CN107123235A - 一种近电报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的近电报警装置，由检测、报警、无线通信三个模块组成，报警模块有现场端和监管端两个部分，其中检测模块中有检测奇次谐波信号的检测电路，所述报警模块由报警元件及报警元件的驱动电路构成，报警元件的驱动电路的触发端连接在检测模块输出端上，所述无线通信模块是无线局域网通信模块。本发明提供的近电报警装置，在检测模块中设置有检测奇次谐波信号的检测电路，与现有技术相比，本发明将除基波外的奇次谐波电场也列入检测对象，只要在检测时检测到其中之一种电磁波，便会提出警报，使进行近电作业的人员和设备免于受到因输电线路产生的高压电场的电击威胁，安全得到保证。

Description

一种近电报警装置

技术领域

本发明涉及的是一种近电报警装置。

背景技术

近电报警装置是一种为保障近电作业人员及设备安全的装置，主要由检测、处理、报警三大模块组成，通常佩带在作业人员身上或安装在作业设备上执行报警任务。为了便于监管协防，部分近电报警装置还通过无线通信将信号传输到监管端进行报警或处理后报警。

如中国发明专利“一种电场感应无线近电报警装置及工作方法”（申请申请公布号CN104157095 A）中所公开的，是“一种电场感应无线近电报警装置，包括传感模块、信号处理模块、采样模块、传输模块及报警模块，其特征在于：所述传输模块采用无线方式，分为发送端与接收端；所述传感模块、所述信号处理模块、所述采样模块依次连接，所述采样模块的输出端连接所述传输模块的发送端；所述传输模块的接收端连接所述报警模块的输入端。”

通常的近电报警装置中，检测模块用于采集所述电场中的电磁波信号，而处理模块则将接收的电磁波信号进行分析处理，经过数字滤波排除其他信号，提取50Hz工频信号并分析其强度，当该频率信号强度超过预设值时，触发报警模块工作。

众所周知，高压输电线与地面（及其他接地物体）之间存在一个电场；同时，采用双回路并送方式进行高压输电时，当一侧回路停电或检修时，平行的两组导线之间还会构成一个大电容，从而在另一侧产生感应电压，这个感应电压同样会形成一个电场。当直接或间接立足于地面的人体或设备进入前述电场的危险范围时，就会受到电击而造成伤害。

电网中传输的交流电能是呈规整的正弦波形的，该正弦波的频率为50Hz，称为基波。但是，由于在电网中会有一些非线性的负载，在这些设备工作时，就会在电网中产生多次谐波，多次谐波的频率为两倍、三倍、……于基波的频率，这些多次谐波夹杂在基波中。在输电电网中产生的多次谐波以奇次谐波为主。因此，在高压导线周围的电场既有基波形成的，也有奇次谐波形成的。而现有各种近电报警装置只针对交流工频50Hz作为评价危险性的电磁波信号频率，却忽略了交流工频波形内的奇次谐波。因此就感应电压导致的危险性而言，感应电压的强度与容抗Xc=1/(2πfC)有关，其中Xc表示容抗，C表示电容，f表示频率。不难看出交流工频50Hz的容抗（f=50）远大于奇次谐波容抗（f>50），所以奇次谐波产生的感应电压更不能被忽视，事实上已经有许多例作业人员在装备近电报警装置的情况下因奇次谐波未被列入检测范围而触电身亡的事故发生。

发明内容

针对上述不足，本发明所要解决的技术问题就是使近电报警装置的检测模块增加对奇次谐波的感应功能，以提供一种更能保证作业人员和设备安全的近电报警装置。

本发明提供的一种近电报警装置，由检测、报警、无线通信三个模块组成，报警模块有现场端和监管端两个部分，所述的检测模块设于人员的穿戴件上或设备工具上，其特征是所述检测模块中有检测奇次谐波信号的检测电路，所述报警模块由报警元件及报警元件的驱动电路构成，报警元件的驱动电路的触发端连接在检测模块输出端上，当检测电路检测到奇次谐波信号时通过报警模块报警，所述无线通信模块是无线局域网通信模块。上述人员为近电操作的工作人员，穿戴件为衣帽等，设于穿戴件上，使用更为灵活。安全性则更高。

本发明提供的近电报警装置，在检测模块中设置有检测奇次谐波信号的检测电路，与现有技术相比，本发明将除基波外的奇次谐波电场也列入检测对象，只要在检测时检测到其中之一种电磁波，便会提出警报，使进行近电作业的人员和设备免于受到因输电线路产生的高压电场的电击威胁，安全得到保证。

