CN107727896A - 一种多通道信号转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道信号转换装置，用于解决目前的现场测试过程中将各类型传感器输出的电量信号统一转换为符合测试仪要求的信号的转换方法通用性较差，导致的现场测试过程繁杂且效率低下的技术问题。本发明包括：开关电源、测试传感器输入接口、信号输出接口和多个光电隔离放大器；多个光电隔离放大器的输入端对应连接有测试传感器输入接口，多个光电隔离放大器的输出端对应连接有信号输出接口；开关电源通过第一开关连接于多个光电隔离放大器与测试传感器输入接口之间，用于为插入测试传感器输入接口的有源传感器提供电源；多个光电隔离放大器用于进行不同类型的输入信号转换为统一的输出信号并经信号输出接口输出至现场测试仪器。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统现场测试技术领域，尤其涉及一种多通道信号转换装置。
背景技术
在电力系统中，为了评价发电机组运行工况下的振动水平，以便于为故障诊断、事故分析及改善发电机组振动提供依据，通常需要采用测试分析仪对表征机组状况的功率信号、振动信号、压力变送器信号及调速器系统调节参数信号等进行现场测试和分析。
针对机组状况的现场测试过程大部分是将非电量参数经过转换元件(如传感器)将非电量信号转换为电量信号，而由于电力系统中机组状况较为复杂，现场测试所用的传感器种类繁多，并按是否需要供电分为有源传感器和无源传感器，按输出电量信号不同分为有0～20mA电流输出、4～20mA电流输出、0～5V电压输出及0～10V电压输出等。然而现场测试仪器所需的输入信号类型可能与传感器输出信号类型不同，因此需要将各类型传感器输出的电量信号统一转换为符合测试仪要求的信号，同时还需要对有源传感器进行相应电压等级的供电。传统的电流——电压转换方法是在传感器电流输出信号线缆中串联匹配的精密电阻，将电阻两端的电压信号输入现场测试仪，该电流——电压转换方法需要额外串联精密电阻，操作过程繁杂，施工不便，而且针对有源传感器还需要进行另外供电，现场测试方法通用性不强，导致现场测试过程繁杂且效率低下。
发明内容
本发明提供了一种多通道信号转换装置，解决了目前的现场测试过程中将各类型传感器输出的电量信号统一转换为符合测试仪要求的信号的转换方法通用性较差，导致的现场测试过程繁杂且效率低下的技术问题。
本发明提供的一种多通道信号转换装置，包括：
开关电源、测试传感器输入接口、信号输出接口和多个光电隔离放大器；
所述多个光电隔离放大器包括至少两个不同的光电隔离放大器；
所述测试传感器输入接口和所述信号输出接口的数量均与所述多个光电隔离放大器的数量一致；
所述多个光电隔离放大器的输入端一一对应连接有所述测试传感器输入接口，所述多个光电隔离放大器的输出端一一对应连接有所述信号输出接口；
所述开关电源通过第一开关连接于所述多个光电隔离放大器与所述测试传感器输入接口之间，用于为插入所述测试传感器输入接口的有源传感器提供电源；
所述多个光电隔离放大器用于进行不同类型的输入信号转换为统一的输出信号并经所述信号输出接口输出至现场测试仪器。
优选地，所述开关电源为直流电源，所述开关电源的直流输出电压包括5V、12V和24V。
优选地，所述开关电源的工作温度范围为-25～+70℃。
优选地，所述多个光电隔离放大器能够实现转换的信号包括0～20mA、4～20mA、0～5V和0～10V。
优选地，所述测试传感器输入接口为插拔自锁连接器。
优选地，所述信号输出接口为尼尔-康塞曼卡口BNC连接头。
优选地，所述测试传感器输入接口与所述多个光电隔离放大器的输入端之间还连接有第一接线端子；
所述信号输出接口与所述多个光电隔离放大器的输出端之间还连接有第二接线端子。
优选地，所述第一接线端子安装于第一U型导轨上，所述多个光电隔离放大器安装于第二U型导轨上，所述第二接线端子安装于第三U型导轨上。
优选地，所述多个光电隔离放大器还通过第二开关连接有交流电源。
优选地，所述第一开关和所述第二开关均为自复位带灯开关。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供的多通道信号转换装置设置了多个光电隔离放大器，通过将现场测试传感器的输出信号输入至光电隔离放大器，由光电隔离放大器实现信号的转换并输出至现场测试仪器中，本发明中通过更换安装不同的光电隔离放大器，即可实现多种类型信号的转换；并且由于在同一信号转换装置内部设置了多个互相分离的光电隔离放大器，能够使得现场测试过程可同时完成多种类型信号的同时转换；此外，在光电隔离放大器与测试传感器输入接口之间还设置有带有开关的开关电源，可以在本装置内实现有源/无源传感器的供电/切除供电，令得本装置在应对复杂的现场环境时有较强的适用性，可满足绝大部分情况下的测试要求，并可根据测试要求对本装置进行灵活安装调整，相较于传统的信号转换方法，省却了现场测试过程繁杂的安装调试过程，提高了现场测试的效率。
