CN112838674B - 一种接地线监测终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种接地线监测终端，所述接地线监测终端包括：应用于接地线设备，所述接地线设备包括接地线上端和接地线下端，所述接地线上端包括下部开口的倒U形卡头和绝缘操作杆；所述接地线监测终端包括第一监测终端和第二监测终端，所述第一监测终端设置在所述接地线上端，所述第二监测终端设置在所述接地线下端，所述第一监测终端和所述第二监测终端分别用于监测所述接地线上端和所述接地线下端的夹紧状态；所述第一监测终端包括红外传感器，所述红外传感器设置于所述倒U形卡头的底部。本发明对接地线的夹紧状态进行实时监测，提高接地线在工作状态下的安全性。

Description

一种接地线监测终端

技术领域

本发明涉及接地线技术领域，具体而言，涉及一种接地线监测终端。

背景技术

安全，不能有一丝丝的放松和懈怠。社会进步的表现之一就是肯定了人的生存权利及对这个权利所做的越来越完善的保障。安全生产就是其中一项重要的内容。如今我国的大部分企业和机构都认识到了安全生产的意义，纷纷展开了各种形式的安全教育培训。在所有安全事故中，施工用具的不安全是发生事故的主要原因之一，因此，施工用具的安全性能，从源头上和根本上决定了安全生产管理的成效。然而，纵观安全生产大环境，在对生产工具的选择中稍微不慎就有可能给安全生产埋下隐患。

针对接地线行业，现有接地线多为纯机械结构，设计创新偏向于结构的优化、结构材料的选型等方面。一般变电站检修作业中会使用到接地线，高压接地线是用于线路和变电施工，为防止临近带电体产生静电感应触电或误合闸时保证安全之用。普通接地线在使用中可能会出现接地线上端或接地线下端没有夹紧的情况发生，如果不及时发现并调整，接地线就无法起到保护的作用，造成安全隐患。

发明内容

本发明为了解决现有技术因无法对接地线上端的夹紧状态进行实时检测而造成安全隐患的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种接地线监测终端，应用于接地线设备，所述接地线设备包括接地线上端和接地线下端，所述接地线上端包括下部开口的倒U形卡头和绝缘操作杆；

所述接地线监测终端包括第一监测终端和第二监测终端，所述第一监测终端设置在所述接地线上端，所述第二监测终端设置在所述接地线下端，所述第一监测终端和所述第二监测终端分别用于监测所述接地线上端和所述接地线下端的夹紧状态；所述第一监测终端包括红外传感器，所述红外传感器设置于所述倒U形卡头的底部。

可选地，所述倒U形卡头内对称设置有两个弹性夹片，所述倒U形卡头的底部设置有分别与所述两个弹性夹片联动的两个红外挡片，所述两个弹性夹片呈张开状态时，所述两个红外挡片呈张开状态，所述两个弹性夹片呈闭合状态时，所述两个红外挡片呈闭合状态；所述倒U形卡头的底部还包括设置于所述两个红外挡片之间的红外安装片，所述红外传感器设置于所述红外安装片，所述两个红外挡片呈张开状态时，所述两个红外挡片与所述红外安装片分开，所述红外传感器的漫反射信号处于相对弱的第一状态，所述两个红外挡片呈闭合状态时，所述两个红外挡片与所述红外安装片紧贴，所述红外传感器的漫反射信号处于相对强的第二状态。

可选地，所述第一监测终端还包括第一数据处理模块，所述第一数据处理模块设置于所述绝缘操作杆，用于接收所述红外传感器采集到的信号。

可选地，所述第二监测终端包括压力传感器和第二数据处理模块，所述压力传感器设置于所述接地线下端的夹持部内并且与所述第二数据处理模块通信连接。

可选地，所述第一数据处理模块包括第一控制单元、第一通讯单元以及第一报警单元；所述第一控制单元，用于接收所述红外传感器采集的信号；所述第一通讯单元，用于将采集的所述红外传感器采集的信号传输至后台服务器；所述第一报警单元，根据所述红外传感器采集的信号进行异常报警提醒。