所述检测模块包括感应天线，感应天线连接放大电路的信号输入端，放大电路的信号输出端连接检测模块输出端；在检测模块输出端之前还有频率扫检电路连接在放大电路输出端上，所述频率扫检电路有音频解码器，音频解码器的外接电阻为一光敏电阻，有一发光二极管与光敏电阻耦合；所述发光二极管的驱动电路中有脉冲信号发生电路，脉冲信号发生电路使向发光二极管提供的电源功率大小呈周期性变化；音频解码器的输入端连接放大电路输出端，音频解码器的输出端为检测模块输出端。

本发明提供的近电报警装置，其中检测模块中只设置一路感应天线，但在天线搜集到的信号由一音频解码器进行分析，一经发现所搜集到的电磁波信号是基波或奇次谐波则启动报警模块工作。音频解码器的外接电阻和外接电容是音频解码器中产生基准电磁波的RC振荡电路中的一部分，其振荡频率可通过外接电阻R和电容器C的数值变化来调节。因此所述外接电阻，即光敏电阻的阻值在变光的发光二极管耦合下作周期性的变化时，向音频解码器提供的基准电磁波信号就产生了一个频率作周期性变化的谐波，其中包含符合基波和多次谐波频率的电磁波信号。当搜集到的谐波频率与振荡电路提供的谐波频率相合时，解码电路中的锁相环将该信号锁定并向外输出报警电路触发信号。本发明利用音频解码电路的锁相作用，利用其包括外接电阻、电容而构成的振荡电路的特性，用光敏电阻作外接电阻，从而获得作周期变化的标准频率，从所搜集到的谐波信号中辨别基波及各奇次谐波，实现对奇次谐波的检测。

所述发光二极管的驱动电路是锯齿波发生电路，即其向发光二极管输出的驱动电压依时间方向呈锯齿波。

所述报警模块中的现场端报警电路和监管端报警电路是由无线局域网通信模块相连接的，其中无线局域网发射模块的输入端连接现场报警电路的输出端，无线局域网接收模块的输出端连接监管端报警电路的输入端。

所述现场端报警模块和检测模块安装在现场机盒内，该机盒有安装座，所说安装座是卡扣于安全帽的卡座、安装于起重机吊臂或消防车伸缩梯上面的紧定结构或者磁性吸盘；所述监管端报警模块安装在监管机盒内。

本发明提供的近电报警装置，在现场端机盒和监管端机盒内还安装有可充电电源，以供应各模块工作。

本发明提供的近电报警装置，在现场端机盒上还安装有照明灯，照明灯经开关连接电源。

附图说明

图1为本发明一实施例中现场端电路图，图中：T-检测天线，C-外接电容，C1、C2、C3、C4-电容，D-发光二极管，DC-音频解码器，DL-现场端报警电路，E1-电源，IC-放大电路，K1、K2-开关，LED-照明灯，M1-振动报警装置，R-光敏电阻，R1-可调电阻，R2-电阻，S1-发声报警装置，T1-报警信号发射天线，WT-无线局域网发射模块，ZW-脉冲发生电路；

图2为本发明一实施例中监管端电路图，图中：DF-监管端报警电路，E2-监管端电源，L-发光二极管，M2-监管端振动报警装置，S2-监管端发声报警装置，T2-报警信号接收天线，WR-无线局域网接收模块；

图3为本发明另一实施例中现场端电路图，图中：C1-电容，DL-现场端报警电路，E1-电源，EX1、EX2、EX3-报警指令信号发送电路，IC1、IC2、IC3-放大电路，LED-照明灯，M1-振动报警装置，S1-发声报警装置，Ta、Tb、Tc-检测天线，T1-报警信号发射天线，WT-无线局域网发射模块。

具体实施方式

1、一种近电报警装置，分为现场端和监管端两部分。

其中现场端包括现场端机壳，机壳上设置有照明灯和安装座，安装座可以是插扣、磁性吸盘或安装螺孔，机壳内有电池盒和电路板及各种元件。现场端的电路如图1所示，检测天线T经电容C1耦合连接到放大电路IC的输入端，放大电路选用高增益运算放大集成电路，放大电路的反馈电阻为可调电阻R1，用来改变放大倍数而确定检测到的信号强度，从而调节检测天线与输电线路之间的安全距离，即灵敏度。放大电路的输出端经电容C2耦合到音频解码器DC的输入端，音频解码器选用NE567单片音频解码器集成电路（下称NE567），放大电路的输出端即经电容耦合连接在NE567的引脚3上。有一光耦管以其中光敏电阻R连接在NE567的引脚5和引脚6之间，引脚6经外接电容C接地；光耦管中的发光二极管D连接在一脉冲发生电路ZW的串接有电阻R2的输出回路上，脉冲发生电路输出电压变化的锯齿波，其电压随时间的变化周期为斜向上后直落；斜向上的电压变化值在NE567中产生的谐波频率的变化值是48—750Hz，对应基波50Hz，及三次谐波150Hz、5次谐波250Hz、……15次谐波750Hz。NE567的引脚1经电容C4、引脚2经电容C3、及引脚7接地，引脚4经开关连接电源E1，引脚8即为检测模块输出端。现场端报警电路DL的输入端与检测模块输出端连接，现场端报警电路是一触发延时驱动电路，其中包括延时元件和开关元件，其有三路输出端分别连接无线局域网发射模块WT、振动报警装置M1、发声报警装置S1。无线局域网发射模块WT经报警信号发射天线T1向监管端发射报警信号。电源E1是可充电电池，其还经开关K2连接了一个作为照明灯的发光二级管LED。

