CN109712385A - 一种用于隔绝高压的数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于测量技术领域，尤其涉及一种用于隔绝高压的数据采集装置，包括数据采集器、控制器和光纤连接线，数据采集器通过光纤连接线与控制器连接；数据采集器包括电源、供电模块电路板、数据发送接收模块和信号处理电路板，信号处理电路板分别与供电模块电路板和数据发送接收模块连接,电源连接供电模块电路板；控制器包括相互连接的信号发送接收模块和信号转换模块；信号处理电路板用于对采集的信号进行放大滤波处理，数据发送接收模块用于接收和发送经信号处理电路板处理的采集信号。该装置能够对高压情况下的数据信号进行采集，提高了高压环境下数据采集的安全性和可靠性。

Description

一种用于隔绝高压的数据采集装置

技术领域

本发明属于测量技术领域，尤其涉及一种用于隔绝高压的数据采集装置。

背景技术

随着社会的不断进步，为了保障人们能够健康安全的使用各种资源，需要对各个资源供给设备实时的监控，例如地铁、磁悬浮、高铁等工作在高电压下的交通工具，采集它们运行过程中的加速度、力等信息对于科学研究至关重要，尤其是在一些特殊环境下的加速度与力的测量是现在科研工作亟待解决的难题。

某些设备工作在高压的环境下，由于高压设备电压极高，数据采集时很可能会传递高压，此设备的数据采集器可以和高压设备形成等电位体，所以采集这些设备工作产生的信号比较困难。传统信号采集设备很少能做到信号采集和信号接收分离，这使得在一些环境下不便于展开，在一些高温高压环境下工作人员不便开展工作，并且在一些高电压的采集环境中，安全隐患非常大。有一些采集设备以无线传输做到采集与接收分离，但是无线信号会因为隔绝的影响使得接收到的数据质量下降，并且这些设备的价格非常高昂。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压环境下采集数据的装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于隔绝高压的数据采集装置，包括数据采集器、控制器和光纤连接线，数据采集器通过光纤连接线与控制器连接；数据采集器包括电源、供电模块电路板、数据发送接收模块和信号处理电路板，信号处理电路板分别与供电模块电路板和数据发送接收模块连接,电源连接供电模块电路板；控制器包括相互连接的信号发送接收模块和信号转换模块；信号处理电路板用于对采集的信号进行放大滤波处理，数据发送接收模块用于接收和发送经信号处理电路板处理的采集信号；信号发送接收模块用于控制信号的发送和接收光信号，信号转换模块用于将信号发送接收模块接收的光信号转换为can信号；光纤连接线用于数据的传输和控制信号的发送。

在上述的用于隔绝高压的数据采集装置中，电源、供电模块电路板、信号处理电路板和数据发送接收模块外部设置有采集器壳体，采集器壳体内设置有电源固定装置和支撑装置，电源固定装置将电源固定于支撑装置上部，信号处理电路板设置于支撑装置中部，数据发送接收模块设置于支撑装置下部，供电模块电路板设置于支撑装置底部，信号处理电路板上固定设置有数据输入接口，供电模块电路板上固定设置有数据输出接口；供电模块电路板还连接有采集器工作指示灯、电源开关、第一电源接通指示灯和第二电源接通指示灯，信号处理电路板连接有传感器接头和数据输入接口，电源上连接有充电器接头，供电模块电路板上连接有数据输出接口；采集器壳体上开有第一、第二、第三、第四、第五孔槽，用于将电源开关、采集器工作指示灯、第一电源接通指示灯、第二电源接通指示灯，传感器接头和充电器接头暴露在采集器壳体之外。

在上述的用于隔绝高压的数据采集装置中，信号处理电路板包括多个信号调理电路。

在上述的用于隔绝高压的数据采集装置中，信号发送接收模块、信号转换模块设置在控制器壳体内部，信号发送接收模块采用光纤模块；控制器壳体上面设置有第一电源指示灯、第二电源指示灯、控制开关，控制器壳体后面还设置有电源USB头、数据输出连接线，数据输出连接线一端与信号转换模块连接，另一端连接有数据输出线接头，电源USB头分别连接信号发送接收模块、信号转换模块、第一电源指示灯、第二电源指示灯和控制开关。

