CN115275787A - 一种光电避雷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及避雷技术领域，具体涉及一种光电避雷装置；包括供电模块、主控电路模块、电流传感模块、电压传感模块、无线发送模块、无线接收模块、避雷针和放电间隙模块，供电模块、电流传感模块和电压传感模块分别与主控电路电性连接，无线发送模块与主控电路模块电性连接，无线接收模块与无线发送模块电性连接，避雷针上分别设置有电流传感模块、电压传感模块和放电间隙模块，通过在雷击过程中，当避雷针的针尖达到阈值电压时，使用放电间隙模块提前放电，对避雷针进行保护，获得实现主动防雷，提高避雷针的使用寿命的效果。

Description

一种光电避雷装置
技术领域
本发明涉及避雷技术领域，尤其涉及一种光电避雷装置。
背景技术
避雷装置用于保护建筑物、高大树木等避免雷击。传统的避雷针在防雷避雷上采用的是被动防雷方式，无法做到主动防雷，从而造成避雷针寿命较短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光电避雷装置，解决了避雷针在防雷避雷上采用的是被动防雷方式，无法做到主动防雷，从而造成避雷针寿命较短的问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种光电避雷装置，包括供电模块、主控电路模块、电流传感模块、电压传感模块、无线发送模块、无线接收模块、避雷针和放电间隙模块，所述供电模块、所述电流传感模块和所述电压传感模块分别与所述主控电路电性连接，所述无线发送模块与所述主控电路模块电性连接，所述无线接收模块与所述无线发送模块电性连接，所述避雷针上分别设置有所述电流传感模块、所述电压传感模块和所述放电间隙模块；
所述避雷针用于接收雷电；
所述放电间隙模块用于对所述避雷针进行放电；
所述供电模块用于为所述主控电路模块提供电源；
所述电流传感模块安装至所述避雷针上，用于采集雷电产生期间的电流，并得到电流模拟信号；
所述电压传感模块安装至所述避雷针上，用于采集雷电产生期间的电压，并得到电压模拟信号；
所述主控电路模块用于接收电流模拟信号和电压模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号，得到所述避雷针状态；
所述无线发送模块用于将数字信号进行数据传输；
所述无线接收模块用于接收数字信号，并显示所述避雷针状态。
其中，所述供电模块包括太阳能电池板和铅酸蓄电池，所述太阳能电池板与所述铅酸蓄电池电性连接，所述铅酸蓄电池与所述主控电路模块电性连接；
所述太阳能电池板用于产生电能；
所述铅酸蓄电池用于对电能进行储蓄，并对所述主控电路模块进行供电。
其中，所述主控电路模块包括主控单片机和降压单元，所述降压单元与所述供电模块电性连接，所述主控单片机与所述降压单元电性连接；
所述降压单元用于将电源进行转换，以对所述主控单片机提供电源；
所述主控单片机用于接收电流模拟信号和电压模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号。
其中，所述主控电路模块还包括雷电流采集放大单元，所述雷电流采集放大单元与所述主控单片机电性连接；
所述雷电流采集放大单元用于放大雷电产生期间的电流得到的电流模拟信号。
其中，所述主控电路模块还包括雷电压采集放大单元，所述雷电压采集放大单元与所述主控单片机电性连接；
所述雷电压采集放大单元用于放大雷电产生期间的电流得到的电压模拟信号。
本发明的一种光电避雷装置，所述避雷针接收雷电，所述放电间隙模块对所述避雷针进行放电，所述供电模块为所述主控电路模块提供电源，所述电流传感模块安装至所述避雷针上，采集雷电产生期间的电流，并得到电流模拟信号，所述电压传感模块安装至所述避雷针上，采集雷电产生期间的电压，并得到电压模拟信号，所述主控电路模块接收电流模拟信号和电压模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号，得到所述避雷针状态，所述无线发送模块将数字信号进行数据传输，所述无线接收模块接收数字信号，并显示所述避雷针状态，在雷击过程中，当所述避雷针的针尖达到阈值电压时，使用所述放电间隙模块提前放电，对所述避雷针进行保护，获得实现主动防雷，提高所述避雷针的使用寿命的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的光电避雷装置的结构示意图。
