CN103529342A - 线路检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种线路检测装置,用于检测待测线路的故障位置,该线路检测装置包括发射装置及接收装置,该发射装置包括信号发生电路、反向放大电路及第一功率放大电路,该信号发生电路、该反向放大电路及该第一功率放大电路依次串联,该信号发生电路用于产生一矩形脉冲输出,该反向放大电路用于将该矩形脉冲反相放大得到窄脉冲,该第一功率放大电路用于根据该窄脉冲产生测试信号并提供给该待测线路,该测试信号驱动该待测线路周围形成电磁场,该接收装置包括感测部,用于感应并测量该待测线路周围的电磁场,并产生相应的线路检测信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路检测装置,尤其是一种检测隐蔽线路状态的电路检测装置。
背景技术
为了美观、安全等考虑,电线通常布置在比较隐蔽的地方,比如墙壁、地板下面或者线槽等下方。目前,电线出现故障比如短路时,通常用万用表测量电路的阻值,然后与电线电阻表进行比对,得到电线短路点与电线总长的比例,从而估算出短路的位置。然而,现实情况下的电线大多是沿角落弯曲或者是不规则的布置,则通过此方法很难逐步地量取布线区域的长度,造成查找故障点需要的时间过长且不能准确判断短路点的位置。
发明内容
针对上述问题,有必要提供一种使用简单且能准确判断线路短路点位置的电路检测装置。
一种线路检测装置,用于检测待测线路的故障位置,该线路检测装置包括发射装置及接收装置,该发射装置包括信号发生电路、反向放大电路及第一功率放大电路,该信号发生电路、该反向放大电路及该第一功率放大电路依次串联,该信号发生电路用于产生一矩形脉冲输出,该反向放大电路用于将该矩形脉冲反相放大得到窄脉冲,该第一功率放大电路用于根据该窄脉冲产生测试信号并提供给该待测线路,该测试信号驱动该待测线路周围形成电磁场,该接收装置包括感测部,用于感应并测量该待测线路周围的电磁场,并产生相应的线路检测信号输出。
与现有技术相较,本发明线路检测装置的该发射装置的该信号发生电路产生矩形脉冲,该反相放大电路将该矩形脉冲反相放大后得到窄脉冲,该第一功率放大电路根据该窄脉冲得到测试信号提供给该待测线路,该测试信号驱动该待测线路周围形成电磁场。该接收装置通过检测该待测线路周围的电磁场并产生相应的线路检测信号,则根据该线路检测信号的大小即可快速判断出该待测线路的短路位置。从而达到了使用简单且能快速准确判断短路点位置的技术效果。
附图说明
图1是本发明线路检测装置的使用状态示意图。
图2是本发明的线路检测装置一较佳实施例的发射装置电路图。
图3是本发明的线路检测装置一较佳实施例的接收装置电路图。
图4是本发明第一电压转换电路具体电路示意图。
图5是本发明第二电压转换电路具体电路示意图。
主要元件符号说明
发射装置 | 10 |
接收装置 | 30 |
待测线路 | 2 |
信号发生电路 | 11 |
第一电压输入端 | 111 |
脉冲输出端 | 113 |
第一功率放大电路 | 12 |
光耦合隔离电路 | 13 |
第一电压转换电路 | 14 |
稳压单元 | 141 |
稳压输入端 | 1411 |
稳压输出端 | 1413 |
第二电压转换电路 | 15 |
反相放大电路 | 16 |
感测部 | 31 |
选频电路 | 32 |
信号放大电路 | 33 |
第一电源 | 34 |
测试开关 | 35 |
扬声器 | 36 |
信号输入端 | 331 |
信号放大单元 | 332 |
第一信号输出端 | 333 |
第二信号输出端 | 334 |
第一集成芯片 | 112 |
稳压器 | 1412 |
第二集成芯片 | 3321 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1,是本发明线路检测装置检测的使用状态示意图。该线路检测装置用于检测待测线路2的故障位置。该线路检测装置包括发射装置10及接收装置30。该发射装置10与该待测线路2的两端相连,以提供测试信号给该待测线路2,该测试信号驱动该待测线路2周围产生电磁场。该接收装置30用于感应该待测线路2周围的电磁场,并产生相应的线路检测信号输出。
