插孔和零线插孔同时有插头插入并且所述插座周围已没有人体存在时，所述控制模块控制所述继电器输出模块接通所述插孔组电源，否则控制所述继电器输出模块关断所述插孔组电源；以及
电源模块，分别与所述热释红外感应器、继电器输出模块、检测开关和控制模块连接。
根据本发明的智能防触电插座，所述控制模块获知所述插孔组的火线插孔和零线插孔同时有插头插入并且所述插座周围没有人体存在时，延迟预定时间控制所述继电器输出模块接通所述插孔组电源。
根据本发明的智能防触电插座，所述延迟的预定时间为1～30秒。
根据本发明的智能防触电插座，所述壳体上设有两个以上的插孔组，某一插孔组被接通电源后，若所述控制模块根据所述插头插入信息获知所述插头从所述插孔组的火线插孔和/或零线插孔拨出，则所述控制模块控制所述继电器输出模块关断所述插孔组电源；否则，始终保持接通所述插孔组电源。
根据本发明的智能防触电插座，所述热释红外感应器设置于所述壳体上，所述检测开关、继电器输出模块、控制模块以及电源模块均设置于所述壳体内。
根据本发明的智能防触电插座，所述继电器输出模块包括一具有强电电气隔离特性的隔离继电器。
根据本发明的智能防触电插座，所述插座组还包括一保护地线插孔。
根据本发明的智能防触电插座，所述每个插座组上设有一工作状态指示灯，该工作状态指示灯与所述控制模块连接；所述继电器输出模块接通所述插孔组电源时，所述控制模块控制所述工作状态指示灯显示第一颜色；所述继电器输出模块关断所述插孔组电源时，所述控制模块控制所述工作状态指示灯显示第二颜色。
根据本发明的智能防触电插座，所述壳体包括相互固定的上壳体和下壳体，且所述上壳体和下壳体接合处套设有一装饰圈。
根据本发明的智能防触电插座，所述检测开关包括推杆、弹簧和按键，所述推杆一端分别与所述弹簧和按键相抵靠，另一端分别延伸至所述插孔组的火线插孔和零线插孔，当所述插头同时插入所述火线插孔和零线插孔时驱动所述推杆，所述推杆经由所述弹簧驱动顶住所述按键。
本发明通过在插座的插孔组的硬件电路内连接一热释红外感应器，其可以感测预定范围内人体的存在与否，并通一检测开关检测插座的插头插入信息，控制模块接收并处理人体存在信息和插头插入信息，借此控制继电器输出模块，进而控制插座电源的通断。当插孔组的火线插孔和零线插孔同时有插头插入并且热释红外感应器感应不到周围人体的存在时，该插孔组的电源接通。更好的是，本发明可以通过控制模块控制延时接通电源，借此可以防止触电，保证人身的安全。
附图说明
图1是本发明智能防触电插座的电路结构图；
图2是本发明智能防触电插座一实施例的轴视图；
图3是本发明智能防触电插座一实施例的俯视图；
图4是本发明智能防触电插座一实施例的剖视图；
图5是本发明智能防触电插座另一实施例的电路图；
图6是本发明智能防触电插座另一实施例的轴视图；
图7是本发明智能防触电插座另一实施例的俯视图；
图8是本发明智能防触电插座另一实施例的正视图；
图9是本发明一实施例的热释红外感应器的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明智能防触电插座的电路结构图，该智能防触电插座的电路包括至少一热释红外感应器10、至少一检测开关20、至少一继电器输出模块30、控制模块40，及电源模块50，其中
热释红外感应器10，与控制模块40连接，用于在热释红外感应范围内检测插座周围是否有人体存在，并将人体存在信息传送给控制模块40。根据感应范围的不同，可以选择不同的红外感应器以满足不同的需求。
检测开关20，与控制模块40连接，用于检测插孔组是否有插头插入，并将插头插入信息传送给控制模块40。对于包括N孔(零线插孔)60或L孔(火线插孔)70和E孔(保护地线插孔)80的三孔插座，如图2和图3所示，有时会有导体误插入N孔60或L孔70，也有时会因为误操作出现三孔同时插入导体或插头的情况，检测开关20检测到某一插入情况后，将插头插入信息传递给控制模块40。
