CN111830433B - 高精度线缆监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高精度线缆监测仪，用以监测线缆的工作状态，所述高精度线缆监测仪的特征在于，包括：传感器模块，具有一收容槽，所述传感器模块封装有至少一磁传感器；限位件，通过固定手段固定于所述收容槽，所述限位件具有至少一开孔用以收容所述线缆，当所述线缆收容于所述开孔时，所述线缆贴合于所述开孔的内壁，使得所述线缆与所述传感器模块保持相对固定。

Description

高精度线缆监测仪

技术领域

本发明涉及一种高精度线缆监测仪，尤指一种非接触式高精度线缆监测仪。

背景技术：

电气设备通电异常时，往往会产生风险，需要对电气设备的通电状况进行监测。在没有外部适配器的情况下，电流在输入电气设备前为交流电，为了不拆开电气设备又不破坏输电线的情况下，可以采用非接触式的方法对输电线中的交流电进行监测。现有的一种非接触电流传感器，通过锁扣将电流传感器固定在电线上，由于电线形状和尺寸各异，电流传感器与电线之间会有间隙，导致受外界轻微的扰动时，电流传感器的测量数据就会产生偏差，特别是高精度检测环境(如检测通电交流线缆产生的微小磁场、微小电流产生的磁场或其它对检测精度要求高的环境)，电流传感器与电线之间相对位置的微小改变，会对检测结果产生很大的影响。

本发明针对以上问题，提供一种新的非接触式高精度线缆监测仪，采用新的方法和技术手段以解决这些问题。

发明内容

针对背景技术所面临的问题，本发明创作的目的在于提供一种通过限位件定位线缆的高精度线缆监测仪。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

本发明提供一种高精度线缆监测仪，用以监测线缆的工作状态，所述高精度线缆监测仪的特征在于，包括：传感器模块，具有一收容槽，所述传感器模块封装有至少一磁传感器；限位件，通过固定手段固定于所述收容槽，所述限位件具有至少一开孔用以收容所述线缆，当所述线缆收容于所述开孔时，所述线缆贴合于所述开孔的内壁，使得所述线缆与所述传感器模块保持相对固定。

可选地，所述限位件设有多个所述开孔，多个所述开孔具有不同的形状或尺寸。

可选地，所述传感器模块具有多个所述磁传感器，多个所述磁传感器环绕所述收容槽设置，多个所述开孔的开口一一对应朝向多个所述磁传感器设置。

可选地，所述限位件为柔性材料制成，当所述线缆收容于其中一个所述开孔且挤压该开孔时，另一所述开孔提供让位空间。

可选地，所述限位件的至少所述开孔部位为柔性材料制成，使得当所述线缆的线径大于所述开孔的孔径时，所述开孔受所述线缆的挤压而扩张。

可选地，所述开孔临近所述磁传感器设置。

可选地，包括外壳，用以收容所述传感器模块，所述传感器模块呈U形，所述限位件同时抵接于所述收容槽的底壁和两侧壁，且两个所述传感器模块分别收容于所述外壳的两端，两个所述收容槽的开口呈正交设置。

可选地，固定手段包括胶布固定或点胶固定或限位结构固定。

可选地，所述开孔大致呈半圆形或圆形，用以收容圆形线缆，所述开孔的内侧凹设扁平状的一凹槽，用以收容扁平线缆。

本发明提供一种高精度线缆监测仪，用以安装于线缆上监测所述线缆的工作状态，所述高精度线缆监测仪的特征在于，包括：传感器模块，具有一收容槽，所述传感器模块封装有至少一磁传感器；限位件，收容于所述收容槽且形状和尺寸与所述收容槽大致相同，所述限位件具有一开孔用以收容所述线缆，当所述线缆收容于所述开孔时，所述线缆贴合于所述开孔的内壁，使得所述线缆与所述传感器模块保持相对固定。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

所述限位件通过固定手段固定在所述传感器模块的所述收容槽中，且当所述线缆收容于所述开孔时，所述线缆贴合于所述开孔的内壁，使得所述线缆与所述传感器模块保持相对固定，解决所述线缆与所述间隙大、在所述收容槽中容易晃动的问题，使所述线缆稳固贴合于所述传感器模块，提高检测精度。