图2是本发明的降压单元的原理图。
图3是本发明的雷电流采集放大单元的原理图。
图4是本发明的雷电压采集放大单元的原理图。
1-太阳能电池板、2-铅酸蓄电池、3-主控单片机、4-降压单元、5-雷电流采集放大单元、6-雷电压采集放大单元、7-电流传感模块、8-电压传感模块、9-无线发送模块、10-无线接收模块、11-避雷针、12-放电间隙模块。
具体实施方式
请参阅图1～图4，其中图1是电避雷装置的结构示意图，图2是降压单元的原理图，图3是雷电流采集放大单元的原理图，图4是雷电压采集放大单元的原理图。本发明提供了一种光电避雷装置，包括供电模块、主控电路模块、电流传感模块7、电压传感模块8、无线发送模块9、无线接收模块10、避雷针11和放电间隙模块12，所述供电模块、所述电流传感模块7和所述电压传感模块8分别与所述主控电路电性连接，所述无线发送模块9与所述主控电路模块电性连接，所述无线接收模块10与所述无线发送模块9电性连接，所述避雷针11上分别设置有所述电流传感模块7、所述电压传感模块8和所述放电间隙模块12；
所述避雷针11用于接收雷电；
所述放电间隙模块12用于对所述避雷针11进行放电；
所述供电模块用于为所述主控电路模块提供电源；
所述电流传感模块7安装至所述避雷针11上，用于采集雷电产生期间的电流，并得到电流模拟信号；
所述电压传感模块8安装至所述避雷针11上，用于采集雷电产生期间的电压，并得到电压模拟信号；
所述主控电路模块用于接收电流模拟信号和电压模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号，得到所述避雷针11状态；
所述无线发送模块9用于将数字信号进行数据传输；
所述无线接收模块10用于接收数字信号，并显示所述避雷针11状态。
在本实施方式中，所述避雷针11接收雷电，所述放电间隙模块12对所述避雷针11进行放电，所述供电模块为所述主控电路模块提供电源，所述电流传感模块7安装至所述避雷针11上，采集雷电产生期间的电流，并得到电流模拟信号，所述电压传感模块8安装至所述避雷针11上，采集雷电产生期间的电压，并得到电压模拟信号，所述主控电路模块接收电流模拟信号和电压模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号，得到所述避雷针11状态，所述无线发送模块9的芯片型号为si4432，用于将数字信号进行数据传输，所述无线接收模块10接收数字信号，并显示所述避雷针11状态，在雷击过程中，当所述避雷针11的针尖达到阈值电压时，使用所述放电间隙模块12提前放电，对所述避雷针11进行保护，获得实现主动防雷，提高所述避雷针11的使用寿命的效果。
进一步地，所述供电模块包括太阳能电池板1和铅酸蓄电池2，所述太阳能电池板1与所述铅酸蓄电池2电性连接，所述铅酸蓄电池2与所述主控电路模块电性连接；
所述太阳能电池板1用于产生电能；
所述铅酸蓄电池2用于对电能进行储蓄，并对所述主控电路模块进行供电。
在本实施方式中，所述太阳能电池板1产生电能，所述铅酸蓄电池2对电能进行储蓄，并对所述主控电路模块提供24V直流。
进一步地，所述主控电路模块包括主控单片机3和降压单元4，所述降压单元4与所述供电模块电性连接，所述主控单片机3与所述降压单元4电性连接；
所述降压单元4用于将电源进行转换，以对所述主控单片机3提供电源；
所述主控单片机3用于接收电流模拟信号和电压模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号。
在本实施方式中，所述降压单元4包括电解电容C16、电解电容C17、电解电容C18、电解电容C19、电容C15、电感L2、二级管V2和稳压开关芯片D1，稳压开关芯片D1的型号为LM2596S-3.3，电解电容C16、电解电容C17、电容C15、电感L2和二级管V2分别与稳压开关芯片D1电性连接，电解电容C17分别与电解电容C16和电容C15电性连接，电解电容C19分别与电感L2、二级管V2和电解电容C18电性连接，所述降压单元4将24v直流电压转换为3.3V电压，以对所述主控单片机3提供电源，所述主控单片机3采用32位arm芯片，所述主控单片机3内部集成了AD模数转换，用于接收电流模拟信号和电压模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号。