继电器输出模块30，一端与控制模块40连接，另外两端分别与插孔组的N孔60和L孔70连接，该继电器输出模块30受控制模块40控制，其用于接收控制模块40的命令控制插座电源的通断。优选的，本发明的继电器输出模块30包括一隔离继电器，该隔离继电器具有强电电气隔离特性，即每个电气孔在没有插头插入时隔离继电器处于未工作状态，各电气孔不带电。当有插头插入时，插座的N孔60、L孔70及触摸点三者实现与逻辑，隔离继电器动作，使插头正常供电，当插头拔出时，电路自动复位到电气隔离状态。
控制模块40，是电路控制的主要部件，其接收人体存在信息和插头插入信息并进行处理分析，当获知插孔组的N孔60和L孔70同时有插头插入并且插座周围已没有人体存在时，控制模块40控制继电器输出模块30接通插孔组电源，否则控制继电器输出模块30关断插孔组电源。控制模块40可以采用单片机或集成电路芯片，本发明优选采用单片机作为控制单元。
电源模块50，与热释红外感应器10、继电器输出模块30、检测开关20和控制模块40均连接，并为各模块提供工作电源。该电源模块50包括一AC220V/DC 5V变压器，该变压器将AC 220V转换为DC 5V。借此，电源模块50包括DC 5V输出端和AC 220V输出端，结合图5，电源模块50的AC 220V输出端通过隔离继电器开关连接于插座的L孔70和N孔60，DC 5V输出端则连接于电路的其它模块，借此为各模块提供直流工作电源。
优选的，控制模块40获知插孔组的N孔60和L孔70同时有插头插入并且所述插孔组周围没有人体存在时，可以延迟预定时间控制继电器输出模块30接通所述插孔组电源，延迟的时间可以根据不同需求预定为1～30秒。借此，在确保没有人体的存在后延时接通电源，使插座更加安全，避免了人体触电事故。
本发明一实施例提供的智能防触电插座的外观结构如图2和图3，插座的形状可以根据不同的需求设计为圆形、方形或菱形，其包括壳体100以及设置于所述壳体上的至少一插孔组，每个插孔组至少包括一N孔60和一L孔70，三孔插座还包括一E孔(保护地线插孔)80。当有单个的导体因为误操作插入L孔70或N孔60时，检测开关20将此信息传送给控制模块40，在其控制下，无论热释红外感应器10有无检测到人体的存在，插座电路都不会导通。若因误操作，将插座N孔60和L孔70同时插入导体或插头，同时，若热释红外感应器10感应到插座周围有人体的存在，插座电路也不会导通。借此保证了插座的安全性。
本发明的智能防触电插座可以包括两个以上的插孔组，如图6和图7所示的实施例中，插座包括四组插孔组。当某一插孔组被接通电源后，若控制模块40根据插头插入信息获知插头从所述插孔组的火线插孔和/或零线插孔拨出，则控制模块40控制继电器输出模块30关断插孔组电源；否则，始终保持接通插孔组电源。借此，在多插孔组的插板中，已经正常工作的插孔组，不受别的插孔组插拔的影响。
更好的是，本发明的智能防触电插座也可以应用在固定式的插座上。如图8所示的实施例中，为方便不同场合的使用，可以将智能防触电插座固定于墙壁上，该插座的结构如上所述。借此，本发明的插座有移动式和固定式两种不同形式的应用。
本发明的智能防触电插座的热释红外感应器10设置于插座壳体100上，检测开关20、继电器输出模块30、控制模块40以及电源模块50均设置于壳体100内。优选的，每个插座组上还设有一工作状态指示灯90，该工作状态指示灯90与控制模块40连接，指示灯90如图5所示电路中的LED0，当继电器输出模块30接通插孔组电源时，控制模块40控制工作状态指示灯90显示第一颜色；当继电器输出模块30关断插孔组电源时，控制模块40控制所述工作状态指示灯90显示第二颜色，本发明的实施例中，优选的将第一颜色设为绿色，将第二颜色设为红色。借此指示各插孔组的工作状态。
图4是本发明智能防触电插座一实施例的剖视图，智能防触电插座的壳体100包括相互固定的上壳体1和下壳体2，且上壳体1和下壳体2接合处套设有装饰圈3，该装饰圈3可以使插座美观大方，且防止上壳体1和下壳体2脱落。在该实施例中，检测开关20包括推杆4、弹簧5和按键6，推杆4一端分别与所述弹簧5和按键6相抵靠，另一端分别延伸至插孔组的N孔60和L孔70。当电源插头插入时，插头推销驱动推杆4，推杆4经由弹簧5驱动使推杆4顶住按键6，当电源插头完全插入，使用者离开插座一定范围，热释红外感应器10感应不到人体后，电路导通，或者延时几秒后导通。延时的时间由控制模块40控制，其由预先植入的软件程序决定。因此，延时的长短可以根据不同的需求设计。