附图说明

图1为本发明高精度线缆监测仪的立体图；

图2为图1的部分分解示意图；

图3为图1的高精度线缆监测仪安装于交流线上与终端设备和后台设备之间交互的示意图；

图4为图3中高精度线缆监测仪安装于交流线上的主视图；

图5为图4中沿A-A方向的剖视放大图，主要示出了卡夹夹持交流线；

图6为图4中沿B-B方向的剖视放大图，主要示出了一种尺寸的限位件限位较粗的交流线；

图7为图6中拿掉线缆后的示意图；

图8为图3中的部分元件的示意图，示出了一种尺寸的卡夹夹持较粗的交流线；

图9示出了另一种尺寸的卡夹夹持较细的交流线；

图10为本发明护线套的立体放大图；

图11为图10的侧视图；

图12为一种实施例高精度线缆监测仪的剖视图，示出了与前述实施例不同的限位件；

图13为图12中的高精度线缆监测仪安装于扁平线缆的示意图；

图14为另一种实施例高精度线缆监测仪的剖视图；

图15为又一种实施例高精度线缆监测仪的剖视图。

具体实施方式的附图标号说明：

具体实施方式

为便于更好的理解本发明的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

本发明高精度线缆监测仪100用以安装于线缆200上监测所述线缆200的工作状态，所述线缆200可为直流电缆或交流电缆，由于交流电缆各条线路中的电流叠加起来为0，导致交流电缆产生的磁场很微小，不易检测，这里以单相双线交流电缆为例，对本发明高精度线缆监测仪100监测单相双线交流电缆的情形做详细描述。

如图1和图2所示，所述高精度线缆监测仪100主要包括一个长方体型的外壳1，所述外壳1为两件式上下组装的第一壳体11和第二壳体12，扣合在所述线缆200上，并通过锁固件14可拆卸式固定于待监测的所述线缆200上的合适位置，所述锁固件14可以是锁扣或螺丝等。由于所述高精度线缆监测仪100固定安装于所述线缆200之后，通常数年都不需要再拆卸，本实施例中所述锁固件14选用螺丝，成本低且固定更加牢靠。其它实施例中(未图示，下同)，所述高精度线缆监测仪100在安装于所述线缆200之后，可进一步将与周围的其它物品固定，如通过扎带将所述高精度线缆监测仪100绑到旁边的框架或电线上、或通过螺丝将其锁固到安装面、或通过胶布将其粘贴固定到旁边的物品表面，防止晃动，提高检测精度。

请继续参考图1和图2所示，所述第一壳体11的顶面设有一个显示屏15，所述显示屏15为墨水屏或字段屏等低功耗显示屏15，由于所述高精度线缆监测仪100为电池6供电，低功耗显示屏15可大幅延长所述高精度线缆监测仪100的续航时间。所述低功耗显示屏15用以显示所述高精度线缆监测仪100的工作状态，增强了所述高精度线缆监测仪100的交互性，便于用户查看，同时用户通过终端设备300对所述高精度线缆监测仪100进行设置时，也可通过所述低功耗显示屏15实时显示设置信息。或者，所述低功耗显示屏15可显示包括所述高精度线缆监测仪100信息的条码，用户可通过所述终端设备300扫描所述条码，以获得所述高精度线缆监测仪100的SN码等信息，或者通过扫码与所述高精度线缆监测仪100进行配对。

请参考图2、图3和图10所示，所述贯通孔13的两端各设有一护线套16，用以对所述线缆200限位，所述护线套16具有供线缆穿设的筒部17和由所述筒部17朝所述筒部17的轴心线倾斜延伸而相互靠近的多个花瓣部18，多个所述花瓣部18与所述筒部17的轴心线的夹角相同，该夹角优选为介于15°至75°之间，使得所述线缆200穿设于所述护线套16时，所述花瓣部18可以顺着所述线缆200张开，以收容所述线缆200，这样的设计使得所述花瓣部18可以产生较大的形变量，从而所述护线套16既能适配较细的所述线缆200，又能适配较粗的所述线缆200，而不会因为所述线缆200太粗而直接顶抵在所述线缆200上，多个所述花瓣部18大致等间距分布于所述筒部17，所述筒部17设有沿纵向贯通所述筒部17的狭缝，便于所述线缆200由所述狭缝进入所述护线套16，所述狭缝的宽度与多个所述花瓣部18之间的间距大致相等。所述护线套16优选为塑胶或橡胶等材质，使得所述护线套16既可以对所述线缆200起到一定的定位支撑作用，又不至于划伤所述线缆200。在其它实施例中(未图示，下同)，也可以选择普通的护线套，其花瓣部均在一个平面内，又或者可以不使用护线套，而仅在线缆上缠绕一圈胶布，或者护线套可以一体注塑成型于外壳上。