本实施方式中,该待测线路2包括第一线路21第二线路22及连接在第一第二线路21、22之间的电子元件23。该线路检测装置包括发射装置10及接收装置30。发射装置10包括两个测试信号输出端P3及P4。该发射装置10的测试信号输出端P3及P4分别连接该第一线路21的一端及该第二线路22的一端。当该电子元件23短路时,则该待测线路2沿电子元件23折回至第二线路22,形成测试回路。则该发射装置10产生的测试信号通过该测试回路,并导致该回路表面产生电磁场,而在该回路以外的位置由于没有电流通过而没有电磁场产生。将该感测部31沿该待测线路2的布线位置移动,以检测该待测线路2周围的电磁场的大小并产生相应的线路检测信号,该线路检测信号突降的位置即为该待测线路2的短路点。
请一并参阅图2,图2是本发明的线路检测装置一较佳实施例的发射装置10的电路图该发射装置10包括信号发生电路11、光耦合隔离电路13、反相放大电路16、第一功率放大电路12、第一电压转换电路14及第二电压转换电路15。该第一电压转换电路14、该信号发生电路11、该光耦合隔离电路13、该反相放大电路16及该第一功率放大电路12依次串联。
该第一电压转换电路14用于产生第一直流电压并提供给该信号发生电路11。该第二电压转换电路15与该第一功率放大电路12相连,用于提供电压可调的第二直流电压给该第一功率放大电路12,以提高该线路检测装置的检测灵敏度。该信号发生电路11用于根据该第一直流电压产生一矩形脉冲输出,该光耦合隔离电路13用于将该信号发生电路产生的该矩形脉冲耦合至该反相放大电路16,该反相放大电路16用于将该矩形脉冲反相放大得到窄脉冲。该第一功率放大电路12用于根据该窄脉冲产生测试信号并输出至该待测线路2。
本实施方式中,该信号发生电路11包括第一电压输入端111、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第一集成芯片112及脉冲输出端113。该第一电压输入端111用于接收该第一直流电压。该第一电压输入端111、该第一电阻R1、该第二电阻R2及该第一电容C1依次串联接地,形成回路。该第一集成芯片112包括放电端DIS连接该第一电阻R1与该第二电阻R2之间的节点。该第一集成芯片112包括触发端TRIG连接该第二电阻R2与该第一电容C1之间的节点。该第一直流电压经过该第一电阻R1及该第二电阻R2向该第一电容C1充电,该充电时间为第一时间常数。该第一电容C1经该第二电阻R2及该第一集成芯片112的该放电端DIS放电,该放电时间为第二时间常数。该信号发生电路11用于产生矩形脉冲,该第一集成芯片112包括一输出端Q定义为该脉冲输出端113,用于输出该矩形脉冲。该矩形脉冲的高电平持续时间为该第一时间常数,该矩形脉冲的低电平持续时间为该第二时间常数。其中,该第一集成芯片为NE555,该第一时间常数远大于该第二时间常数。
该光耦合隔离电路13包括第六电阻R6及光电耦合器U3,该光电耦合器U3包括发光部及受光部,该发光部的一端经电阻R6接收该第二直流电压,另一端作为该光耦合隔离电路13的输入端与该信号发生电路11的该脉冲输出端113相连,用于接收该矩形脉冲。该发光部用于将该矩形脉冲转换为相应的光波信号,该受光部用于接收该光波信号并将该光波信号转换为相应的该矩形脉冲。本实施方式中,该光电耦合器U3为光耦三极管。
该反相放大电路16包括三极管Q3及第三电阻R3。该三极管Q3的发射极接地。该三极管Q3的基极与该光耦合隔离电路13的该受光部相连,用于接收该矩形脉冲。该第三电阻R3一端与该三极管Q3的基极相连,另一端与该第二电压转换电路15相连用于接收该第二直流电压。该三极管Q3用于将该矩形脉冲反相并放大,以得到窄脉冲。该三极管Q3的集电极作为该反相放大电路16的输出端用于将该窄脉冲输出。该窄脉冲暂态电流很大但是其平均值很小,以免电流过大超过该待测线路2的承受能力,对该待测线路2产生损害。
该第一功率放大电路12包括第二直流电压输入端121、第一变压器B2、场效应管Q4、第四电阻R4、稳压二极管D3、二极管D4、第五电阻R5及第二电容C2。该第二直流电压输入端121与该第二电压转换电路15相连,用于接收该第二直流电压。该第一变压器B2的初级线圈的一端连接该第二直流电压输入端121,该第一变压器B2的初级线圈的另一端串联该场效应管Q4的源极、漏极接地形成回路。该场效应管Q4的栅极与该三极管Q3的集电极相连用于接收该窄脉冲,以控制该场效应管Q4开启或者关断。当该窄脉冲为高电平时,该场效应管Q4开启,当该窄脉冲为低电平时,该场效应管Q4关断。第一功率放大电路12将该窄脉冲进行功率放大后从该第一变压器B2的初级线圈耦合到该第一变压器B2的次级线圈,形成测试信号。其中,该测试信号的频率不同于50HZ以及60HZ的外界交流电的频率,优选地,该测试信号的频率为400HZ。
