CN114062787A - 电回路线路品质侦测装置 - Google Patents

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Abstract

一种电回路线路品质侦测装置，包含两个电连接件、一负载电阻、一开关元件、一显示模块与一控制模块，其中，两个电连接件插入一插座且连接两条电力线；负载电阻一端连接电连接件，另一端连接开关元件的一第一端；开关元件的一第二端连接另一电连接件；控制模块在于一侦测模式中，控制开关元件截止，并侦测一电压波形中的峰值电压且记录为一最大开路电压，而后控制开关元件导通，并侦测电压波形中的峰值电压且记录为一负载电压及计算一负载电流；依据最大开路电压、负载电压及负载电流计算一线路电阻值，并通过显示模块显示对应的一讯息。

Description

电回路线路品质侦测装置
技术领域
本发明与电力线路的老化侦测有关；特别是指一种电回路线路品质侦测装置。
背景技术
一般的电力的配线是将两条电力线的一端连接至一交流电源，所述两条电力线的另一端连接至插座，所述交流电源的电力经由所述两条电力线传导至插座。使用者将用电设备的插头插入插座中，所述交流电源的电力即可供给用电设备，让用电设备运作。
虽然电力线可传导电力，但由于电力线并非是理想的导体，仍有线路电阻存在，因此，所述交流电源的电流流经电力线时，电力线因线路电阻之故，将会有热能产生。电力线的电阻越高或是流经电力线的电流愈高，则电流通过而产生的热能将会愈多。因此，电力线使用一定年限后，经过反复地升温、降温，如此，将造成电力线老化，使得线路电阻增加，线路电阻增加后，则热能产生更多，更加速电力线老化。
然而，一般使用者并无法得知电力线的老化状态，只能依电力线的配置的时间及平时用电的情形判断是否要更换电力线。如此一来，若电力线在更换之前已老化至不堪使用，电力线产生的高温可能引燃周边物品而有造成火灾的疑虑。
良好的电力线电阻多在1欧姆以下，即便是老化而不堪使用的电力线的电阻抗也仅有数欧姆而已，一般电表并无法进行准确地量测，而市面上所贩卖用以测量低阻值的阻抗分析仪，不仅价格昂贵，其体积庞大且不便携带的因素亦不易于应用在居家室内电力线的阻抗检测。因此，如何能够有效且方便地进行居家的电力回路的线路品质检测，实为急待解决的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电回路线路品质侦测装置，可侦测电力线路的品质，且使用方便亦便于携带。
缘以达成上述目的，本发明提供的一种电回路线路品质侦测装置，用以连接一插座，且所述插座连接两条电力线，且由所述两条电力线连接一交流电源，所述电线品质侦测装置包含：两个电连接件、一负载电阻、一开关元件、一显示模块与一控制模块，其中，所述两个电连接件连接所述插座，以通过所述两条电力线接收所述交流电源的交流电；所述负载电阻其一端电性连接所述两个电连接件中的一个；所述开关元件具有一第一端与一第二端，所述第一端电性连接所述负载电阻的另一端，所述第二端电性连接所述两个电连接件中的另一个；所述控制模块电性连接所述负载电阻的两端、所述开关元件及所述显示模块，用以进行一侦测模式，在所述侦测模式中，所述控制模块控制所述开关元件截止，并侦测交流电的一电压波形中的半波中的峰值电压且记录为一最大开路电压，而后控制所述开关元件导通，并侦测所述电压波形中的峰值电压且记录为一负载电压，及计算流过所述负载电阻的一负载电流；所述控制模块依据所述最大开路电压、所述负载电压及所述负载电流计算所述插座与所述两条电力线的一线路电阻值，并通过所述显示模块显示对应所述线路电阻值的一讯息。
本发明的效果在于，电回路线路品质侦测装置可准确地测得插座与电力线的整体回路的线路电阻，并在显示模块上提供对应的讯息，让使用者可得知目前整体回路的线路品质，进而可评估是否需要进行插座或电力线的更换。