请参考图2和图6所示，多个所述磁传感器21分为两组，每组包括两个或以上的所述磁传感器21，每组所述磁传感器21封装成了一个U形传感器模块2，所述传感器模块2通过接口(未标号，下同)输入或输出信息。所述传感器模块2内部形成一个收容槽22，所述收容槽22的底部呈半圆形而上部呈长方形，每个所述传感器模块2的多个所述磁传感器21环绕所述收容槽22设置，两个所述传感器模块2中的多个所述磁传感器21的排布相同，使得两个所述传感器模块2可由相同的模具制作而成，降低开模成本，同时，也便于所述线缆200由所述收容槽22的开口进入而装设于所述传感器模块2中。两个所述传感器模块2收容于所述外壳1中且分别位于所述外壳1的两端，两个所述传感器模块2的所述收容槽22的开口呈正交设置，使得两个所述传感器模块2中的多个所述磁传感器21从多个不同方向检测所述线缆200的磁场，以获得合适的采样点，提高采样精度。所述磁传感器21优选为隧道磁阻传感器，其灵敏度高于霍尔元件等目前市面上的其它磁场传感器，即使是多芯电缆中大小相同方向相反的交流电叠加产生的微小磁场也可以被精确检测到，故而可以根据所述线缆200的磁场变化来检测出其传输状态的变化。当然，其它实施例中(未图示，下同)，也可仅设置一个所述传感器模块2，所述传感器模块2中也可仅设置一个所述磁传感器21，而手动多次调整选择合适的采样点，虽操作困难，但可降低成本。

在如图6和图7所示的实施例中，每个所述传感器模块2中封装了两个所述磁传感器21，当所述收容槽22的开口呈水平方向时，两个所述磁传感器21正好位于所述收容槽22的上下两边。

如图2、图6和图7所示，一个限位件3装设于所述传感器模块2的收容槽22中，所述限位件3与所述传感器模块2共同用以对所述线缆200限位，使得所述线缆200与所述传感器模块2贴合更加紧密，防止所述线缆200在所述收容槽22里晃动，进而提高检测精度。所述限位件3的左右两侧各设有一个开孔31，两个所述开孔31的尺寸不同且均大致呈半圆形，以收容圆形的所述线缆200，不同的所述开孔31可以适配不同线径的所述线缆，不同线径的所述线缆200均能贴合于所述开孔31的内壁，使得所述线缆200与所述传感器模块2保持相对固定，进而所述高精度线缆监测仪100可以适用于监测不同线径的所述线缆200。两个所述开孔31的开口一一对应地朝向两个所述磁传感器21设置，使得所述线缆200收容于所述开孔31时，紧贴所述传感器模块2并尽量靠近所述磁传感器21，由于所述线缆200产生的磁场在离所述线缆200越近的地方最大值越大，这样的设计可以提高检测精度。当然，其它实施例中(未图示，下同)，所述开孔31也可为圆形、方形或其它形状，以收容其它形状的所述线缆200。

所述限位件3为柔性材料制成，优选为泡棉或橡胶，本实施例中选择的是泡棉，使得所述限位件3既可以提供良好的支撑限位作用，同时在受到一定的外力挤压时容易产生形变。或者所述限位件3的至少所述开孔31部位为柔性材料制成，使得所述开孔31在受到挤压时容易产生形变，以收容线径比所述开孔31大的所述线缆200。由于所述限位件3上设置了两个所述开孔31，当其中一个所述开孔31收容线缆200并受所述线缆200挤压而扩张时，另一所述开孔31正好提供让位空间。其它实施例中(未图示，下同)，所述限位件可以是塑胶线夹，通过塑胶线夹自身的弹性来夹紧线缆。由于所述限位件3为的所述开孔31可以扩张而适配多种尺寸的所述线缆200，其它实施例中(未图示，下同)，可仅设置一个所述开孔31。