在上述的用于隔绝高压的数据采集装置中，数据输入接口为BNC接头或者航空插头，数据输出接口为光纤的接口。

在上述的用于隔绝高压的数据采集装置中，光纤连接线包括四根光纤。

本发明的有益效果：经过数据采集器将电信号转换为光信号，再通过光纤连接线将信号传到电脑端，信号传递过程中控制器也通过光纤连接线来传递控制信号，整个过程实现了光电信号的转换，从而隔绝了高压。

1.本发明的装置结构简单，安装操作方便。

2.经过光电信号转换，采集的信号没有失真。

3.信号采集过程中，操作人员通过光信号进行控制，不接触高压，保障了人员的安全。

附图说明

图1为本发明一个实施例采集装置示意图；

图2为本发明一个实施例采集器的结构示意图；

图3为本发明一个实施例采集器壳体正视图；

图4为本发明一个实施例采集器壳体侧视图；

图5为本发明一个实施例控制器整体示意图；

图6为本发明一个实施例控制器内部结构示意图；

其中，2-采集器、3-光纤连接线、4-控制器，21-电源固定装置、22-电源、23-支撑装置、24-数据发送接收模块、25-信号处理电路板、26-采集器工作指示灯、27-电源开关、281-第一电源接通指示灯、282-第二电源接通指示灯、29-供电模块电路板、210-传感器接头、211-充电器接头，20-采集器壳体，201-第一孔槽、202-第二孔槽、203-第三孔槽、204-第四孔槽、205-第五孔槽；41-控制开关、421-第一电源指示灯、422-第二电源指示灯、43-数据输出连接线、44-电源USB头、45-数据输出线接头、46-信号发送接收模块、47-信号转换模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

本实施例通过以下技术方案来实现，如图1所示，一种用于隔绝高压的数据采集装置，包括数据采集器2，控制器3，光纤连接线4；数据采集器2通过光纤连接线4与控制器3连接。

如图2所示，数据采集器2包括：数据采集壳体20，数据输入接口，数据输出接口，电源22，电源固定装置21，传感器接头210，充电器接头211，数据发送接收模块24，信号处理电路板25，供电模块电路板29，支撑装置23，采集器工作指示灯26，电源开关27，第一电源接通指示灯281、第二电源接通指示灯282；采集器壳体20上设置有第一、第二、第三、第四、第五孔槽201-205；如图3、图4所示。信号处理电路板25和供电模块电路板29通过支撑装置固定在壳体内，分别用来供电和采集信号；数据输入接口固定在信号处理电路板25上，数据输出接口固定在供电模块电路板上，用来接收和发送数据。控制器4包括：控制器开关41，第一、第二电源指示灯421、422，数据输出连接线43，电源USB头44，数据输出线接头45，信号发送接收模块46，信号转换模块47。信号转换模块47主要负责把采集的信号转换成所需信号；信号发送接收模块46主要负责控制信号的发送和数据的接收；控制器开关41，第一、第二电源指示灯421、422主要负责电源的开闭和指示。光纤连接线3的作用是把数据采集器和控制器连接起来，进行数据的传输和控制信号的发送，隔绝高压。本实施例采集装置主要用于高压下的数据采集。

采集器壳体20上设置有第一、第二、第三、第四、第五孔槽201-205，主要负责把采集器工作指示灯26，电源开关27，第一电源接通指示灯281、第二电源接通指示灯282；暴露在外面，能够方便使用者控制、监控该采集装置是否正常工作。

数据输入接口固定设置在信号处理电路板25上，数据输出接口固定设置在供电模块电路板29上。采集器工作指示灯26，电源开关27，第一电源接通指示灯281、第二电源接通指示灯282设置在供电模块电路板上，电源22固定在电源固定装置21上，信号处理电路板25、供电模块电路板29和电源22三者通过支撑装置23连接在一起置于采集器壳体内部，实现数据的采集，开关负责电源的开闭，指示灯显示供电是否正常。