附图说明
图1为本发明第一优选实施例的电回路线路品质侦测装置的示意图。
图2为上述优选实施例的电压波形图。
图3为本发明第二优选实施例的电回路线路品质侦测装置的示意图。
图4为本发明第三优选实施例的电回路线路品质侦测装置的示意图。
具体实施方式
为能更清楚地说明本发明，兹举优选实施例并配合附图详细说明如后。请参图1所示，为本发明第一优选实施例的电回路线路品质侦测装置1，包含一外壳10以及设置于所述外壳中的两个电连接件12、一负载电阻14、一开关元件16、一显示模块18与一控制模块20。
所述两个电连接件12用以插入一插座100中，且所述插座100电性连接两条电力线200，所述两条电力线200连接至一交流电源300，所述交流电源300的交流电的电压可为100～240V。
所述负载电阻14具有两端，其一端电性连接所述两个电连接件12中的一个。所述负载电阻14为功率电阻，且电阻值以10欧姆为例，其电阻值优选不超过10欧姆。
所述开关元件16在本实施例中为功率晶体管，功率晶体管可为MOSFET或BJT，在一实施例中，所述开关元件16亦可为继电器。所述开关元件16具有一第一端162与一第二端164，所述开关元件16可受控制而使所述第一端162与所述第二端164之间截止或导通。所述第一端162电性连接所述负载电阻14的另一端，所述第二端164电性连接所述两个电连接件12中的另一个。
在本实施例中，电回路线路品质侦测装置1还包含一整流模块22，所述整流模块22为全波整流模块且电性连接于所述两个电连接件12与所述负载电阻14之间，全波整流模块可例如为桥式整流器。所述负载电阻14的一端通过所述整流模块22电性连接所述两个电连接件12的中的一个，所述开关元件16的第二端164通过所述整流模块22电性连接所述两个电连接件12中的另一个。
显示模块18用以显示侦测状态，显示模块18在本实施例中包括多个LED元件，以八个LED元件为例，每个LED元件具两种光色的LED，例如红色与绿色。
所述控制模块20电性连接所述负载电阻14的两端、所述开关元件16及所述显示模块18，更详而言，所述控制模块20为一微控制器且内部有至少两个模拟数字转换器，实务上，控制模块20亦可为微控制器与模拟数字转换器分离的架构。所述控制模块20分别通过两个分压电路24、26电性连接所述负载电阻14的两端。所述两个分压电路24、26用以将所述负载电阻14两端(即节点N1、N2)的电压分别降压后输入至所述控制模块20中的两个模拟数字转换器。举例来说，若所述两个分压电路24、26设定的分压比例为100比1，且上述的比例会先行写入至所述控制模块20中。因此，当控制模块20中的两个模拟数字转换器接收到的的电压为1.1伏特与0.01伏特时，则表示此时节点N1、N2上的电压为110伏特与1伏特。当然，实际上所述两个分压电路24、26的分压比例还是可以依据不同的使用环境进行设定，并不以上述比例为限制。所述控制模块20中储存有所述负载电阻14的电阻值。所述控制模块20的电力来源是来自一电源供应模块28，所述电源供应模块28电性连接所述两个电连接件12，以将交流电转为所述控制模块20所需的直流电。
所述控制模块20用以进行一侦测模式，在所述侦测模式所进行的步骤如下：
步骤一：所述控制模块20控制所述开关元件16截止，并侦测一电压波形中的峰值电压且记录为一最大开路电压VOC(参照图2)，本实施例中，所述控制模块20持续由节点N1取得所述电压波形的变化，且侦测所述电压波形的频率或周期，并将电压波形中的峰值电压记录为所述最大开路电压VOC。由于分压电路24的分压比例为已知，因此，控制模块20可由依据输入模拟数字转换器的电压计算而得到所述最大开路电压VOC。
