CN107167679A - 一种具有自散热能力的智能电力仪表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有自散热能力的智能电力仪表，包括壳体、显示界面、控制按键、状态指示灯、扬声器和接线端子，壳体的背面设有散热机构，散热机构包括散热板和驱动机构，驱动机构包括容器、导通管、传动杆、驱动杆和传动组件，传动组件包括传动齿轮、传送带和若干传动轴，语音控制模块包括方波振荡电路，该具有自散热能力的智能电力仪表中，通过驱动机构能够控制散热板的开关，能够对智能电力仪表内部的热量进行有效快速的处理，提高了智能电力仪表的可靠性；方波振荡电路中，运算放大器的型号为LM339，是一种高增益带宽集成运算放大器，从而能够实现足够的信号放大倍数，同时还可以输出高频率的方波，提高了智能电力仪表的可靠性。

Description

一种具有自散热能力的智能电力仪表

技术领域

本发明涉及电力仪表领域，特别涉及一种具有自散热能力的智能电力仪表。

背景技术

电力仪表为电力参数测量、电能质量监视和分析、电气设备控制提供解决方案的电力测量及控制设备。

电力仪表作为一种先进的智能化、数字化的电网前端采集元件，已广泛用于各种控制系统、SCADA系统和能源管理系统、变电站自动化、小区电力监控、工业自动化、智能建筑、智能配电柜、开关柜等设备中，具有安装方便、接线简单、工程量小等特点。

在电力仪表长时间工作以后，内部的热量由于无法扩散，这样就容易使得内部的元器件工作不稳定，从而就降低了电力仪表的稳定性，有部分电力仪表的壳体上开有散热孔，但是由于散热孔的缘故，使得灰尘容易进入到电力仪表的内部，使得电子元器件容易发生短路等现象，这样就大大降低了电力仪表工作的可靠性；不仅如此，在仪表工作的过程中，经常会发生语音报警，来提示现场的作人员，但是由于现在的电力仪表内部的方波振荡电路中，集成电路的放大倍数或者频率不够，从而无法很好的进行语音提示，降低了电力仪表的实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有自散热能力的智能电力仪表。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自散热能力的智能电力仪表，包括壳体、显示界面、控制按键、状态指示灯、扬声器和接线端子，所述显示界面、控制按键、状态指示灯和扬声器均设置在壳体的前面，所述接线端子设置在壳体的背面；

所述壳体的背面还设有散热机构，所述散热机构包括若干散热板和驱动机构，所述驱动机构与各散热板传动连接，所述驱动机构包括容器、导通管、传动杆、驱动杆和传动组件，所述容器的内部设有水银，所述容器与导通管连通，所述导通管水平设置，所述传动杆的一端位于导通管的内部，所述传动杆的另一端与驱动杆的一端固定连接，所述驱动杆水平设置，所述传动组件包括传动齿轮、传送带和若干传动轴，所述驱动杆的下端面设有若干驱动齿，所述驱动齿与传动齿轮啮合，所述散热板的数量与传动轴的数量一致且一一对应，所述散热板通过传动轴设置在壳体的背面，所述传动齿轮套设在其中一个传动轴上，各传动轴通过传送带互相连接；

其中，在智能电力仪表长时间工作以后，内部的热量极速积聚，内部的温度进行快速上升，此时容器内部的水银受热就会发生膨胀，就会进入到导通管的内部对传动杆进行驱动，传动杆通过驱动杆就能够实现传动齿轮的转动，则传动齿轮就会来控制被其套设的传动轴转动，从而能够控制其他传动轴转动，实现了散热板的打开，从而能够进行散热；当温度下降以后，水银就会收缩，从而传动轴就会反向转动，散热板就会关闭，防止灰尘进入到电力仪表的内部，从而提高了智能电力仪表的可靠性。

所述壳体的内部设有中控机构，所述中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块连接的电流检测模块、电压检测模块、无线通讯模块、语音控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为单片机；

所述语音控制模块包括方波振荡电路，所述方波振荡电路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和电容，所述运算放大器的型号为LM339，所述运算放大器的反相输入端通过电容接地，所述运算放大器的反相输入端通过第三电阻与运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的同相输入端通过第二电阻接地，所述运算放大器的同相输入端通过第一电阻外接9V直流电压电源，所述运算放大器的同相输入端通过第四电阻与运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的输出端通过第五电阻外接9V直流电压电源。