可选地，所述第二数据处理模块包括第二控制单元、第二通讯单元以及第二报警单元；所述第二控制单元，用于接收所述压力传感器采集的信号；所述第二通讯单元，用于将接收的所述压力传感器采集的信号传输至后台服务器；所述第二报警单元，根据采集的所述压力传感器采集的信号进行异常报警提醒。

其中，所述红外传感器与所述第一数据处理模块之间和所述压力传感器与所述第二数据处理模块之间分别连接有用于对电信号进行放大处理的调理电路。

其中，所述第一数据处理模块还包括第一接口单元和第一按键控制单元；所述第一接口单元，用于外接串口设备的输入/输出接口；所述第一按键控制单元，用于控制所述第一数据处理模块的休眠/唤醒状态。

其中，所述第一数据处理模块还包括第一供电单元；

所述第一供电单元，用于向所述第一数据处理模块供电；

所述第二数据处理模块还包括第二供电单元；

所述第二供电单元，用于向所述第二数据处理模块供电。

其中，所述第二数据处理模块还包括第二接口单元和第二按键控制单元；所述第二接口单元，用于外接串口设备的输入/输出接口；所述第二按键控制单元，用于控制所述第二数据处理模块的休眠/唤醒状态。

本发明创造与现有技术相比，至少具有如下优点：

1、本发明利用红外传感器结合第一数据处理模块对接地线上端夹紧状态进行监测，并通过第一通讯单元将异常状态上传至后台服务器，实现了对接地线上端夹紧状态的实时监测；

2、本发明利用压力传感器结合第二数据处理模块对接地线下端夹紧状态进行监测，并通过第二通讯单元将异常状态上传至后台服务器，实现了对接地线下端夹紧状态的实时监测；

3、红外传感器与第一数据处理模块之间以及压力传感器与第二数据处理模块之间分别设置有调理电路，该电路可以有效抑制掉传感器电信号中共模电压的成分，对信号电平进行平滑处理，为数据处理模块在处理数据信号时提供了方便。

附图说明

图1为本发明接地线监测终端的第一监测终端和接地线上端的结构示意图；

图2为本发明接地线监测终端的第一监测终端的结构框图；

图3为本发明接地线监测终端的第二监测终端的结构框图；

图4为本发明接地线监测终端的第一监测终端包含调理电路的结构框图；

图5为本发明接地线监测终端的第二监测终端包含调理电路的结构框图；

图6为本发明接地线监测终端的休眠机制的流程示意图；

图7为本发明接地线监测终端的红外传感器设置于倒U形卡头底部的结构示意图一；

图8为本发明接地线监测终端的红外传感器设置于倒U形卡头底部的结构示意图二；

图9为本发明接地线监测终端的第二监测终端和接地线下端的结构示意图。

附图标记说明：

1-红外传感器；2-第一数据处理模块；3-第二数据处理模块；4-压力传感器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明提出一种接地线监测终端。图1为本发明接地线监测终端一实施例示意图。

如图1和图9，接地线设备包括接地线上端和接地线下端，接地线上端包括下部开口的倒U形卡头和绝缘操作杆；接地线监测终端包括第一监测终端和第二监测终端，第一监测终端设置在所述接地线上端，第二监测终端设置在接地线下端，第一监测终端和第二监测终端分别用于监测接地线上端和接地线下端的夹紧状态；

第一监测终端包括红外传感器1，红外传感器1设置于倒U形卡头的底部。

可选地，第二监测终端由压力传感器4和第二数据处理模块3组成，压力传感器4设置于接地线下端的夹持部内并且与第二数据处理模块3通信连接。

本发明主要结合了传感技术、物联网技术开发了一种可以独立应用于接地线的智能监测终端，无需对接地线的结构本身进行改造，该数据监测终端可在任一结构合适的接地线上安装使用，使得普通接地线也具备智能监测的功能。优选地，接地线分为接地线上端和接地线下端两部分，接地线的使用方法为：手持操作杆的操作人员举起操作杆将接地线上端的U形卡头靠近所要接地的导线，并使导线从卡头开口处进入，导线穿过两个弹性夹片之间的缝隙后下拉，勾住导线，再将接地线下端通过夹持部与地相连即可达到接地的目的，防止临近带电体产生静电感应触电或误合闸时保证安全之用。但是在这个过程中，如果出现接地线上端没有夹紧导线或是接地线下端没有夹紧接地，都有可能会造成安全隐患，为了避免这样的情况出现，本发明通过在接地线上端和接地线下端分别设置第一监测终端和第二监测终端，以达到实时监测接地线的夹紧状态。