步骤二：所述控制模块20控制所述开关元件16导通，并侦测所述电压波形中的峰值电压且记录为一负载电压VL(参照图2)，所述负载电压VL小于所述最大开路电压VOC。本实施例中，所述控制模块20依据所测得的频率或周期控制所述开关元件16导通一导通时间Ton，并所述导通时间中侦测所述电压波形中的峰值电压且记录为所述负载电压。在所述开关元件16导通时，所述控制模块20分别由节点N1、N2取得电压波形的变化，在所述电压波形中的峰值电压时，节点N1、N2之间的电压降(即电压差)为所述负载电压VL。由于分压电路26的分压比例为已知，因此，控制模块20可由依据输入模拟数字转换器的电压计算而得到所述负载电压VL。
优选地，步骤二中所述控制模块20控制所述开关元件16导通的时点是在步骤一侦测所述电压波形的峰值电压后的一个半波周期内控制所述开关元件16导通，并且，所述导通时间Ton以不超过所述电压波形的一个半波周期为佳。换言之，在取得最大开路电压VOC后的下一个半波中的峰值电压处，即可取得负载电压VL，借此，加快侦测速度。导通时间Ton不超电压波形的一个半波周期，可避免所述负载电阻14的温度过高。可设定在电压波形的峰值电压的0.8倍以上导通。
步骤三：由于所述负载电阻14的电阻值为己知，因此，所述控制模块20可计算流过所述负载电阻14的一负载电流，负载电流等于负载电压VL除以负载电阻14的电阻值。控制模块20再依据所述最大开路电压VOC、所述负载电压VL及所述负载电流计算所述插座100与所述两条电力线200的一线路电阻值，线路电阻值的计算式如下：
r＝(VOC-VL)/IL
其中，r为线路电阻值，VOC为最大开路电压，VL为负载电压，IL为负载电流。
步骤四：所述控制模块20通过所述显示模块18显示对应所述线路电阻值的一讯息。本实施例中，所述控制模块20将所述线路电阻值与预设的多个电阻值范围比对，以判断所述线路电阻值所属的电阻值范围，并依所属的电阻值范围在所述显示模块18上显示对应的所述讯息。举例而言，如下表一所示，所述控制模块20依所述线路电阻值所属的段数，对应控制LED元件点亮的个数及颜色，形成所述讯息。第一段与第二段代表异常，第三段至第五段代表正常但建议进行检查，第六段至第八段代表良好。
表一
Figure BDA0003159951520000041
在一实施例中，显示模块18亦可是显示面板，控制模块20可通过显示面板显示侦测状态，例如显示所述线路电阻值、显示所述最大开路电压VOC，以及对应上述的不同电阻值范围中的一个显示对应的文字或图像，以形成提示用的所述讯息，让使用者得知电力线的品质，例如显示的文字可为“良好”、“正常”、“异常”。
另外，本实施例中，电回路线路品质侦测装置1还包括两个温度感测器30、32，所述两个温度感测器30、32电性连接所述控制模块20，其中一个温度感测器30侦测所述负载电阻14的温度，另一个温度感测器32侦测所述整流模块22的温度，在进行所述侦测模式的过程中，所述控制模块20在所述负载电阻14的温度或所述整流模块22的温度大于一预定温度时，控制所述开关元件16截止，以停止侦测所述负载电压VL及所述线路电阻值。所述预定温度可设定为50～60度以上。此外，由于负载电阻14的电阻值会因为温度变化而有些许变化，通过温度感测器30侦测得到所述负载电阻14的温度后，控制模块20便能利用测得的温度对所储存的所述负载电阻14的电阻值进行微调，进而修正流经所述负载电阻14的负载电流，使得线路电阻值的计算能更加准确。
此外，在本实施例中，所述控制模块20在所述侦测模式时，还先侦测所述交流电的电压与频率是否位于一正常电压值区间(90伏特～250伏特)与一正常频率值区间(47赫兹～63赫兹)中，若位于所述正常电压值区间与所述正常频率值区间时，再进行后续所述线路电阻值的侦测与计算；反之，若超出所述正常电压值区间或所述正常频率值区间，则停止侦测计算所述线路电阻值，并通过所述显示模块显示对应电压异常或频率异常的一讯息(如第一～第八LED皆亮红灯或橘灯并闪烁)。