该第四电阻R4一端连接该第二直流电压输入端121,另一端连接该场效应管Q4的栅极。
该稳压二极管D3的负极连接该场效应管Q4的栅极,该稳压二极管D3的正极接地。该稳压二极管D3作为该场效应管Q4的栅极保护元件。
该二极管D4与该第一变压器B2的初级线圈并联,且该二极管D4的正极连接该第一变压器B2的初级线圈与该场效应管Q4的源极之间的节点,作为该第一变压器B2的续流元件,以防止该场效应管Q4关断时该第一变压器B2对该场效应管Q4的损害。
该第一变压器B2的次级线圈与该待测线路2相连,次级线圈的两端作为该发射装置10的测试信号的两个输出端,用于将该测试信号输出至该待测线路2,该测试信号驱动该待测线路2周围形成电磁场。
该第五电阻R5和该第二电容C2串联之后连接于该场效应管Q4与该第一变压器之间的节点及地,以吸收该第一变压器B2的初级线圈产生的尖峰脉冲。
请参阅图3,是本发明第一电压转换电路14具体电路示意图。该第一电压转换电路14包括第二变压器B1、第一整流桥堆D1及稳压单元141。该第二变压器B1包括一初级线圈及一次级线圈,该第二变压器B1的初级线圈为该第一电压转换电路14的电压输入端,用于接收第一交流电压,该第二变压器B1用于将该第一交流电压转换为第二交流电压,该第二变压器B1的次级线圈用于将该第二交流电压输出。该第一整流桥堆D1的输入端与该第二变压器B1的次级线圈并联,用于接收该第二交流电压,该第一整流桥堆D1用于根据该第二交流电压产生一原始直流电压。该稳压单元141包括一稳压输入端1411、稳压器1412、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7及一稳压输出端1413。该稳压输入端1411与该整流桥堆D1的输出端相连,用于接收该原始直流电压。该稳压器1412的输入端VIn与该稳压输入端1411相连,该第五电容C5及该第六电容C6的两端分别连接该稳压器1412的输入端VIn与该稳压输入端1411之间的节点与地,该第七电容C7一端连接该稳压器1412的输出端a,另一端接地,该稳压器1412的输出端a与该稳压输出端1413相连。该稳压单元141用于将该原始直流电压转换为第一直流电压,该稳压输出端1413用于将该第一直流电压输出。其中,该第二交流电压的电压值小于该第一交流电压的电压值。其中,该稳压器1412为LM7812。优选地,第一交流电压的电压值为220V,该第一直流电压的电压值为12V。
请参阅图4,是本发明第二电压转换电路15具体电路示意图。该第二电压转换电路15包括第四电阻R4、第三电容C3、第一双向可控硅Q1、第五电阻R5、电位器W1、第四电容C4、第二双向可控硅Q2、第二整流桥堆D2、第八电容C8及第十电容C10。
该第四电阻R4一端及该第二整流桥堆D2的一输入端作为该第二电压转换电路15的两个输入端,用于接收该第三交流电压,该第三电容C3与该第四电阻R4串联后的支路与该第一双向可控硅Q1并联。该第五电阻R5、该电位器W1及该第四电容C4依次串联后的支路与该第一双向可控硅Q1并联。该电位器W1用于调整该第三交流电压的电压值。该第二双向可控硅Q2一端连接该第一双向可控硅Q1的一输出端,另一端连接该电位器W1与该第四电容C4之间的节点。该第二整流桥堆D2的另一输入端连接该第三电容C3远离该第四电阻R4的一端。该第八电容C8及该第十电容C10并联后的两端分别连接该第二整流桥堆D2的两输出端。该第二整流桥堆D2用于将该第三交流电压转换为该第二直流电压,提供给该第一功率放大电路12,以提高该线路检测装置的灵敏度。当该待测线路2离测试表面较远时,提高向该第一功率放大电路12提供的第二直流电压的电压值,即增加传输给该待测线路2的电流值,提高该线路检测装置的灵敏度。当该待测线路2离测试表面较近时,降低向该第一功率放大电路12提供的第二直流电压的电压值,即减小传输给该待测线路2的电流值,降低该线路检测装置的灵敏度。其中,该第四交流电压的电压值小于该第三交流电压的电压值。
