CN104111439A - 一种电子式电能表加速寿命测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子式电能表加速寿命测试装置，所述测试装置是由若干个用于放置电子式电能表的试验台、灭火器、温湿度传感器、温湿度控制器、烟雾传感器、空气循环系统装置和总控制箱以及控制设备组成的实验室。本发明采用高温高湿环境实现加速寿命测试的方法评估电能表的可靠性，可以大大可以减少试验时间，节约试验成本。

Description

一种电子式电能表加速寿命测试装置

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电子式电能表加速寿命测试装置。 

背景技术

电能表的可靠性特征量规定为平均寿命。可靠性是应用于贸易结算的电能表的一个关键指标，一般的，国内对电子式电能表的平均寿命要求均为10年；但是，在一般标准或技术规范中却很少给出具体的可靠性评估方法，比如，GB/T 15284-2002中规定的测试方法就是简单的描述为“可靠性验证试验按JB/T 50070规定的方法进行”。其实，如果严格按照机械行业标准JB/T 50070-2002《电能表可靠性要求及考核方法》规定的方法开展试验，即使是对于已经生产多年、质量良好且性能稳定的产品，考核其平均寿命是否满足10年的指标要求，采用标准推荐的最大样本，完成试验依然需要约两个月时间；对于其他类产品的试验时间更长。 

因此，在实践中，测试机构很少对生产厂家提供的电能表开展可靠性指标的测试与验证，特别是电网的采购部门，在采购与安装应用之前，无法对电能表的可靠性进行评估，也没有相应的流程及设备对其平均寿命做出判断和检测。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电子式电能表加速寿命测试装置，所述测试装置是由若干个用于放置电子式电能表（2）的试验台（3）、灭火器（7）、温湿度传感器（5）、温湿度控制器（6）、烟雾传感器（8）、空气循环系统装置（4）和总控制箱（9）以及控制设备（10）组成的实验室（1）； 

所述若干个实验台（3）摆放在实验室（1）中，所述温湿度传感器（5）安装在所述实验室（1）的顶端和侧墙面，用于采集实验室的温度、湿度信号，并传给所述总控制箱（9）用于控制实验室（1）的温度、湿度达到高温高湿的设定值以保证实验室（1）的高温高湿的环境；

所述烟雾传感器（8）设置于实验室（1）的顶端，用于采集烟雾信号，其内设置有智能报警电路，所述智能报警电路判断所述烟雾传感器（8）采集到的烟雾信号是否超过阈值，如果超过则发出警报；

所述总控制箱（9）在所述智能报警电路发出警报时，控制所述灭火器（7）灭火，以保证实验室（1）的安全；

安装在所述实验室（1）旁并与其连通的所述空气循环系统装置（4）用于保证实验室的空气流通。

其中，所述总控制箱（9）包括：AVR单片机（91）、光电隔离电路（92）、数/模转换芯片（93）、电流环芯片（95）； 

所述AVR单片机（91）通过所述光电隔离电路（92）采集烟雾传感器（8）的报警信号。

其中，所述AVR单片机（91）通过IIC总线采集所述温湿度传感器（5）的温湿度数字信息，并将采集到的温湿度信号进行处理，通过所述数/模转换芯片（93）转换成控制信号输出到所述控制设备（10），所述控制设备（10）输出4~20mA电流信号至所述实验室（1）以改变或者保持实验室（1）中环境温度湿度的功能。 

其中，所述温湿度控制器（6）进行温度、湿度控制具体为： 

将温度、湿度给定值与所述AVR单片机（91）从对应温湿度传感器（5）获得的温湿度值进行比较，其差值发送至所述温湿度控制器（6）进行计算，运算结果通过所述数/模转换芯片（93）和电流环芯片电路（95），转换成两路4~20mA模拟控制信号，并向所述实验室（1）输入4~20mA电流信号，实现控制所述实验室（1）的温度、湿度。

其中，所述总控制箱（9）还设置有声音报警器（96）和LED报警灯（97）；当所述AVR单片机（91）采集到的烟雾传感器（8）的烟雾信号的值大于给定值时，所述声音报警器（96）报警同时所述LED报警灯（97）闪烁，AVR单片机（91）向所述灭火器（7）输出启动信号。 

其中，该总控制箱（9）将系统运行过程中各个参数存储在AVR单片机（91）内部EEPROM中，防止掉电后数据丢失。 

其中，所述总控制箱（9）还包括： 

实时时钟芯片 DS3231（98），所述AVR单片机（91）与该实时时钟芯片（98）通信，读取日期及设定时间，所述实时时钟芯片（98）配有外置电源，设备掉电后时钟仍正常运行，上电后无需重新设定时间日期。