本实施例的侦测模式可在电力接通后进行一次，之后，控模块每隔一预定时间(如30天)自动进行一次侦测模式。或者，电回路线路品质侦测装置1还包括手动的一启动开关34，电性连接所述控制模块20，使用者按压所述启动开关34，使所述启动开关34启动后，所述控制模块20进行所述侦测模式。在进行侦测模式之前，所述控制模块20在任一所述温度感测器的温度大于所述预定温度，则不进行侦测模式。
电回路线路品质侦测装置1亦可包括一无线通讯模块36，所述无线通讯模块36电性连接所述控制模块20，控制模块20可通过无线通讯模块36与外部的一电子装置通讯。所述控制模块20通过所述无线通讯模块36发送一线路讯息至所述电子装置，所述线路讯息至少包括所述线路电阻值，亦可包括所述最大开路电压、所述线路电阻值所属的电阻值范围。
图3所示为本发明第二优选实施例的电回路线路品质侦测装置2，其具有大致相同于第一实施例的架构，不同的是，本实施例的整流模块38为半波整流模块，所述整流模块38电性连接于其中一个电连接件12与所述负载电阻14之间，半波整流模块可例如为一整流二极管。所述负载电阻14的一端是通过所述整流模块22电性连接所述两个电连接件12中的一个，所述开关元件16的第二端直接电性连接所述两个电连接件12中的另一个。
图4所示为本发明第三优选实施例的电回路线路品质侦测装置3，其具有大致相同于第一实施例的架构，不同的是，未设置整流模块22，所述负载电阻14的一端电性连接所述两个电连接件12中的一个，所述开关元件16的第二端164直接电性连接所述两个电连接件12中的另一个。本实施例之控制模块20同样可以侦测电压波形的变化，优选地，以正半波的峰值电压作为所述最大开路电压VOC或所述负载电压VL。
据上所述，本发明的电回路线路品质侦测装置不仅可准确地测得插座与电力线的整体回路的线路电阻，并且提供对应的讯息，且体积小便于携带，并仅需插上至插座即可对所述插座对应的电路回路的线路电阻进行检测，让使用者可方便且快速地得知目前电力线的品质。
以上所述仅为本发明优选可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效变化，理应包含在本发明的专利范围内。
附图标记说明
[本发明]
1：电回路线路品质侦测装置
10：外壳
12：电连接件
14：负载电阻
16：开关元件
162：第一端
164：第二端
18：显示模块
20：控制模块
22：整流模块
24：分压电路
26：分压电路
28：电源供应模块
30：温度感测器
32：温度感测器
34：启动开关
36：无线通讯模块
2：电回路线路品质侦测装置
38：整流模块
3：电回路线路品质侦测装置
100：插座
200：电力线
300：交流电源
N1、N2：节点
Ton：导通时间
VOC：最大开路电压
VL：负载电压

Claims (16)

1.一种电回路线路品质侦测装置，用以连接一插座，且所述插座连接两条电力线，且由所述两条电力线连接一交流电源，所述电线品质侦测装置包含：
两个电连接件，分别供连接所述插座，以通过所述两条电力线接收所述交流电源的交流电；
一负载电阻，其一端电性连接所述两个电连接件中的一个，其中，所述负载电阻为功率电阻；
一开关元件，具有一第一端与一第二端，所述第一端电性连接所述负载电阻的另一端，所述第二端电性连接所述两个电连接件中的另一个；
一显示模块；
一控制模块，电性连接所述负载电阻的两端、所述开关元件及所述显示模块，用以进行一侦测模式，在所述侦测模式中，所述控制模块控制所述开关元件截止，并侦测交流电的一电压波形中的半波中的峰值电压且记录为一最大开路电压，而后控制所述开关元件导通，并侦测所述电压波形中的峰值电压且记录为一负载电压，及计算流过所述负载电阻的一负载电流；所述控制模块依据所述最大开路电压、所述负载电压及所述负载电流计算所述插座与所述两条电力线的一线路电阻值，并通过所述显示模块显示对应所述线路电阻值的一讯息。