其中，中央控制模块，用来对智能电力仪表进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块是单片机，也能够是PLC，实现了对智能电力仪表中的各个模块进行智能化控制，提高了智能电力仪表的智能化；电流检测模块，用来进行电流检测的模块，在这里，通过对电流互感器的检测数据进行分析判断，从而实现了对电网中电流的精确检测；电压检测模块，用来进行电压检测的模块，在这里，通过对电压互感器的检测数据进行分析判断，从而实现了对电网中电压的精确检测；无线通讯模块，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对智能电力仪表的信息进行远程监控，实现了智能电力仪表的智能化；语音控制模块，用来进行语音输出的模块，在这里，通过对扬声器进行控制，从而能够实现报警提示，提高了电力仪表的可靠性；显示控制模块，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面进行控制，能够对智能电力仪表的工作信息进行实时显示，提高了智能电力仪表的实用性；按键控制模块，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键的操控信息进行采集，从而能够对智能电力仪表进行实施现场操控，提高了智能电力仪表的可操作性；状态指示模块，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯的亮暗控制，能够对智能电力仪表的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给智能电力仪表内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了智能电力仪表的可靠性。

在方波振荡电路中，运算放大器的同相输入端接入偏置电压，随后，在经过运算放大器的放大，将音频信号进行可靠放大。其中，该电路中，运算放大器的型号为LM339，是一种高增益带宽集成运算放大器，从而能够实现足够的信号放大倍数，同时还可以输出高频率的方波，提高了方波振荡电路的可靠性，提高了智能电力仪表的可靠性。

具体的，在25摄氏度的情况下，弹簧使得传动杆和容器的内部连接，当温度升高的时候，为了防止传动杆脱离导通管，则通过弹簧很好的进行了限位，所述传动杆位于导通管的内部的一端设有弹簧，所述传动杆通过弹簧与容器的内壁连接，所述传动杆的移动方向与弹簧的伸缩方向一致，所述弹簧在25摄氏度的环境下处于正常状态。

具体的，所述导通管的一端设有密封圈。

具体的，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接。

具体的，所述扬声器与语音控制模块电连接，所述扬声器的功率为5W。

具体的，为了能够对智能电力仪表的工作信息进行更好的显示，所述显示界面为液晶显示屏。

具体的，所述控制按键为轻触按键。

具体的，所述壳体的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

具体的，所述壳体的内部还设有电流互感器和电压互感器，所述电流互感器和电压互感器均与接线端子电连接，所述电流互感器与电流检测模块电连接，所述电压互感器与电压检测模块电连接。

具体的，所述壳体的阻燃等级为V-0。

本发明的有益效果是，该具有自散热能力的智能电力仪表中，通过驱动机构能够控制散热板的开关，从而能够对智能电力仪表内部的热量进行有效快速的处理，提高了智能电力仪表的可靠性；不仅如此，在方波振荡电路中，运算放大器的型号为LM339，是一种高增益带宽集成运算放大器，从而能够实现足够的信号放大倍数，同时还可以输出高频率的方波，提高了方波振荡电路的可靠性，提高了智能电力仪表的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有自散热能力的智能电力仪表的主视图；

图2是本发明的具有自散热能力的智能电力仪表的后视图；

图3是本发明的具有自散热能力的智能电力仪表的散热机构的结构示意图；

图4是本发明的具有自散热能力的智能电力仪表的系统原理图；

图5是本发明的具有自散热能力的智能电力仪表的方波振荡电路的电路原理图；

图中：1.壳体，2.显示界面，3.控制按键，4.状态指示灯，5.扬声器，6.接线端子，7.散热机构，8.容器，9.导通管，10.传动杆，11.密封圈，12.驱动杆，13.传动齿轮，14.传动轴，15.散热板，16.传送带，17.弹簧，18.电流检测模块，19.电压检测模块，20.无线通讯模块，21.语音控制模块，22.显示控制模块，23.按键控制模块，24.状态指示模块，25.工作电源模块，26.中央控制模块，27.电流互感器，28.电压互感器，29.蓄电池，U1.运算放大器，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，R5.第五电阻，C1.电容。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图5所示，一种具有自散热能力的智能电力仪表，包括壳体1、显示界面2、控制按键3、状态指示灯4、扬声器5和接线端子6，所述显示界面2、控制按键3、状态指示灯4和扬声器5均设置在壳体1的前面，所述接线端子6设置在壳体1的背面；