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它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种多通道信号转换装置的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种多通道信号转换装置的另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种多通道信号转换装置，用于解决目前的现场测试过程中将各类型传感器输出的电量信号统一转换为符合测试仪要求的信号的转换方法通用性较差，导致的现场测试过程繁杂且效率低下的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种多通道信号转换装置的一个实施例的结构示意图。
本发明提供的一种多通道信号转换装置，包括：
开关电源1、测试传感器输入接口2、信号输出接口4和多个光电隔离放大器3。
其中，所述多个光电隔离放大器3包括至少两个不同的光电隔离放大器3；即可以根据现场测试的需要，设置至少两个不同的光电隔离放大器3，以实现不同类型信号的转换。其中，所述多个光电隔离放大器3能够实现转换的信号包括0～20mA、4～20mA、0～5V和0～10V。例如，多通道信号转换装置中设置有四个光电隔离放大器3，四个光电隔离放大器3分别可实现0～20mA、4～20mA、0～5V和0～10V信号的转换，即可以将前述信号统一转换为符合现场测试仪器要求的信号；又例如，多通道信号转换装置中设置有五个光电隔离放大器3，其中两个光电隔离放大器3实现0～20mA信号的转换，其余三个光电隔离放大器3分别实现4～20mA、0～5V和0～10V信号的转换。可以理解的是，多通道信号转换装置内部设置的光电隔离放大器3的数量不做具体限制，可以根据实际需求进行设置，而且光电隔离放大器3的类型也不做具体限制，可以根据现场实际测试环境进行光电隔离放大器3的更换，以便于满足现场测试信号的转换要求。
可以理解的是，所述测试传感器输入接口2和所述信号输出接口4的数量均与所述多个光电隔离放大器3的数量一致；所述多个光电隔离放大器3的输入端一一对应连接有所述测试传感器输入接口2，所述多个光电隔离放大器3的输出端一一对应连接有所述信号输出接口4。即每个光电隔离放大器3都通过一个测试传感器输入接口2与测试传感器连接，并对应的将测试传感器的输出信号转换为符合现场测试仪器要求的信号之后，经过一个信号输出接口4，将转换后的信号输出至现场测试仪器。即所述多个光电隔离放大器3用于进行不同类型的输入信号转换为统一的输出信号并经所述信号输出接口4输出至现场测试仪器。
其中，所述开关电源1通过第一开关连接于所述多个光电隔离放大器3与所述测试传感器输入接口2之间，用于为插入所述测试传感器输入接口2的有源传感器提供电源。可以理解的是，可以根据插入测试传感器输入接口2的传感器的类型选择是否启用开关电源1，如当接入的传感器为有源传感器时，可以选择打开开关，接通开关电源1为有源传感器供电；当接入的传感器为无源传感器时，可以关断开关，断开开关电源1，无需为无源传感器供电。显然，本发明实施例可以通过对第一开关10的控制通断来实现有源传感器和无源传感器接入的切换，满足多种传感器接入的要求。进一步地，为了满足现场测试用的传感器的电压需求，所述开关电源1为直流电源，所述开关电源1的直流输出电压可以包括5V、12V和24V；为了保证在恶劣的现场环境下开关电源1的稳定运行，所述开关电源1的工作温度范围为-25～+70℃。
进一步地，所述测试传感器输入接口2可以为插拔自锁连接器。插拔自锁连接器基于插拔自锁的锁定机制，能够保证插拔自锁连接器自身的连接可靠，避免无意识情况下不必要的分离插拔自锁连接器。而若要分离插拔自锁连接器时，使用者只要轻拉插拔自锁连接器插头的外壳即可完成分离。采用插拔自锁连接器可以使得即使在振动、撞击或者电缆拉扯的情况下，也能保证绝对安全，并且能在很有限的空间内进行操作。
进一步地，所述信号输出接口4可以为尼尔-康塞曼卡口(Bayonet Neill-Concelman，BNC)连接头。BNC连接头是一种卡口式连接的射频同轴连接器，具有连接/分离迅速、接触可靠的特点。
以上为对本发明实施例提供的一种多通道信号转换装置的一个实施例的详细描述，以下将对本发明实施例提供的一种多通道信号转换装置的另一个实施例进行详细的描述。
请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种多通道信号转换装置的另一个实施例的结构示意图。
本发明实施例提供的一种多通道信号转换装置，包括有：
开关电源1、测试传感器输入接口2、信号输出接口4和多个光电隔离放大器3。