2.如权利要求1所述的电回路线路品质侦测装置，其中，包含一整流模块，电性连接于两个电连接件中的一个与所述负载电阻之间，所述整流模块将所述交流电源之交流电转为直流电，且所述负载电阻的一端通过所述整流模块电性连接所述两个电连接件中的一个。
3.如权利要求2所述的电回路线路品质侦测装置，其中，所述整流模块为一全波整流模块。
4.如权利要求2所述的电回路线路品质侦测装置，其中，所述整流模块为一半波整流模块。
5.如权利要求1所述的电回路线路品质侦测装置，其中，所述控制模块在所述开关元件截止时，包括侦测所述电压波形的频率或周期，且在取得所述最大开路电压后，依据所测得的频率或周期控制所述开关元件导通一导通时间，并在所述导通时间中侦测所述电压波形中的峰值电压且记录为所述负载电压。
6.如权利要求5所述的电回路线路品质侦测装置，其中，所述控制模块在所述开关元件截止时，且在侦测所述电压波形的峰值电压后的一个半波周期内控制所述开关元件导通。
7.如权利要求5所述的电回路线路品质侦测装置，其中，所述导通时间不超过所述电压波形的一个半波周期。
8.如权利要求1所述的电回路线路品质侦测装置，其中，包含一温度感测器，电性连接所述控制模块，所述温度感测器侦测所述负载电阻的温度，所述控制模块在所述负载电阻的温度大于一预定温度时，控制所述开关元件截止。
9.如权利要求2所述的电回路线路品质侦测装置，其中，包含一温度感测器，电性连接所述控制模块，所述温度感测器侦测所述整流模块的温度，所述控制模块在所述整流模块的温度大于一预定温度时，控制所述开关元件截止。
10.如权利要求1所述的电回路线路品质侦测装置，其中，包含一启动开关，电性连接所述控制模块，所述启动开关启动后，所述控制模块进行所述侦测模式。
11.如权利要求1所述的电回路线路品质侦测装置，其中，所述控制模块每隔一预定时间进行一次所述侦测模式。
12.如权利要求1所述的电回路线路品质侦测装置，其中，所述控制模块将所述线路电阻值与多个电阻值范围比对，以判断所述线路电阻值所属的电阻值范围，并依所属的电阻值范围在所述显示模块上显示对应的所述讯息。
13.如权利要求1所述的电回路线路品质侦测装置，其中，包含一无线通讯模块，电性连接所述控制模块，所述控制模块通过所述无线通讯模块发送一线路讯息，所述线路讯息具包括所述线路电阻值。
14.如权利要求1所述的电回路线路品质侦测装置，其中，包含一温度感测器，电性连接所述控制模块，所述温度感测器侦测所述负载电阻的温度；所述控制模块储存有所述负载电阻的电阻值，且所述控制模块依据所述温度感测器测得的温度调整所储存的所述负载电阻的电阻值，并以调整后所述负载电阻的电阻值计算取得流过所述负载电阻的所述负载电流。
15.如权利要求1所述的电回路线路品质侦测装置，其中，所述控制模块在所述侦测模式时，还先侦测所述交流电的电压是否介于一正常电压值区间中，若位于所述正常电压值区间中，再侦测计算所述线路电阻值；若超出所述正常电压值区间，则停止侦测计算所述线路电阻值，并通过所述显示模块显示对应电压异常的一讯息；另外，所述的正常电压值区间介于90伏特至250伏特。
16.如权利要求1所述的电回路线路品质侦测装置，其中，所述控制模块在所述侦测模式时，还先侦测所述交流电的频率是否介于一正常频率值区间中，若位于所述正常频率值区间中，再侦测计算所述线路电阻值；若超出所述正常频率值区间，则停止侦测计算所述线路电阻值，并通过所述显示模块显示对应频率异常的一讯息；另外，所述的正常频率值区间介于47赫兹至63赫兹。
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