倒U形卡头内对称设置有两个弹性夹片，倒U形卡头的底部设置有分别与两个弹性夹片联动的两个红外挡片，两个弹性夹片呈张开状态时，两个红外挡片随之呈张开状态，两个弹性夹片呈闭合状态时，两个红外挡片随之呈闭合状态；倒U形卡头的底部还包括设置于两个红外挡片之间的红外安装片，红外传感器1设置于红外安装片，两个红外挡片呈张开状态时，两个红外挡片与红外安装片分开，红外传感器1的漫反射信号处于相对弱的第一状态，两个红外挡片呈闭合状态时，两个红外挡片与红外安装片紧贴，红外传感器1的漫反射信号处于相对强的第二状态；处于第一状态时，第一数据处理模块2没有信号接收，表示接地线上端处于夹紧状态；处于第二状态时，第一数据处理模块2接收到信号并报警提醒，表示接地线上端处于未夹紧状态。

参阅图1、图7和图8所示的接地线上端。第一监测终端包括红外传感器1和第一数据处理模块2，本发明中将红外传感器1设置在接地线上端的倒U形卡头底部，可选地，如图7和图8，红外安装片垂直于倒U形卡头的U形平面，红外安装片上设置安装孔，用于安装红外传感器1，该红外传感器1为收发一体式传感器，包含红外发射管和红外接收管。当导线从卡头开口处进入并穿过两个弹性夹片之间的缝隙后，操作人员手握绝缘操作杆下拉，导线被夹紧在两个弹性夹片之间，此时完成安装。弹性夹片闭合状态下，与两个弹性夹片联动的两个红外挡片分别与红外安装片接触，通过漫反射，红外传感器1的红外接收管可以收到采集信号，通过第一数据处理模块2对信号进行接收，此时表示接地线上端处于夹紧状态；弹性夹片张开状态下，与两个弹性夹片的联动两个红外挡片分别远离红外安装片，由于漫反射信号太弱，红外传感器1的红外接收管不能采集红外信号，第一数据处理模块2对信号进行接收，此时表示接地线上端处于未夹紧的状态。通过上述工作原理可以实现对接地线上端是否夹紧导线的情况进行监测。

第一监测终端还包括第一数据处理模块2，第一数据处理模块2设置于所述绝缘操作杆，用于采集红外传感器1接收到的信号；第一监测终端还包括第一数据处理模块2，第一数据处理模块2设置于所述绝缘操作杆，用于接收红外传感器1采集到的信号。第一数据处理模块2可与红外传感器1电连接，如通过导线连接，也可通信连接，如通过wifi或蓝牙通信技术通信连接。

第二监测终端包括压力传感器4和第二数据处理模块3，压力传感器4置于夹持部内，第二数据处理模块3基于压力传感器4传递的压力信号，判断接地线下端有无夹紧。

参阅图2，第一数据处理模块2包括第一控制单元、第一通讯单元以及第一报警单元；第一控制单元，用于接收所述红外传感器1当前状态的数据信号；第一通讯单元，用于将采集的红外传感器1当前状态的数据信号传输至后台服务器；第一报警单元，根据接收的红外传感器1当前状态的数据信号进行异常报警提醒；第一数据处理模块2还包括第一供电单元、第一接口单元和第一按键控制单元；第一供电单元，用于向第一数据处理模块2供电；第一接口单元，用于外接串口设备的输入/输出接口；第一按键控制单元，用于控制所述第一数据处理模块2的休眠/唤醒状态。