当所述线缆200收容于所述限位件3的开孔31之后，所述限位件3进一步通过固定手段固定于所述收容槽22，固定手段可包括用胶布将所述限位件3粘贴在所述收容槽22中，或者直接通过点胶将所述限位件3粘贴在所述收容槽22中，或者直接通过所述外壳1的扣合，将所述限位件3固定在所述收容槽22中，这样即使所述线缆200受到外部扰动，其收容在所述开孔31中的部分相对于所述磁传感器21也是固定不动的，降低外界干扰对检测精度的影响。本实施例中选择将所述限位件3通过胶布粘贴在所述收容槽22中，并通过所述外壳1的扣合对所述限位件3进一步限定，操作简单，成本低。其它实施例中(未图示，下同)，可通过限位结构将所述限位件3固定在所述收容槽22中，限位结构可为收容槽22与所述限位件3上相配合的卡点结构，或者是外壳1上凸伸的凸包结构等。

本实施例中，所述限位件3的形状和尺寸与所述收容槽22大致相同，使得所述限位件3紧贴所述收容槽22的内壁，不易晃动，而进一步通过固定手段将所述限位件3固定在所述收容槽22之后，所述限位件3不易脱离所述收容槽22。其它实施例中(未图示，下同)，所述限位件3的形状和尺寸可与所述收容槽22不同，如所述限位件3仅仅填充于所述收容槽22的下部，使得所述传感器模块2从下方和左右两边对所述限位件3进行限制，而再通过固定手段对所述限位件3进行固定，防止所述限位件从其它方向脱离所述收容槽22；或者所述限位件3的一部分填充于所述收容槽22而另一部分延伸出所述收容槽22。

如图5、图8和图9所示，一个卡夹4可更换安装于所述外壳1内部，大致处于所述外壳1的正中央位置，用以固定所述线缆，所述卡夹4具有多种尺寸可更换以适配多种线径的所述线缆。所述卡夹4包括用螺丝锁固在所述外壳1上的一个底座41和一个上扣42，所述底座41和所述上扣42共同围设陈供所述线缆穿设的圆孔，所述圆孔与所述贯通孔13位于同一轴心线上，便于对所述线缆200定位。

通过上述设计，在两端通过两个所述护线套16对所述线缆200粗定位，再通过所述传感器模块2与所述限位件3的配合对所述线缆200精确定位，并且通过位于所述外壳1中间的所述卡夹4将所述线缆200与所述高精度线缆监测仪100稳稳锁固在一起，防止所述线缆200与所述高精度线缆监测仪100产生相对的转动、滑动或扭转等相对位置的改变，导致对所述线缆200的磁场检测不准，产生错误的监测信息。

图3中示出了所述高精度线缆监测仪100与所述终端设备300和所述后台设备400三者之间两两交互的关系，图中为了突出显示所述高精度线缆监测仪100，适当调整了三者的图示大小，并不代表三者之间实际的比例关系。所述终端设备300可为PDA、平板电脑或手机等，本实施例中为PDA。所述高精度线缆监测仪100通过所述无线模块5与后台设备400或终端设备300交互，以将所述高精度线缆监测仪100的工作状态上报，具体可设置所述传感器模块2每天的采样次数，且在每天最后一次采样结束后，通过所述无线模块5将数据进行上报，这样可以降低功耗，延长所述高精度线缆监测仪100的续航时间。对特殊的情况，如所述传感器模块2采集到所述线缆200的磁场异常变化时，则所述无线模块5实时将异常数据进行上报并发出警报信息。

本实施例中，通过所述护线套16、所述限位件3和所述卡夹4共同固定所述线缆200，其目的就是为了保持所述高精度线缆监测仪100于所述线缆200的相对固定，提高检测精度，而最为关键的是要保持所述磁传感器21与所述线缆200的相对固定，故而在其它实施例中，所述护线套16和所述卡夹4可以不是必须的，而仅设置所述限位件3。

如图12和图13所示的一种实施例中，所述限位件3的所述开孔31的内侧凹设形成扁平状的一个凹槽32，用以收容扁平线缆，使得所述开孔31收容圆形线缆而所述凹槽32收容扁平线缆，同一个所述限位件3适配更多形状或尺寸的不同线缆。且扁平线缆横向插设于所述凹槽32时，其不同的线芯(未标号，下同)与所述磁传感器21之间的距离差值最大，在所述磁传感器21处产生的叠加磁场也最大，便于所述磁传感器21检测。