参考图5,图5是本发明的线路检测装置一较佳实施例的接收装置30的电路图。该接收装置30包括感测部31、选频电路32、信号放大电路33、第一电源34、测试开关35及扬声器36组成。
该感测部31用于感应并测量该待测线路2周围的电磁场,在本实施例中,该感测部31由具有铁心的感应线圈制成。
该选频电路32与该感测部31串联,用于选取该检测信号中与该测试信号频率相同的检测信号得到第一检测信号,以提高该接收装置30的检测精度。在本实施例中,该选频电路32为一第十一电容C11。
该信号放大电路33包括信号输入端331、信号放大单元332、第一信号输出端333、第二信号输出端334。该信号输入端331用于接收该第一检测信号。该信号放大单元332用于将该第一检测信号放大以得到第二检测信号。具体地,该信号放大单元332包括:第十电阻R10、第二集成芯片3321、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14。该第十电阻R10一端连接该信号输入端331,另一端连接该第二集成芯片3321的第一输入端InA,该第十一电阻R11一端连接该第二集成芯片3321的第一输入端InA,另一端连接该第二集成芯片3321的第一输出端OutA,该第十二电容C12一端连接该第二集成芯片3321的静噪模式输入端Mute,另一端接地,该第十三电容C13一端电连接第二集成芯片3321的旁路电容连接端C端,另一端接地。该第十二电阻R12两端分别连接该第二集成芯片3321的第二输入端InB与该第二集成芯片3321的第二输出端OutB。该第十三电阻R13两端分别连接该集成芯片LM4916的第一输出端OutA及第二输出端OutB。该第十四电容C14一端连接该第二集成芯片3321的第一输出端OutA,另一端连接该第二集成芯片3321的第二输出端OutB,用于消除该第二集成芯片3321产生的自激高频信号。该第一信号输出端333与第二信号输出端334分别连接该第二集成芯片的第一输出端OutB及第二输出端OutA,用于将该检测信号输出。该第一电源34通过该测试开关35与该第二集成芯片3321的电源输入端V+及声道模式选择端BTL相连,用于为该信号放大单元332提供直流电压。其中,该第二集成芯片3321为LM4916,该第一电源34为电压值为1.5V的直流电压源。
该扬声器36两输入端分别连接该第一信号输出端333及该第二信号输出端334,用于将该第二检测信号转换为线路检测信号,其中,该线路检测信号为音频信号。在一变更实施例中,该扬声器36也可为一外接耳机,以满足待测线路2所处的环境有噪声干扰时仍然能清楚判别该线路检测信号。
可以理解地,在一变更实施例中,该发射装置可以不包括光耦合隔离电路13。则该反相放大电路16的输入端与该信号发生电路11的脉冲输出端113相连。
与现有技术相较,本发明的该信号发生电路11产生矩形脉冲,该反相放大电路16将该矩形脉冲反相放大后得到窄脉冲,该第一功率放大电路12根据该窄脉冲得到测试信号提供给该待测线路2,该测试信号驱动该待测线路2周围形成电磁场。该接收装置30通过检测该待测线路2周围的电磁场并产生相应的线路检测信号,则根据该线路检测信号的大小即可快速判断出该待测线路2的短路位置。从而达到了快速准确判断短路点位置的技术效果。
虽然本发明以优选实施方式揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可做各种的变化,这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种线路检测装置,用于检测待测线路的故障位置,其特征在于,该线路检测装置包括发射装置及接收装置,该发射装置包括信号发生电路、反向放大电路及第一功率放大电路,该信号发生电路、该反向放大电路及该第一功率放大电路依次串联,该信号发生电路用于产生一矩形脉冲输出,该反向放大电路用于将该矩形脉冲反相放大得到窄脉冲,该第一功率放大电路用于根据该窄脉冲产生测试信号并提供给该待测线路,该测试信号驱动该待测线路周围形成电磁场,该接收装置用于感应并测量该待测线路周围的电磁场,并产生相应的线路检测信号。
2.如权利要求1所述的线路检测装置,其特征在于,该测试信号的频率为400HZ。