其中，所述总控制箱（9）还包括： 

由键盘（99）、液晶显示器（94）组成的人机界面，其设置于总控制箱（9）的表面。

其中，所述总控制箱（9）中还包括： 

RS-485收发器（90）及其电路，与AVR单片机（91）相连接，用于通过RS485协议实现AVR单片机（91）与计算机的通讯，以及AVR单片机（91）与PLC或其他设备直接通讯，以实现实验室（1）的远程监控。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果： 

本发明采用高温高湿环境实现加速寿命测试的方法评估电能表的可靠性，可以大大可以减少试验时间，节约试验成本。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明提供一种电子式电能表加速寿命测试装置的一个组成示意图； 

图2为本发明提供一种电子式电能表加速寿命测试装置的又一组成示意图。

具体实施方式

以下将结合附图说明本发明提供一种电子式电能表加速寿命测试装置的具体实现方式。 

图1中各标号代表的部件如下： 

1、实验室；2、电子式电能表；3、实验台；4、空气循环系统装置；5、温湿度传感器；6、温湿度控制器；7、灭火器；8、烟雾传感器；9、总控制箱、10控制设备。

如图1所示，本发明提供一种电子式电能表加速寿命测试装置是由若干个用于放置电子式电能表2的试验台3、灭火器7、温湿度传感器5、温湿度控制器10、烟雾传感器8、空气循环系统装置4和总控制箱9、控制设备10组成的实验室1； 

所述若干个实验台3摆放在实验室1中，所述温湿度传感器5安装在所述实验室1的顶端和侧墙面，用于采集实验室的温度、湿度信号，并传给所述总控制箱9用于控制实验室1的温度、湿度达到高温高湿的设定值以保证实验室1的高温高湿的环境；

所述烟雾传感器8设置于实验室1的顶端，用于采集烟雾信号，其内设置有智能报警电路，所述智能报警电路判断所述烟雾传感器8采集到的烟雾信号是否超过阈值，如果超过则发出警报；

所述总控制箱9在所述智能报警电路发出警报时，控制所述灭火器7灭火，以保证实验室1的安全；

安装在所述实验室1旁并与其连通的所述空气循环系统装置4用于保证实验室的空气流通。

参见图2，所述总控制箱9包括：AVR单片机91、光电隔离电路92、数/模转换芯片AD5641-93、电流环芯片XTR115-95； 

所述AVR单片机91通过所述光电隔离电路92采集烟雾传感器8的报警信号。

其中，所述AVR单片机91通过IIC总线采集所述温湿度传感器5的温湿度数字信息，并将采集到的温湿度信号进行处理，通过所述数/模转换芯片AD564193转换输出到所述控制设备10，所述控制设备10输出4~20mA电流信号至所述实验室1以改变或者保持实验室1中环境温度湿度的功能。 

其中，所述温湿度控制器6进行温度、湿度控制具体为： 

将温度、湿度给定值与所述AVR单片机91从对应温湿度传感器5获得的温湿度值进行比较，其差值发送至所述温湿度控制器6进行计算，运算结果通过所述数/模转换芯片AD5641-93和电流环芯片电路XTR115-95，转换成两路4~20mA模拟控制信号，并向所述实验室1输入4~20mA电流信号，实现控制所述实验室1的温度、湿度。

其中，所述总控制箱9还设置有声音报警器96和LED报警灯97；当所述AVR单片机91采集到的烟雾传感器8的烟雾信号的值大于给定值时，所述声音报警器96报警同时所述LED报警灯97闪烁，AVR单片机91向所述灭火器7输出启动信号。 

其中，该总控制箱9将系统运行过程中各个参数存储在AVR单片机91内部EEPROM中，防止掉电后数据丢失。 

其中，所述总控制箱9还包括： 

实时时钟芯片 DS3231-98，所述AVR单片机91与该实时时钟芯片 DS3231-98通信，读取日期及设定时间，所述实时时钟芯片 DS3231-98配有外置电源，设备掉电后时钟仍正常运行，上电后无需重新设定时间日期。

另外，所述总控制箱9还包括： 

由键盘99、液晶显示器LCD200494组成的人机界面，其设置于总控制箱9的表面。

操作人员通过所述人机界面，实时查看实验室1的温度、湿度、运行状态信息，还可以进行温度、湿度等参数的设定，每次运行的历史数据存储在FM24C512中，可以通过键盘、液晶显示器进行查询操作。 

其中，所述总控制箱9中还包括： 

RS-485收发器90（如图2，具体可以是MAX3483芯片）及其电路，与AVR单片机相连接，用于通过RS协议实现AVR单片机与计算机的通讯，以及AVR单片机与PLC或其他设备直接通讯，以实现实验室的远程监控。其中，RS-485是一种数据传输的总线规范,RS-485收发器是实现这种总线规范的器件。