所述壳体1的背面还设有散热机构7，所述散热机构7包括若干散热板15和驱动机构，所述驱动机构与各散热板15传动连接，所述驱动机构包括容器8、导通管9、传动杆10、驱动杆12和传动组件，所述容器8的内部设有水银，所述容器8与导通管9连通，所述导通管9水平设置，所述传动杆10的一端位于导通管9的内部，所述传动杆10的另一端与驱动杆12的一端固定连接，所述驱动杆12水平设置，所述传动组件包括传动齿轮13、传送带16和若干传动轴14，所述驱动杆12的下端面设有若干驱动齿，所述驱动齿与传动齿轮13啮合，所述散热板15的数量与传动轴14的数量一致且一一对应，所述散热板15通过传动轴14设置在壳体1的背面，所述传动齿轮13套设在其中一个传动轴14上，各传动轴14通过传送带16互相连接；

其中，在智能电力仪表长时间工作以后，内部的热量极速积聚，内部的温度进行快速上升，此时容器8内部的水银受热就会发生膨胀，就会进入到导通管9的内部对传动杆10进行驱动，传动杆10通过驱动杆12就能够实现传动齿轮13的转动，则传动齿轮13就会来控制被其套设的传动轴14转动，从而能够控制其他传动轴14转动，实现了散热板15的打开，从而能够进行散热；当温度下降以后，水银就会收缩，从而传动轴14就会反向转动，散热板15就会关闭，防止灰尘进入到电力仪表的内部，从而提高了智能电力仪表的可靠性。

所述壳体1的内部设有中控机构，所述中控机构包括中央控制模块26、与中央控制模块26连接的电流检测模块18、电压检测模块19、无线通讯模块20、语音控制模块21、显示控制模块22、按键控制模块23、状态指示模块24和工作电源模块25，所述中央控制模块26为单片机；

所述语音控制模块21包括方波振荡电路，所述方波振荡电路包括运算放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和电容C1，所述运算放大器U1的型号为LM339，所述运算放大器U1的反相输入端通过电容C1接地，所述运算放大器U1的反相输入端通过第三电阻R3与运算放大器U1的输出端连接，所述运算放大器U1的同相输入端通过第二电阻R2接地，所述运算放大器U1的同相输入端通过第一电阻R1外接9V直流电压电源，所述运算放大器U1的同相输入端通过第四电阻R4与运算放大器U1的输出端连接，所述运算放大器U1的输出端通过第五电阻R5外接9V直流电压电源。

其中，中央控制模块26，用来对智能电力仪表进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块26是单片机，也能够是PLC，实现了对智能电力仪表中的各个模块进行智能化控制，提高了智能电力仪表的智能化；电流检测模块18，用来进行电流检测的模块，在这里，通过对电流互感器27的检测数据进行分析判断，从而实现了对电网中电流的精确检测；电压检测模块19，用来进行电压检测的模块，在这里，通过对电压互感器28的检测数据进行分析判断，从而实现了对电网中电压的精确检测；无线通讯模块20，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对智能电力仪表的信息进行远程监控，实现了智能电力仪表的智能化；语音控制模块21，用来进行语音输出的模块，在这里，通过对扬声器5进行控制，从而能够实现报警提示，提高了电力仪表的可靠性；显示控制模块22，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面2进行控制，能够对智能电力仪表的工作信息进行实时显示，提高了智能电力仪表的实用性；按键控制模块23，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键3的操控信息进行采集，从而能够对智能电力仪表进行实施现场操控，提高了智能电力仪表的可操作性；状态指示模块24，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯4的亮暗控制，能够对智能电力仪表的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块25，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给智能电力仪表内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了智能电力仪表的可靠性。

在方波振荡电路中，运算放大器U1的同相输入端接入偏置电压，随后，在经过运算放大器U1的放大，将音频信号进行可靠放大。其中，该电路中，运算放大器U1的型号为LM339，是一种高增益带宽集成运算放大器U1，从而能够实现足够的信号放大倍数，同时还可以输出高频率的方波，提高了方波振荡电路的可靠性，提高了智能电力仪表的可靠性。

具体的，在25摄氏度的情况下，弹簧17使得传动杆10和容器8的内部连接，当温度升高的时候，为了防止传动杆10脱离导通管9，则通过弹簧17很好的进行了限位，所述传动杆10位于导通管9的内部的一端设有弹簧17，所述传动杆10通过弹簧17与容器8的内壁连接，所述传动杆10的移动方向与弹簧17的伸缩方向一致，所述弹簧17在25摄氏度的环境下处于正常状态。

