CN109708699A - 冰箱参数采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种冰箱参数采集装置，包括数据采集模块以及与数据采集模块连接的调理输出模块；所述数据采集模块包括：电压采集单元，电流采集单元以及温度采集单元至少其中之一；所述电压采集单元用于采集主控板的输入电压；所述电流采集单元用于采集主控板的输入电流以及来自于主控板对变频板的输入电流；所述温度采集单元用于采集制冷零部件的温度；所述调理输出模块用于将数据采集模块采集的参数均转化为电压进行输出。本发明的冰箱参数采集装置，采用最少零部件实现基础参数的采集，并将采集的参数全部转换为电压信号输出，以便于对接PHM技术，提升冰箱性能。
Description
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种冰箱参数采集装置。
背景技术
冰箱已经成为很多家庭的必备家用电器，随着科技的进步，用户对冰箱的性能要求越来越高。
为了避免增加更多的成本，冰箱的发展方向致力于在现有冰箱的结构基础上采用最小的改动方案实现更优的性能；其中，PHM技术被逐渐应用于冰箱的控制系统中，PHM是Prognostic and Health Management的缩写，即故障预测与健康管理,在电子系统中，PHM的主要意义在于，提前预知将要发生故障的时间和位置，预测整个系统的RUL(RemainingUseful Life，剩余使用寿命)，提高系统的运行可靠性，减少系统的维修费用和提高维修准确性，实现电子系统的CBM(Condition Based Maintainence，基于状态的维修)。
为了对接PHM技术，冰箱中需要在现有结构基础上引进新的参数采集电路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冰箱参数采集装置。
为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种冰箱参数采集装置，包括：数据采集模块以及与数据采集模块连接的调理输出模块；
所述数据采集模块包括：电压采集单元，电流采集单元以及温度采集单元至少其中之一；
所述电压采集单元用于采集主控板的输入电压；
所述电流采集单元用于采集主控板的输入电流以及来自于主控板对变频板的输入电流；
所述温度采集单元用于采集制冷零部件的温度；
所述调理输出模块用于将数据采集模块采集的参数均转化为电压进行输出。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述电压采集单元为交流电压传感器，所述调理输出模块为连接于交流电压传感器的交流电压检测调理单元；
所述交流电压传感器用于采集输入的交流电压以及将输入的交流电压转化为低压信号；
所述交流电压检测调理单元用于提取电压信号中的电压峰值并进行输出。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述电流采集单元为交流电流传感器，所述调理输出模块为连接于交流电流传感器的交流电压检测调理单元；
所述交流电流传感器用于采集输入的电流以及将输入的交流电流转化为低压信号；
所述交流电压检测调理单元用于提取电压信号中的电压峰值并进行输出。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述交流电压检测调理单元包括：依次连接的一阶滤波电路，峰值检测电路，二阶滤波电路及极性保护电路；
所述一阶滤波电路用于滤除电网中的噪声干扰；
所述峰值检测电路用于对一阶滤波电路输出的信号的峰值跟踪与检测；
所述二阶滤波电路用于对峰值检测电路的输出信号进行二次滤波；
所述极性保护电路用于对二次滤波的输出信号进行限幅输出。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述电压采集单元采集的输入电压以VX表示，则通过所述调理输出模块后的第一输出电压V01表示为：
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述电流采集单元采集的输入电流以IX表示，则通过所述调理输出模块后的第二输出电压V02表示为：V02＝3.535IX。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述温度采集单元为温度传感器，所述调理输出模块为连接于所述温度传感器的温度调理单元；
所述温度传感器用于采集输入的温度信息并将输入的温度信息转化为电阻信号；
所述温度调理单元用于将所述电阻信号转化为电压信号并进行输出。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述温度调理单元具体包括：依次连接的匹配分压电路和滤波电路；
所述分压电路用于将接收到的电阻信号与预设电阻串联以对预设电压进行分压而转化为电压中转输出信号；
所述滤波电路用于对电压中转输出信号做滤波处理以生产电压信号并进行输出。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述温度采集单元采集的输入电阻以RT表示，则通过所述调理输出模块后的第三输出电压V03表示为：其中，R1表示预设电阻。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述温度传感器为热电阻。