第一数据处理模块2在休眠状态下的休眠电流小于12uA。

接地线上端处于未夹紧状态时，第一数据处理模块2通过内部的第一控制单元来采集来自红外传感器1的电信号，经过第一控制单元的处理再通过第一通讯单元将采集的当前状态数据信号传输至后台服务器，实现与后台服务器的交互通讯，同时，通过内部的第一报警单元基于当前采集的数据信号进行异常报警提醒；以此来对接地线上端是否处于夹紧的状态进行实时监测。优选地，第一通讯单元采用蓝牙和WIFI；第一报警单元采用指示灯和蜂鸣器；第一供电单元采用集成式锂电池充放电控制器，实现锂电池的充放电管理与第一数据处理模块2的供电；第一接口单元连接至PC机结合上位机软件对第一监测终端进行出厂配置，该第一接口单元也可以用于充电，可通过PC机的USB接口取电，也可以用具有USB接口的电源适配器(5V/min.1A)；第一按键控制单元则是用于控制第一数据处理模块2的休眠/唤醒状态。

参阅图3，第二数据处理模块3包括第二控制单元、第二通讯单元以及第二报警单元；第二控制单元，用于采集压力传感器4当前状态的数据信号；第二通讯单元，用于将采集的压力传感器4当前状态的数据信号传输至后台服务器；第二报警单元，根据接收的压力传感器4当前状态的数据信号进行异常报警提醒；第二数据处理模块3还包括第二供电单元、第二接口单元和第二按键控制单元；第二供电单元，用于向第二数据处理模块3供电；第二接口单元，用于外接串口设备的输入/输出接口；第二按键控制单元，用于控制第二数据处理模块3的休眠/唤醒状态。

第二数据处理模块3在休眠状态下的休眠电流小于12uA。

接地线下端处于未夹紧状态时，第二数据处理模块3通过内部的第二控制单元来采集来自压力传感器的电信号，经过第二控制单元的处理再通过第二通讯单元将采集的当前状态数据信号传输至后台服务器，实现与后台服务器的交互通讯，同时，通过内部的第二报警单元基于当前采集的数据信号进行异常报警提醒；以此来对接地线下端是否处于夹紧的状态进行实时监测。优选地，第二通讯单元采用蓝牙和WIFI；第二报警单元采用指示灯和蜂鸣器；第二供电单元采用集成式锂电池充放电控制器，实现锂电池的充放电管理与第二数据处理模块3的供电；第二接口单元连接至PC机结合上位机软件对第二监测终端进行出厂配置，该第二接口单元也可以用于充电，可通过PC机的USB接口取电，也可以用具有USB接口的电源适配(5V/min.1A)；第二按键控制单元则是用于控制第二数据处理模块3的休眠/唤醒状态。

参阅图4和图5，红外传感器1与第一数据处理模块2之间和压力传感器4与第二数据处理模块3之间分别连接有用于对电信号进行放大处理的调理电路。

压力传感器4和红外传感器1经过调理电路将电信号传输至第二数据处理模块3和第一数据处理模块2，该电路可以有效抑制掉传感器电信号中共模电压的成分，对信号电平进行平滑处理，为数据处理模块在处理数据信号时提供了方便。通过第一监测终端和第二监测终端可得到接地线上端和接地线下端是否夹紧的情况，实时对异常状态进行报警提醒并将当前数据信号传输至后台服务器，以供工作人员及时发现、及时处理安全隐患。

参阅图6，通过第一按键控制单元/第二按键控制单元唤醒第一监测终端/第二监测终端；参数初始化后判断终端是否处于电量低的状态，若是，则通过第一报警单元/第二报警单元进行报警提醒并且使第一监测终端/第二监测终端进入休眠状态，若否，则通过第一接口单元/第二接口单元与PC机并结合上位机软件进行串口配置，判断是否连接，若是，则对第一监测终端/第二监测终端进行参数配置，若否，则继续判断第一通讯单元/第二通讯单元是否连接，若没有连接，则判断未连接是否达到3分钟，若达到，则发出睡眠命令(发送睡眠状态帧)使第一监测终端/第二监测终端进入休眠状态，若没有达到，则返回串口配置判断是否连接，若第一通讯单元/第二通讯单元已经连接，则通过第一控制单元/第二控制单元接收数据帧解析(采集数据信号处理并将该数据信号传输至后台服务器)同时发出解锁命令，再继续判断未锁定状态是否达到3分钟，若是，则发出睡眠命令(发送睡眠状态帧)使第一监测终端/第二监测终端进入休眠状态，若没有锁定，则第一数据处理模块2/第二数据处理模块3内部进行周期性蓝牙扫描、周期性读取电量、周期性夹紧监测以及周期性上报数据，返回判断终端是否处于电量低状态，进而继续循环。通过上述休眠机制，使得接地线终端可以更加节能。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种接地线监测终端，其特征在于，应用于接地线设备，所述接地线设备包括接地线上端和接地线下端，所述接地线上端包括下部开口的倒U形卡头和绝缘操作杆；