图2中，总控制箱9还包括： FM24C512芯片，其是电可擦除存储芯片，由于掉电之后数据不丢失、成本低、容量大的特性，用于参数数据、历史数据的存储。另外，74HC573是并行接口转串行接口芯片，用于数据传输。 

本发明采用高温高湿环境实现加速寿命测试的方法评估电能表的可靠性，可以大大可以减少试验时间，节约试验成本。 

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。 

Claims (9)

1.一种电子式电能表加速寿命测试装置，其特征在于，所述测试装置是由若干个用于放置电子式电能表（2）的试验台（3）、灭火器（7）、温湿度传感器（5）、温湿度控制器（6）、烟雾传感器（8）、空气循环系统装置（4）和总控制箱（9）以及控制设备（10）组成的实验室（1）；

所述若干个实验台（3）摆放在实验室（1）中，所述温湿度传感器（5）安装在所述实验室（1）的顶端和侧墙面，用于采集实验室的温度、湿度信号，并传给所述总控制箱（9）用于控制实验室（1）的温度、湿度达到高温高湿的设定值以保证实验室（1）的高温高湿的环境；

所述烟雾传感器（8）设置于实验室（1）的顶端，用于采集烟雾信号，其内设置有智能报警电路，所述智能报警电路判断所述烟雾传感器（8）采集到的烟雾信号是否超过阈值，如果超过则发出警报；

所述总控制箱（9）在所述智能报警电路发出警报时，控制所述灭火器（7）灭火，以保证实验室（1）的安全；

安装在所述实验室（1）旁并与其连通的所述空气循环系统装置（4）用于保证实验室的空气流通。

2.如权利要求1所述的电子式电能表加速寿命测试装置，其特征在于，所述总控制箱（9）包括：AVR单片机（91）、光电隔离电路（92）、数/模转换芯片（93）、电流环芯片（95）；

所述AVR单片机（91）通过所述光电隔离电路（92）采集烟雾传感器（8）的报警信号。

3.如权利要求2所述的电子式电能表加速寿命测试装置，其特征在于，所述AVR单片机（91）通过IIC总线采集所述温湿度传感器（5）的温湿度数字信息，并将采集到的温湿度信号进行处理，通过所述数/模转换芯片（93）转换成控制信号输出到所述控制设备（10），所述控制设备（10）输出4~20mA电流信号至所述实验室（1）以改变或者保持实验室（1）中环境温度湿度的功能。

4.如权利要求3所述的电子式电能表加速寿命测试装置，其特征在于，所述温湿度控制器（6）进行温度、湿度控制具体为：

将温度、湿度给定值与所述AVR单片机（91）从对应温湿度传感器（5）获得的温湿度值进行比较，其差值发送至所述温湿度控制器（6）进行计算，运算结果通过所述数/模转换芯片（93）和电流环芯片电路（95），转换成两路4~20mA模拟控制信号，并向所述实验室（1）输入4~20mA电流信号，实现控制所述实验室（1）的温度、湿度。

5.如权利要求4所述的电子式电能表加速寿命测试装置，其特征在于，所述总控制箱（9）还设置有声音报警器（96）和LED报警灯（97）；当所述AVR单片机（91）采集到的烟雾传感器（8）的烟雾信号的值大于给定值时，所述声音报警器（96）报警同时所述LED报警灯（97）闪烁，AVR单片机（91）向所述灭火器（7）输出启动信号。

6.如权利要求5所述的电子式电能表加速寿命测试装置，其特征在于，该总控制箱（9）将系统运行过程中各个参数存储在AVR单片机（91）内部EEPROM中，防止掉电后数据丢失。

7.如权利要求6所述的电子式电能表加速寿命测试装置，其特征在于，所述总控制箱（9）还包括：

实时时钟芯片（98），所述AVR单片机（91）与该实时时钟芯片（98）通信，读取日期及设定时间，所述实时时钟芯片（98）配有外置电源，设备掉电后时钟仍正常运行，上电后无需重新设定时间日期。

8.如权利要求7所述的电子式电能表加速寿命测试装置，其特征在于，所述总控制箱（9）还包括：

由键盘（99）、液晶显示器（94）组成的人机界面，其设置于总控制箱（9）的表面。

9.如权利要求8所述的电子式电能表加速寿命测试装置，其特征在于，所述总控制箱（9）中还包括：

RS-485收发器（90）及其电路，与AVR单片机（91）相连接，用于通过RS485协议实现AVR单片机（91）与计算机的通讯，以及AVR单片机（91）与PLC或其他设备直接通讯，以实现实验室（1）的远程监控。