进一步地，所述主控电路模块还包括雷电流采集放大单元5，所述雷电流采集放大单元5与所述主控单片机3电性连接；
所述雷电流采集放大单元5用于放大雷电产生期间的电流得到的电流模拟信号。
在本实施方式中，所述雷电流采集放大单元5包括电阻R229、电阻R231、电阻R230、电阻R232、电阻R260、电容C213和放大器，电阻R229、电阻R260、电阻R231、电阻R232和电阻R260分别与放大器电性连接，电容C213与电阻R229电性连接，电阻R230分别与电阻R229和电阻R260电性连接；所述雷电流采集放大单元5采用差分放大的方式，采集雷击过程中的电流值。
进一步地，所述主控电路模块还包括雷电压采集放大单元6，所述雷电压采集放大单元6与所述主控单片机3电性连接；
所述雷电压采集放大单元6用于放大雷电产生期间的电流得到的电压模拟信号。
在本实施方式中，所述雷电压采集放大单元6包括电阻R229、电阻R227、电阻R226、电阻R228、电阻R259和放大器，电阻R229、电阻R259、电阻R227、电阻R228和电阻R259分别与放大器电性连接，电阻R226分别与电阻R229和电阻R259电性连接，所述雷电压采集放大单元6采用差分放大的方式，采集雷击过程中的电压值。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种光电避雷装置，其特征在于，
包括供电模块、主控电路模块、电流传感模块、电压传感模块、无线发送模块、无线接收模块、避雷针和放电间隙模块，所述供电模块、所述电流传感模块和所述电压传感模块分别与所述主控电路电性连接，所述无线发送模块与所述主控电路模块电性连接，所述无线接收模块与所述无线发送模块电性连接，所述避雷针上分别设置有所述电流传感模块、所述电压传感模块和所述放电间隙模块；
所述避雷针用于接收雷电；
所述放电间隙模块用于对所述避雷针进行放电；
所述供电模块用于为所述主控电路模块提供电源；
所述电流传感模块安装至所述避雷针上，用于采集雷电产生期间的电流，并得到电流模拟信号；
所述电压传感模块安装至所述避雷针上，用于采集雷电产生期间的电压，并得到电压模拟信号；
所述主控电路模块用于接收电流模拟信号和电压模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号，得到所述避雷针状态；
所述无线发送模块用于将数字信号进行数据传输；
所述无线接收模块用于接收数字信号，并显示所述避雷针状态。
2.如权利要求1所述的光电避雷装置，其特征在于，
所述供电模块包括太阳能电池板和铅酸蓄电池，所述太阳能电池板与所述铅酸蓄电池电性连接，所述铅酸蓄电池与所述主控电路模块电性连接；
所述太阳能电池板用于产生电能；
所述铅酸蓄电池用于对电能进行储蓄，并对所述主控电路模块进行供电。
3.如权利要求1所述的光电避雷装置，其特征在于，
所述主控电路模块包括主控单片机和降压单元，所述降压单元与所述供电模块电性连接，所述主控单片机与所述降压单元电性连接；
所述降压单元用于将电源进行转换，以对所述主控单片机提供电源；
所述主控单片机用于接收电流模拟信号和电压模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号。
4.如权利要求3所述的光电避雷装置，其特征在于，
所述主控电路模块还包括雷电流采集放大单元，所述雷电流采集放大单元与所述主控单片机电性连接；
所述雷电流采集放大单元用于放大雷电产生期间的电流得到的电流模拟信号。
5.如权利要求3所述的光电避雷装置，其特征在于，
所述主控电路模块还包括雷电压采集放大单元，所述雷电压采集放大单元与所述主控单片机电性连接；
所述雷电压采集放大单元用于放大雷电产生期间的电流得到的电压模拟信号。
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