如图5、图6所示，信号转换模块47、信号发送接收模块46、控制开关41、第一、第二电源指示灯421、422设置在控制器壳体内部，信号发送接收模块46为光纤模块，主要用来发送控制开关信号和接收所述光纤连接线传输过来的光信号，信号转换模块47可以将信号发送接收模块46接收的光信号转换为can信号。开关信号通过信号发送接收模块46发送开关信号控制采集器的开关，第一、第二电源指示灯421、422用来显示采集器上电是否正常，数据采集是否正常。

在使用本实施例采集装置时，首先，将传感器接在传感器接头210，用光纤连接线3将数据采集器2和控制器3连接在一起，控制器3的电源USB头44插在电脑USB取电；设备连接完毕，开启数据采集器2开关，数据采集指示灯26点亮，其次，打开控制开关41，第一电源指示灯421、第二电源指示灯422点亮，数据采集器2的第一电源接通指示灯281、第二电源接通指示灯282点亮，数据采集器2上电完毕；最后，给传感器信号，此信号会经过数据采集器2输出光信号到控制器4经过控制器4的信号转换模块47再把光信号转换为can信号供采集人员使用。这种方法操作简单，将高压有效的隔离，既保证了安全，又可以采集信号。

具体实施时，一种用于隔绝高压的数据采集装置，包括数据采集器2，光纤连接线3和控制器4，该数据采集器2包括：电源固定装置21，电源22，支撑装置23，数据发送接收模块24，信号处理电路板25，采集器工作指示灯26，电源开关27，第一、第二电源接通指示灯281、282，供电模块电路板29，传感器接头210，充电器接头211，采集器壳体20，第一、第二、第三、第四、第五孔槽201、202、203、204、205；光纤连接线3包括四根光纤连接线；控制器4包括：控制开关41，第一、第二电源指示灯421、422，数据输出连接线43，电源USB头44，数据输出线接头45，信号发送接收模块46，信号转换模块47。支撑装置23设置在信号处理电路板25、供电模块电路板29、采集器壳体20之间，支撑装置23上设置有螺纹和螺纹孔，能够将信号处理电路板25和供电模块电路板29连接在一起。电源固定装置21包括卡扣和支撑板，卡扣将电池与支撑板紧固在一起。

并且，信号处理电路板25和供电模块电路板29通过支撑装置23固定在采集器壳体20内，分别用来供电和采集信号；传感器接头210、充电器接头211分别固定在信号处理电路板25和电源22上，用来接收和发送数据。

信号处理电路板25由多个信号调理电路组成，数据输入接口采集到的数据经过信号处理电路板25处理后通过数据输出接口输出。

采集器壳体20上的第一、第二、第三、第四、第五孔槽201-205将数据发送接收模块24，采集器工作指示灯26，电源开关27，第一、第二电源接通指示灯281、282，传感器接头210，充电器接头211暴露在外面。

数据输入接口、数据输出接口固定设置在信号处理电路板25和供电模块电路板29上，数据输入接口可以接收加速度、力、位移等信号，数据输出接口为光纤模块，把信号转换为光信号。数据输入接口为BNC接头或者航空插头，数据输出接口为光纤的接口。

电源22，固定在采集器壳体20内的最上部，用来给数据采集器2供电；

电源固定装置21，设置在采集器壳体最上部，用来固定电源22；

充电器接头211，安装在采集器壳体外部，用来给电源充电；

信号处理电路板25，设置在采集器壳体内，主要用对采集的信号进行放大滤波处理；

供电模块电路板29，设置在采集器壳体内，主要实现对信号电路的供电；

支撑装置23，设置在信号处理电路板25、供电模块电路板29、采集器壳体之间，支撑装置23上设置有螺纹和螺纹孔，能够将其固定在一起；

电源USB头，设置在控制器4上，主要用来给控制器4供电；电源USB头可以直接插在电脑取电。

信号发送接收模块46，设置在控制器壳体内，主要用来发送控制开关信号和接收传输过来的光信号；

信号转换模块47，设置在控制器壳体内，主要用来将信号发送接收模块46接收过来的光信号转换为can信号；

控制开关41，第一、第二电源指示灯421、422，设置在供电模块电路板上，通过控制器壳体上的孔槽暴露在控制器壳体外，主要用来控制和指示设备正常工作；

试验开始前，传感器连接在传感器接头210上，数据采集器2和控制器4通过光纤连接线连接在一起，控制器4的电源USB头44插在电脑USB接口为控制器4供电，此时第一电源指示灯421点亮，数据输出连接线43通过数据输出线接头45与信号显示装置连接，上述过程完成设备的硬件连接。