用插扣插在安全帽的插座上，是位于安全帽的外表，避免了现有近电报警器安装在帽内可能形成在遇到冲击时可能损及脑胪的危险。

其中监管端包括监管端机壳，壳内安装的电路如图2所示，也有一个报警电路为监管端报警电路DF，其输入端连接无线局域网接收模块WR，无线局域网接收模块经报警信号接收天线T2接受现场端发送的报警信号。监管端报警电路也有三路输出端，这三路输出端连接是监管端振动报警装置M2、监管端发声报警装置S2和作为光报警装置的发光二极管。监管端所配监管端电源E2也是可充电电池。

3、另一种近电报警装置的现场端，其电路如图3所示。本例以多组检测装置通过天线检测电磁波，当其中一组检测到需要报警的电磁波时便向现场端报警电路DL发送报警指令，现场端报警电路同样有三路输出端分别连接无线局域网发射模块WT、振动报警装置M1、发声报警装置S1。无线局域网发射模块WT经报警信号发射天线T1向监管端发射报警信号。电源E1是可充电电池，其还经开关K2连接了一个作为照明灯的发光二级管LED。

图中展现了其中三组检测装置，检测天线Ta、Tb、Tc分别经电容耦合连接放大电路IC1、IC2、IC3的输入端，放大电路的输出端分别连接报警指令信号发送电路EX1、EX2、EX3，报警指令信号发送电路向现场端报警电路发送报警指令。

4、有一种近电报警装置，基本如例1，但其现场端的无线局域网发射模块的输入端连接在音频解码器的输出端上。

Claims (7)

1.一种近电报警装置，由检测、报警、无线通信三个模块组成，报警模块有现场端和监管端两个部分，所述的检测模块设于人员的穿戴件上或设备工具上，其特征是所述检测模块中有检测奇次谐波信号的检测电路，所述报警模块由报警元件及报警元件的驱动电路构成，报警元件的驱动电路的触发端连接在检测模块输出端上，当检测电路检测到奇次谐波信号时通过报警模块报警，所述无线通信模块是无线局域网通信模块。

2.如权利要求1所述的近电报警装置，其特征是所述检测模块包括感应天线，感应天线连接放大电路的信号输入端，放大电路的信号输出端连接检测模块输出端；在检测模块输出端之前还有频率扫检电路连接在放大电路输出端上，所述频率扫检电路有音频解码器，音频解码器的外接电阻为一光敏电阻，有一发光二极管与光敏电阻耦合；所述发光二极管的驱动电路中有脉冲信号发生电路，脉冲信号发生电路使向发光二极管提供的电源功率大小呈周期性变化；音频解码器的输入端连接放大电路输出端，音频解码器的输出端为检测模块输出端。

3.如权利要求2所述的近电报警装置，其特征是所述发光二极管的驱动电路是锯齿波发生电路，即其向发光二极管输出的驱动电压依时间方向呈锯齿波。

4.如权利要求1所述的近电报警装置，其特征是所述报警模块中的现场端报警电路和监管端报警电路是由无线局域网通信模块相连接的，其中无线局域网发射模块的输入端连接现场报警电路的输出端，无线局域网接收模块的输出端连接监管端报警电路的输入端。

5.如权利要求1或2或3或4所述的近电报警装置，其特征是所述现场端报警模块和检测模块安装在现场机盒内，该机盒有安装座，所说安装座是卡扣于安全帽的卡座、安装于起重机吊臂或消防车伸缩梯上面的紧定结构或者磁性吸盘；所述监管端报警模块安装在监管机盒内。

6.如权利要求5所述的近电报警装置，其特征是在所述现场端机盒和监管端机盒内还安装有可充电电源，以供应各模块工作。

7.如权利要求5所述的近电报警装置，其特征是在所述现场端机盒上还安装有照明灯，照明灯经开关连接电源。