本发明的有益效果是：本发明的冰箱参数采集装置，采用最少零部件实现基础参数的采集，并将采集的参数全部转换为电压信号输出，以便于对接PHM技术，提升冰箱性能。
附图说明
图1是本发明一实施方式提供的冰箱参数采集装置模块示意图；
图2是本发明一具体示例的冰箱参数采集装置的总体结构模块示意图；
图3是本发明一具体示例中交流电压检测调理单元的电路结构示意图；
图4是本发明一具体示例中温度调理单元的电路结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的实施例对本发明进行详细描述。但这些实施例并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
结合图1所示，本发明一实施方式提供一种冰箱参数采集装置，包括；数据采集模块100以及与数据采集模块100连接的调理输出模块200；所述数据采集模块100包括：电压采集单元101，用于采集电压，电流采集单元103，用于采集电流，以及温度采集单元105，用于采集温度。
本发明具体实施方式中，所述电压采集单元101用于采集主控板的输入电压；所述电流采集单元103用于采集主控板的输入电流以及来自于主控板对变频板的输入电流；所述温度采集单元105用于采集制冷零部件的温度；所述调理输出模块200用于将数据采集模块100采集的参数均转化为电压进行输出。
本发明一具体实施方式中，所述制冷零部件包括：冷藏蒸发器、冷冻蒸发器以及压缩机至少其中之一。
结合图2所示，本发明一具体示例中，所述电压采集单元101为交流电压传感器S1，其设置于主控板220V电源入口处，用于采集主控板的输入电压；所述调理输出模块200为连接于交流电压传感器S1的交流电压检测调理单元T1；所述交流电压传感器S1用于采集输入的交流电压以及将输入的交流电压转化为低压信号；所述交流电压检测调理单元T1用于提取交流电压传感器S1输出的电压信号中的电压峰值并进行继续输出，如此，通过二者配合将采集到的电压进行整流变换后输出到ADC转换器实现采集。
所述电流采集单元103包括两个交流电流传感器，其分别为交流电流传感器S2，以及交流电流传感器S6，其中，交流电流传感器S2设置于主控板220V电源入口处，用于采集主控板的输入电流以及将输入的交流电流转化为低压信号；交流电流传感器S6设置于主控板对变频板的供电输出端，用于主控板对变频板的输入电流以及将输入的交流电流转化为低压信号。
对应于交流电流传感器S2，所述调理输出模块200为连接于交流电流传感器S2的交流电压检测调理单元T2；对应于交流电流传感器S6，所述调理输出模块200为连接于交流电流传感器S6的交流电压检测调理单元T6；所述交流电压检测调理单元T2、T6均用于提取交流电流传感器S2输出的电压信号中的电压峰值并进行继续输出，如此，通过任一二者配合将采集到的电流调理后输出到ADC转换器实现采集。
所述温度采集单元105包括三个温度传感器，其分别为温度传感器S3，温度传感器S4以及温度传感器S5，其中，温度传感器S3设置在冷藏蒸发器入口，用于采集冷藏蒸发器入口输入的温度信息并将输入的温度信息转化为电阻信号；温度传感器S4设置在压缩机出口，用于采集压缩机出口输入的温度信息并将输入的温度信息转化为电阻信号；温度传感器S5设置在冷冻蒸发器入口，用于采集冷冻蒸发器入口输入的温度信息并将输入的温度信息转化为电阻信号。
对应于温度传感器S3，温度传感器S4以及温度传感器S5，所述调理输出模块200为连接于其的温度调理单元T3；所述温度调理单元T3用于将所述电阻信号转化为电压信号并进行输出，如此，通过任一二者配合将采集到的电阻进行调理后输出到ADC转换器实现采集。
本发明较佳实施方式中，温度传感器S3，温度传感器S4以及温度传感器S5均为热电阻。
本发明一较佳实施方式中，所述交流电压检测调理单元具体包括：依次连接的一阶滤波电路，峰值检测电路，二阶滤波电路及极性保护电路；所述一阶滤波电路用于滤除电网中的噪声干扰；所述峰值检测电路用于对一阶滤波电路输出的信号的峰值跟踪与检测；所述二阶滤波电路用于对峰值检测电路的输出信号进行二次滤波；所述极性保护电路用于对二次滤波的输出信号进行限幅输出。
本发明第一具体实施方式中，以通过交流电压传感器S1采集主控板的输入电压为例做具体介绍；该示例中，交流电压传感器S1输出的电压特别的，当输入电压为220V时，
该示例中，结合图3所示，交流电压检测调理单元T1的电路结构示意图；R1、C1构成的一阶滤波电路，R1取值10K，C1取值220PF在滤波过程中，为了减少电网中的相位误差，其涉及的时间常数需要远远小于电网的输出频率，即：τ＝RC＝1×103×220×10-12＝2.2×10-6s，亦即0.02S。
滤波之后的信号进入峰值检测电路，峰值检测电路由D3、D4控制比较器U1A输出结果对电容C3充电实现对输入信号的峰值跟踪与检测。
之后，信号再经过R4、C2构成的二阶滤波电路进行二次输出滤波，最后经过D1、D2构成的极性保护电路后进入ADC转换器。