其中，所述测试传感器输入接口2与所述多个光电隔离放大器3的输入端之间还连接有第一接线端子5；所述信号输出接口4与所述多个光电隔离放大器3的输出端之间还连接有第二接线端子6。为了便于安装和固定，所述第一接线端子5安装于第一U型导轨7上，所述多个光电隔离放大器3安装于第二U型导轨8上，所述第二接线端子6安装于第三U型导轨9上。
开关电源1通过第一接线端子5与测试传感器输入接口2连接，其中，测试传感器输入接口2为三芯连接，三芯分别为直流电源正极UT、传感器信号输出端OUT和公共端COM。开关电源1与第一接线端子5之间还连接有第一开关10，可以理解的是，第一开关10可以为自复位带灯开关，通过自复位带灯开关可以实现UT的通断及指示，当自复位带灯开关连通时，该通道可接有源传感器(如电涡流位移传感器、压力变送器等)，UT端子实现供电；当自复位带灯开关断开时，该通道可接无源传感器，UT端子切除使用。
光电隔离放大器3安装于第二U型导轨8上，并由交流电源11提供所需电源，每个光电隔离放大器3电源输入端子与交流电源11之间连接有第二开关12，第二开关12同样可以为自复位带灯开关，由自复位带灯开关实现交流电源11的通断及通道投入/切除的指示。当自复位带灯开关连通时，光电隔离放大器3工作，该通道内部连通可投入使用；当自复位带灯开关断开时，光电隔离放大器3退出工作，该通道内部断路并隔离信号，通道切除使用。
本发明实施例提供的多通道信号转换装置的具体使用过程为：现场测试传感器或现地控制系统输出的电量信号通过测试传感器输入接口2，再经过第一接线端子5传输至光电隔离放大器3的输入端，光电隔离放大器3将输入信号进行相应转换，转换后的信号通过输出端经过第二接线端子6传输至信号输出接口4，并最终由信号输出接口4将信号传输至现场测试仪，从而实现信号的转换。
本发明实施例中实现了有源、无源传感器通道统一设置，只需通过控制开关电源的通断，即可实现有源传感器和无源传感器的切换，能够在同一个通道均可实现有源传感器和无源传感器的接入，节省了通道空间；且设置了多个光电隔离放大器，使得通道信号转换类型可调且有隔离保护，在出现干扰的情况下能够对信号源有效保护，避免在测试仪出现异常产生干扰信号的时候，会直接导致控制系统发生误动，影响机组安全运行的情况的发生。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种多通道信号转换装置，其特征在于，包括：
开关电源、测试传感器输入接口、信号输出接口和多个光电隔离放大器；
所述多个光电隔离放大器包括至少两个不同的光电隔离放大器；
所述测试传感器输入接口和所述信号输出接口的数量均与所述多个光电隔离放大器的数量一致；
所述多个光电隔离放大器的输入端一一对应连接有所述测试传感器输入接口，所述多个光电隔离放大器的输出端一一对应连接有所述信号输出接口；
所述开关电源通过第一开关连接于所述多个光电隔离放大器与所述测试传感器输入接口之间，用于为插入所述测试传感器输入接口的有源传感器提供电源；
所述多个光电隔离放大器用于进行不同类型的输入信号转换为统一的输出信号并经所述信号输出接口输出至现场测试仪器。
2.根据权利要求1所述的多通道信号转换装置，其特征在于，所述开关电源为直流电源，所述开关电源的直流输出电压包括5V、12V和24V。
3.根据权利要求1所述的多通道信号转换装置，其特征在于，所述开关电源的工作温度范围为-25～+70℃。
4.根据权利要求1或2所述的多通道信号转换装置，其特征在于，所述多个光电隔离放大器能够实现转换的信号包括0～20mA、4～20mA、0～5V和0～10V。
5.根据权利要求1所述的多通道信号转换装置，其特征在于，所述测试传感器输入接口为插拔自锁连接器。
6.根据权利要求1所述的多通道信号转换装置，其特征在于，所述信号输出接口为尼尔-康塞曼卡口BNC连接头。
7.根据权利要求1所述的多通道信号转换装置，其特征在于，所述测试传感器输入接口与所述多个光电隔离放大器的输入端之间还连接有第一接线端子；
所述信号输出接口与所述多个光电隔离放大器的输出端之间还连接有第二接线端子。
8.根据权利要求7所述的多通道信号转换装置，其特征在于，所述第一接线端子安装于第一U型导轨上，所述多个光电隔离放大器安装于第二U型导轨上，所述第二接线端子安装于第三U型导轨上。
9.根据权利要求1所述的多通道信号转换装置，其特征在于，所述多个光电隔离放大器还通过第二开关连接有交流电源。
10.根据权利要求9所述的多通道信号转换装置，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均为自复位带灯开关。
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2017
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