3.如权利要求1所述的线路检测装置,其特征在于,该发射装置还包括光耦合隔离电路,该光耦合隔离电路包括发光部及受光部,该发光部与该信号发生电路相连,用于将该矩形脉冲转换为相应的光波信号,该受光部用于将接收该光波信号并将该光波信号转换为该矩形脉冲。
4.如权利要求1所述的线路检测装置,其特征在于,该信号发生电路包括集成芯片NE555。
5.如权利要求1所述的线路检测装置,其特征在于,该反相放大电路包括三极管及第三电阻,该三极管的发射极接地,该三极管的基极用于接收该矩形脉冲,该第三电阻一端与该三极管的基极相连,该三极管用于将该矩形脉冲反相放大,得到窄脉冲,该三极管的集电极作为该反相放大电路的输出端用于将该窄脉冲输出。
6.如权利要求5所述的线路检测装置,其特征在于,该第一功率放大电路包括场效应管、第二直流电压输入端及第一变压器,该第二直流电压输入端用于接收该第二直流电压,该第一变压器的初级线圈的一端连接该第二直流电压输入端,该第一变压器的初级线圈的另一端串联该场效应管的源极、漏极接地形成回路,该场效应管的栅极与该三极管的集电极相连用于接收该窄脉冲,用于控制该场效应管开启或者关断,第一功率放大电路将该窄脉冲进行功率放大后从该第一变压器的初级线圈耦合到该第一变压器的次级线圈,形成测试信号。
7.如权利要求6所述的线路检测装置,其特征在于,该第一功率放大电路还包括第四电阻、稳压二极管,该第四电阻一端连接该第二直流电压输入端,另一端连接该场效应管的栅极,该稳压二极管的负极连接该场效应管的栅极,该稳压二极管的正极接地,该稳压二极管作为该场效应管的栅极保护元件。
8.如权利要求6所述的线路检测装置,其特征在于,该第一功率放大电路还包括二极管,该二极管与该第一变压器的初级线圈并联,且该二极管的正极连接该第一变压器的初级线圈与该场效应管的源极之间的节点,作为该第一变压器的续流元件,以防止该场效应管关断时该第一变压器对该场效应管的损害。
9.如权利要求6所述的线路检测装置,其特征在于,该第一功率放大电路还包括第五电阻和该第二电容,该第五电阻和该第二电容串联之后连接于该场效应管与该第一变压器之间的节点及地,以吸收该第一变压器的初级线圈产生的尖峰脉冲。
10.如权利要求1所述的线路检测装置,其特征在于,该接收装置包括感测部、信号放大电路及扬声器,该感测部用于感应并测量该待测线路周围的电磁场,该信号放大电路用于接收与该电磁场相关的第一检测信号,并将该第一检测信号放大得到第二检测信号,该扬声器用于将该第二检测信号转换为线路检测信号。
11.如权利要求10所述的线路检测装置,其特征在于,该接收装置还包括选频电路,该选频电路一端连接该感测部,另一端连接该信号放大电路,用于选取该电磁场中与该测试信号频率相同的电磁场,得到第一检测信号,以提高该接收装置的检测精度。
12.如权利要求11所述的线路检测装置,其特征在于,该选频电路为电容。
13.如权利要求1所述的线路检测装置,其特征在于,该发射装置还包括第一电压转换电路,用于为该信号发生电路提供第一直流电压。
14.如权利要求13所述的线路检测装置,其特征在于,该第一电压转换电路包括第二变压器、第一整流桥堆及稳压单元,该第二变压器的初级线圈作为该第一电压转换电路的输入端,用于接收第一交流电压,该第二变压器用于将该第一交流电压转换为第二交流电压,该第一整流桥堆的输入端与该第二变压器的次级线圈并联,用于接收该第二交流电压,该第一整流桥堆用于根据该第二交流电压产生一原始直流电压,该稳压单元用于根据该原始直流电压转换为第一直流电压。
15.如权利要求13或14所述的线路检测装置,其特征在于,该第一直流电压的电压值为12V。
16.如权利要求1所述的线路检测装置,其特征在于,该发射装置还包括第二电压转换电路,该第二电压转换电路用于产生电压可调的第二直流电压提供给该第一功率放大电路,以提高该线路检测装置的检测灵敏度。
17.如权利要求16所述的线路检测装置,其特征在于,该第二电压转换电路包括电位器及第二整流桥堆,该电位器与第二整流桥堆串联,该电位器用于接收外界输入的第三交流电压并调整该第三交流电压的电压值,该第二整流桥堆用于将该第三交流电压转换为第二直流电压,提供给该第一功率放大电路,以提高该线路检测装置的灵敏度。
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