试验开始，扳动数据采集器2的电源开关27，第一电源接通指示灯281点亮，表示电源接通，此时拨动控制器4的控制开关41，此时供电模块电路板29工作，控制器4的第二电源指示灯422点亮，数据采集器2的第二电源接通指示灯282点亮，表示信号处理电路板25已经接通电源，可以开始数据采集工作。数据信号依次经过信号处理电路板25、数据发送接收模块24、光纤连接线3、信号发送接收模块46、信号转换模块47、数据输出连接线43传输到电脑或者其他数据处理设备。

实验完毕，依次拨动控制器4的控制开关41，数据采集器2的电源开关27，关闭设备。

本实施例采集装置的信号经过数据采集器2将电信号转换为光信号，再通过光纤连接线3将信号传到电脑或其他设备，过程中控制器4也通过光纤连接线3来传递控制信号，整个过程实现了光电信号的转换，从而隔绝了高压。

整个过程，操作简单，彻底将高压隔离，而且数据信号也不会失真。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

虽然以上结合附图描述了本发明的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种用于隔绝高压的数据采集装置，其特征是，包括数据采集器、控制器和光纤连接线，数据采集器通过光纤连接线与控制器连接；数据采集器包括电源、供电模块电路板、数据发送接收模块和信号处理电路板，信号处理电路板分别与供电模块电路板和数据发送接收模块连接,电源连接供电模块电路板；控制器包括相互连接的信号发送接收模块和信号转换模块；信号处理电路板用于对采集的信号进行放大滤波处理，数据发送接收模块用于接收和发送经信号处理电路板处理的采集信号；信号发送接收模块用于控制信号的发送和接收光信号，信号转换模块用于将信号发送接收模块接收的光信号转换为can信号；光纤连接线用于数据的传输和控制信号的发送。

2.如权利要求1所述的用于隔绝高压的数据采集装置，其特征是，电源、供电模块电路板、信号处理电路板和数据发送接收模块外部设置有采集器壳体，采集器壳体内设置有电源固定装置和支撑装置，电源固定装置将电源固定于支撑装置上部，信号处理电路板设置于支撑装置中部，数据发送接收模块设置于支撑装置下部，供电模块电路板设置于支撑装置底部，信号处理电路板上固定设置有数据输入接口，供电模块电路板上固定设置有数据输出接口；供电模块电路板还连接有采集器工作指示灯、电源开关、第一电源接通指示灯和第二电源接通指示灯，信号处理电路板连接有传感器接头和数据输入接口，电源上连接有充电器接头，供电模块电路板上连接有数据输出接口；采集器壳体上开有第一、第二、第三、第四、第五孔槽，用于将电源开关、采集器工作指示灯、第一电源接通指示灯、第二电源接通指示灯，传感器接头和充电器接头暴露在采集器壳体之外。

3.如权利要求2所述的用于隔绝高压的数据采集装置，其特征是，信号处理电路板包括多个信号调理电路。

4.如权利要求1所述的用于隔绝高压的数据采集装置，其特征是，信号发送接收模块、信号转换模块设置在控制器壳体内部，信号发送接收模块采用光纤模块；控制器壳体上面设置有第一电源指示灯、第二电源指示灯、控制开关，控制器壳体后面还设置有电源USB头、数据输出连接线，数据输出连接线一端与信号转换模块连接，另一端连接有数据输出线接头，电源USB头分别连接信号发送接收模块、信号转换模块、第一电源指示灯、第二电源指示灯和控制开关。

5.如权利要求4所述的用于隔绝高压的数据采集装置，其特征是，数据输入接口为BNC接头或者航空插头，数据输出接口为光纤的接口。

6.如权利要求1所述的用于隔绝高压的数据采集装置，其特征是，光纤连接线包括四根光纤。