所述接地线监测终端包括第一监测终端和第二监测终端，所述第一监测终端设置在所述接地线上端，所述第二监测终端设置在所述接地线下端，所述第一监测终端和所述第二监测终端分别用于监测所述接地线上端和所述接地线下端的夹紧状态；

所述第一监测终端包括红外传感器(1)，所述红外传感器(1)设置于所述倒U形卡头的底部；其中，所述倒U形卡头内对称设置有两个弹性夹片，所述倒U形卡头的底部设置有分别与所述两个弹性夹片联动的两个红外挡片，所述两个弹性夹片呈张开状态时，所述两个红外挡片呈张开状态，所述两个弹性夹片呈闭合状态时，所述两个红外挡片呈闭合状态；所述倒U形卡头的底部还包括设置于所述两个红外挡片之间的红外安装片，所述红外传感器(1)设置于所述红外安装片，所述两个红外挡片呈张开状态时，所述两个红外挡片与所述红外安装片分开，所述红外传感器(1)的漫反射信号处于相对弱的第一状态，所述两个红外挡片呈闭合状态时，所述两个红外挡片与所述红外安装片紧贴，所述红外传感器(1)的漫反射信号处于相对强的第二状态；

所述第一监测终端还包括第一数据处理模块(2)，所述第一数据处理模块(2)设置于所述绝缘操作杆，用于接收所述红外传感器(1)采集到的信号；

所述第二监测终端包括压力传感器(4)和第二数据处理模块(3)，所述压力传感器(4)设置于所述接地线下端的夹持部内并且与所述第二数据处理模块(3)通信连接。

2.如权利要求1所述的接地线监测终端，其特征在于，所述第一数据处理模块(2)包括第一控制单元、第一通讯单元以及第一报警单元；

所述第一控制单元，用于接收所述红外传感器(1)采集的信号；

所述第一通讯单元，用于将接收的所述红外传感器(1)采集的信号传输至后台服务器；

所述第一报警单元，根据所述红外传感器(1)采集的信号进行异常报警提醒。

3.如权利要求1所述的接地线监测终端，其特征在于，所述第二数据处理模块(3)包括第二控制单元、第二通讯单元以及第二报警单元；

所述第二控制单元，用于接收所述压力传感器(4)采集的信号；

所述第二通讯单元，用于将接收的所述压力传感器(4)采集的信号传输至后台服务器；

所述第二报警单元，根据所述压力传感器(4)采集的信号进行异常报警提醒。

4.如权利要求1所述的接地线监测终端，其特征在于，所述红外传感器(1)与所述第一数据处理模块(2)之间、所述压力传感器(4)与所述第二数据处理模块(3)之间分别连接有用于对电信号进行放大处理的调理电路。

5.如权利要求1所述的接地线监测终端，其特征在于，所述第一数据处理模块(2)还包括第一接口单元和第一按键控制单元；

所述第一接口单元，用于外接串口设备的输入/输出接口；

所述第一按键控制单元，用于控制所述第一数据处理模块(2)的休眠/唤醒状态。

6.如权利要求3所述的接地线监测终端，其特征在于，所述第一数据处理模块(2)还包括第一供电单元，用于向所述第一数据处理模块(2)供电；

所述第二数据处理模块(3)还包括第二供电单元，用于向所述第二数据处理模块(3)供电。

7.如权利要求3所述的接地线监测终端，其特征在于，所述第二数据处理模块(3)还包括第二接口单元和第二按键控制单元；

所述第二接口单元，用于外接串口设备的输入/输出接口；

所述第二按键控制单元，用于控制所述第二数据处理模块(3)的休眠/唤醒状态。

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