具体的，所述导通管9的一端设有密封圈11。

具体的，所述显示界面2与显示控制模块22电连接，所述控制按键3与按键控制模块23电连接，所述状态指示灯4与状态指示模块24电连接。

具体的，所述扬声器5与语音控制模块21电连接，所述扬声器5的功率为5W。

具体的，为了能够对智能电力仪表的工作信息进行更好的显示，所述显示界面2为液晶显示屏。

具体的，所述控制按键3为轻触按键。

具体的，所述壳体1的内部还设有蓄电池29，所述蓄电池29与工作电源模块25电连接。

具体的，所述壳体1的内部还设有电流互感器27和电压互感器28，所述电流互感器27和电压互感器28均与接线端子6电连接，所述电流互感器27与电流检测模块18电连接，所述电压互感器28与电压检测模块19电连接。

具体的，所述壳体1的阻燃等级为V-0。

与现有技术相比，该具有自散热能力的智能电力仪表中，通过驱动机构能够控制散热板15的开关，从而能够对智能电力仪表内部的热量进行有效快速的处理，提高了智能电力仪表的可靠性；不仅如此，在方波振荡电路中，运算放大器U1的型号为LM339，是一种高增益带宽集成运算放大器U1，从而能够实现足够的信号放大倍数，同时还可以输出高频率的方波，提高了方波振荡电路的可靠性，提高了智能电力仪表的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有自散热能力的智能电力仪表，其特征在于，包括壳体、显示界面、控制按键、状态指示灯、扬声器和接线端子，所述显示界面、控制按键、状态指示灯和扬声器均设置在壳体的前面，所述接线端子设置在壳体的背面；

所述壳体的背面还设有散热机构，所述散热机构包括若干散热板和驱动机构，所述驱动机构与各散热板传动连接，所述驱动机构包括容器、导通管、传动杆、驱动杆和传动组件，所述容器的内部设有水银，所述容器与导通管连通，所述导通管水平设置，所述传动杆的一端位于导通管的内部，所述传动杆的另一端与驱动杆的一端固定连接，所述驱动杆水平设置，所述传动组件包括传动齿轮、传送带和若干传动轴，所述驱动杆的下端面设有若干驱动齿，所述驱动齿与传动齿轮啮合，所述散热板的数量与传动轴的数量一致且一一对应，所述散热板通过传动轴设置在壳体的背面，所述传动齿轮套设在其中一个传动轴上，各传动轴通过传送带互相连接；

所述壳体的内部设有中控机构，所述中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块连接的电流检测模块、电压检测模块、无线通讯模块、语音控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为单片机；

所述语音控制模块包括方波振荡电路，所述方波振荡电路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和电容，所述运算放大器的型号为LM339，所述运算放大器的反相输入端通过电容接地，所述运算放大器的反相输入端通过第三电阻与运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的同相输入端通过第二电阻接地，所述运算放大器的同相输入端通过第一电阻外接9V直流电压电源，所述运算放大器的同相输入端通过第四电阻与运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的输出端通过第五电阻外接9V直流电压电源。

2.如权利要求1所述的具有自散热能力的智能电力仪表，其特征在于，所述传动杆位于导通管的内部的一端设有弹簧，所述传动杆通过弹簧与容器的内壁连接，所述传动杆的移动方向与弹簧的伸缩方向一致，所述弹簧在25摄氏度的环境下处于正常状态。

3.如权利要求1所述的具有自散热能力的智能电力仪表，其特征在于，所述导通管的一端设有密封圈。

4.如权利要求1所述的具有自散热能力的智能电力仪表，其特征在于，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接。

5.如权利要求1所述的具有自散热能力的智能电力仪表，其特征在于，所述扬声器与语音控制模块电连接，所述扬声器的功率为5W。

6.如权利要求1所述的具有自散热能力的智能电力仪表，其特征在于，所述显示界面为液晶显示屏。

7.如权利要求1所述的具有自散热能力的智能电力仪表，其特征在于，所述控制按键为轻触按键。

8.如权利要求1所述的具有自散热能力的智能电力仪表，其特征在于，所述壳体的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

9.如权利要求1所述的具有自散热能力的智能电力仪表，其特征在于，所述壳体的内部还设有电流互感器和电压互感器，所述电流互感器和电压互感器均与接线端子电连接，所述电流互感器与电流检测模块电连接，所述电压互感器与电压检测模块电连接。

10.如权利要求1所述的具有自散热能力的智能电力仪表，其特征在于，所述壳体的阻燃等级为V-0。