则通过所述调理输出模块后的第一输出电压V01表示为：
如此，交流电压传感器S1采集的电压值通过交流电压检测调理单元T1调理后，输出至CPU的AD采集口为0-5V以直接进行发送。
本发明第二具体实施方式中，以通过交流电流传感器S2、S6采集主控板的输入电流为例做具体介绍；该示例中，假设交流电流传感器S2输入电流IX＝1.6A，则其输出的电压该示例中，交流电压检测调理单元T2、T6均与交流电压检测调理单元T1的实现原理相同，故对其电路以及实现过程不再赘述；如此，对于任一交流电流传感器，通过所述调理输出模块后的第二输出电压V02表示为：V02＝V2p＝Vi2×1.414＝2.5IX×1.414＝3.535IX如此，交流电流传感器S2、S6采集的电压值分别通过交流电压检测调理单元T2、T6调理后，输出至CPU的AD采集口为0-5V以直接进行发送。
本发明一较佳实施方式中，所述温度调理单元具体包括：依次连接的匹配分压电路和滤波电路；所述分压电路用于将接收到的电阻信号与预设电阻串联以对预设电压进行分压而转化为电压中转输出信号；所述滤波电路用于对电压中转输出信号做滤波处理以生产电压信号并进行输出。
本发明第三具体实施方式中，以通过温度传感器S3采集冷藏蒸发器入口的温度为例做具体介绍；该示例中，温度传感器S3采集到的电阻以RT表示。
该示例中，结合图4所示，温度调理单元T3的电路结构示意图，其中，一一路调理电路为例做具体介绍；分压电路中，温度传感器输出的电阻变化信号与电阻R1串联，共同实现对+5V的分压，可以将温度传感器的电阻转换为电压输出，分压比主要结合被测温度传感器的测量范围以及R1的大小确定，然后通过R4、C3构成的滤波电路滤除其中的噪声。最后，将滤波电路的输出信号送往AD转换器进行转换即可实现对应位置的温度检测。
通过所述调理输出模块后的第三输出电压V03表示为：其中，R1表示预设电阻，其过程不再继续赘述。
综上所述，本发明的冰箱参数采集装置，采用最少零部件实现基础参数的采集，并将采集的参数全部转换为电压信号输出，以便于对接PHM技术，提升冰箱性能。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种冰箱参数采集装置，其特征在于，包括：数据采集模块以及与数据采集模块连接的调理输出模块；
所述数据采集模块包括：电压采集单元，电流采集单元以及温度采集单元至少其中之一；
所述电压采集单元用于采集主控板的输入电压；
所述电流采集单元用于采集主控板的输入电流以及来自于主控板对变频板的输入电流；
所述温度采集单元用于采集制冷零部件的温度；
所述调理输出模块用于将数据采集模块采集的参数均转化为电压进行输出。
2.根据权利要求1所述的冰箱参数采集装置，其特征在于，所述电压采集单元为交流电压传感器，所述调理输出模块为连接于交流电压传感器的交流电压检测调理单元；
所述交流电压传感器用于采集输入的交流电压以及将输入的交流电压转化为低压信号；
所述交流电压检测调理单元用于提取电压信号中的电压峰值并进行输出。
3.根据权利要求1所述的冰箱参数采集装置，其特征在于，所述电流采集单元为交流电流传感器，所述调理输出模块为连接于交流电流传感器的交流电压检测调理单元；
所述交流电流传感器用于采集输入的电流以及将输入的交流电流转化为低压信号；
所述交流电压检测调理单元用于提取电压信号中的电压峰值并进行输出。
4.根据权利要求2或3所述的冰箱参数采集装置，其特征在于，所述交流电压检测调理单元包括：依次连接的一阶滤波电路，峰值检测电路，二阶滤波电路及极性保护电路；
所述一阶滤波电路用于滤除电网中的噪声干扰；
所述峰值检测电路用于对一阶滤波电路输出的信号的峰值跟踪与检测；
所述二阶滤波电路用于对峰值检测电路的输出信号进行二次滤波；
所述极性保护电路用于对二次滤波的输出信号进行限幅输出。
5.根据权利要求4所述的冰箱参数采集装置，其特征在于，
所述电压采集单元采集的输入电压以VX表示，则通过所述调理输出模块后的第一输出电压V01表示为：
6.根据权利要求4所述的冰箱参数采集装置，其特征在于，
所述电流采集单元采集的输入电流以IX表示，则通过所述调理输出模块后的第二输出电压V02表示为：V02＝3.535IX。
7.根据权利要求1所述的冰箱参数采集装置，其特征在于，
所述温度采集单元为温度传感器，所述调理输出模块为连接于所述温度传感器的温度调理单元；
所述温度传感器用于采集输入的温度信息并将输入的温度信息转化为电阻信号；
所述温度调理单元用于将所述电阻信号转化为电压信号并进行输出。
8.根据权利要求7所述的冰箱参数采集装置，其特征在于，
所述温度调理单元具体包括：依次连接的匹配分压电路和滤波电路；
所述分压电路用于将接收到的电阻信号与预设电阻串联以对预设电压进行分压而转化为电压中转输出信号；
所述滤波电路用于对电压中转输出信号做滤波处理以生产电压信号并进行输出。
9.根据权利要求8所述的冰箱参数采集装置，其特征在于，
所述温度采集单元采集的输入电阻以RT表示，则通过所述调理输出模块后的第三输出电压V03表示为：其中，R1表示预设电阻。
10.根据权利要求7所述的冰箱参数采集装置，其特征在于，所述温度传感器为热电阻。
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