更好的是，在两个以上的插孔组电路结构中，可以用一个控制模块40控制两个或多个插座的电源通断，同样的，多个插孔组也可以共用热释红外感应器10，如图5示出的实施例的电路中，两个插座共受一个PIC单片机的控制，且只用一热释红外感应器10，借此可以节省电路器件成本。
综上所述，本发明通过在插座的插孔组的硬件电路内连接一热释红外感应器，其可以感测预定范围内人体的存在与否，并通一检测开关检测插座的插头插入信息，控制模块接收并处理人体存在信息和插头插入信息，借此控制继电器输出模块，进而控制插座电源的通断。当插孔组的火线插孔和零线插孔同时有插头插入并且热释红外感应器感应不到周围人体的存在时，该插孔组的电源接通。更好的是，本发明可以通过控制模块控制延时接通电源，借此可以防止触电，保证人身的安全。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于热释红外检测的智能防触电插座，包括壳体以及设置于所述壳体上的至少一插孔组，每个插孔组至少包括一火线插孔和一零线插孔，其特征在于，所述智能防触电插座还包括：
至少一热释红外感应器，用于在热释红外感应范围内检测所述插座周围是否有人体存在，并将人体存在信息传送给控制模块；
至少一检测开关，用于检测所述插孔组是否有插头插入，并将插头插入信息传送给控制模块；
至少一继电器输出模块，其一端与控制模块连接，另外两端分别与所述插孔组的火线插孔和零线插孔连接；
控制模块，用于接收并处理所述人体存在信息和插头插入信息，当获知所述插孔组的火线插孔和零线插孔同时有插头插入并且所述插座周围已没有人体存在时，所述控制模块控制所述继电器输出模块接通所述插孔组电源，否则控制所述继电器输出模块关断所述插孔组电源；以及
电源模块，分别与所述热释红外感应器、继电器输出模块、检测开关和控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的智能防触电插座，其特征在于，所述控制模块获知所述插孔组的火线插孔和零线插孔同时有插头插入并且所述插座周围没有人体存在时，延迟预定时间控制所述继电器输出模块接通所述插孔组电源。
3.根据权利要求2所述的智能防触电插座，其特征在于，所述延迟的预定时间为1～30秒。
4.根据权利要求1所述的智能防触电插座，其特征在于，所述壳体上设有两个以上的插孔组，某一插孔组被接通电源后，若所述控制模块根据所述插头插入信息获知所述插头从所述插孔组的火线插孔和/或零线插孔拨出，则所述控制模块控制所述继电器输出模块关断所述插孔组电源；否则，始终保持接通所述插孔组电源。
5.根据权利要求1所述的智能防触电插座，其特征在于，所述热释红外感应器设置于所述壳体上，所述检测开关、继电器输出模块、控制模块以及电源模块均设置于所述壳体内。
6.根据权利要求1所述的智能防触电插座，其特征在于，所述继电器输出模块包括一具有强电电气隔离特性的隔离继电器。
7.根据权利要求1所述的智能防触电插座，其特征在于，所述插座组还包括一保护地线插孔。
8.根据权利要求1所述的智能防触电插座，其特征在于，所述每个插座组上设有一工作状态指示灯，该工作状态指示灯与所述控制模块连接；所述继电器输出模块接通所述插孔组电源时，所述控制模块控制所述工作状态指示灯显示第一颜色；所述继电器输出模块关断所述插孔组电源时，所述控制模块控制所述工作状态指示灯显示第二颜色。
9.根据权利要求1所述的智能防触电插座，其特征在于，所述壳体包括相互固定的上壳体和下壳体，且所述上壳体和下壳体接合处套设有一装饰圈。
10.根据权利要求1所述的智能防触电插座，其特征在于，所述检测开关包括推杆、弹簧和按键，所述推杆一端分别与所述弹簧和按键相抵靠，另一端分别延伸至所述插孔组的火线插孔和零线插孔，当所述插头同时插入所述火线插孔和零线插孔时驱动所述推杆，所述推杆经由所述弹簧驱动顶住所述按键。
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