如图14所示的另一种实施例中，所述传感器模块2的所述收容槽22大致呈半圆形，三个所述磁传感器21环绕所述收容槽22设置，所述限位件3上设有三个所述开孔31分别朝向三个所述磁传感器21设置。如图15所示的又一种实施例中，每个所述传感器模块2中设置四个所述磁传感器21，环绕所述收容槽22一圈，图中左侧的所述磁传感器21与其它三个所述磁传感器21通过枢轴33连接，使得所述传感器模块2的左侧可打开，便于所述限位件3安装进入所述收容槽22，所述限位件3上对应设有四个所述开孔31。

本发明的高精度线缆监测仪具有以下有益效果：

所述限位件3通过固定手段固定在所述传感器模块2的所述收容槽22中，且当所述线缆200收容于所述开孔31时，所述线缆200贴合于所述开孔31的内壁，使得所述线缆200与所述传感器模块2保持相对固定，解决所述线缆200与所述间隙大、在所述收容槽22中容易晃动的问题，使所述线缆200稳固贴合于所述传感器模块2，提高检测精度。

以上详细说明仅为本发明之较佳实施例的说明，非因此局限本发明之专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为之等效技术变化，均包含于本创作之专利范围内。

Claims (8)

1.一种高精度线缆监测仪，用以监测线缆的工作状态，所述高精度线缆监测仪的特征在于，包括：

传感器模块，具有一收容槽，所述传感器模块封装有至少一磁传感器；

限位件，通过固定手段固定于所述收容槽，所述限位件具有至少一开孔用以收容所述线缆，当所述线缆收容于所述开孔时，所述线缆贴合于所述开孔的内壁，使得所述线缆与所述传感器模块保持相对固定；

其中，所述限位件设有多个所述开孔，多个所述开孔具有不同的形状或尺寸，

且其中，所述传感器模块具有多个所述磁传感器，多个所述磁传感器环绕所述收容槽设置，多个所述开孔的开口一一对应朝向多个所述磁传感器设置。

2.如权利要求1所述的高精度线缆监测仪，其特征在于：所述限位件为柔性材料制成，当所述线缆收容于其中一个所述开孔且挤压该开孔时，另一所述开孔提供让位空间。

3.如权利要求1所述的高精度线缆监测仪，其特征在于：所述限位件的至少所述开孔部位为柔性材料制成，使得当所述线缆的线径大于所述开孔的孔径时，所述开孔受所述线缆的挤压而扩张。

4.如权利要求1所述的高精度线缆监测仪，其特征在于：所述开孔临近所述磁传感器设置。

5.如权利要求1所述的高精度线缆监测仪，其特征在于：包括外壳，用以收容所述传感器模块，所述传感器模块呈U形，所述限位件同时抵接于所述收容槽的底壁和两侧壁，且两个所述传感器模块分别收容于所述外壳的两端，两个所述收容槽的开口呈正交设置。

6.如权利要求1所述的高精度线缆监测仪，其特征在于：固定手段包括胶布固定或点胶固定或限位结构固定。

7.如权利要求1所述的高精度线缆监测仪，其特征在于：所述开孔呈半圆形或圆形，用以收容圆形线缆，所述开孔的内侧凹设扁平状的一凹槽，用以收容扁平线缆。

8.一种高精度线缆监测仪，用以安装于线缆上监测所述线缆的工作状态，所述高精度线缆监测仪的特征在于，包括：

传感器模块，具有一收容槽，所述传感器模块封装有至少一磁传感器；

限位件，收容于所述收容槽且形状和尺寸与所述收容槽相同，所述限位件具有开孔用以收容所述线缆，当所述线缆收容于所述开孔时，所述线缆贴合于所述开孔的内壁，使得所述线缆与所述传感器模块保持相对固定；

其中，所述限位件设有多个所述开孔，多个所述开孔具有不同的形状或尺寸；

且其中，所述传感器模块具有多个所述磁传感器，多个所述磁传感器环绕所述收容槽设置，多个所述开孔的开口一一对应朝向多个所述磁传感器设置。

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