CN202403725U - 一种多功能雷电监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种多功能雷电监测装置，解决了雷电监测装置功能比较单一的技术问题，采用的技术方案是，结构中包括：壳体、设置在壳体内的电路板，电路板的电路结构中包括控制单元、借助第三A/D转换电路与控制单元相连的雷击电流采集电路、及与外设连接的接口电路，雷击电流采集电路包括感应线圈和感应信号处理电路，感应信号处理电路的输出端与控制单元连接，关键在于：上述的感应线圈内装的是高磁阻介质材料或者是空心的。本实用新型的优点是，集成多种功能于一体，能更好地保护各种设备，而且解决了无线模块只能短距离传输故障信号的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种雷电监测装置，属于电子技术领域，特别是一种集成多种功能于一体的雷电监测装置。
背景技术
目前市面上的雷电监测装置由于技术不成熟，功能比较单一，没有监测雷电灾害相关气象信息的功能，使得机房设备因雷击造成温度升高导致的起火事故不易及时发现，机房湿度过大导致的设备线路漏电事故不易察觉，这些防雷设备的隐性安全问题对机房的安全具备极大的威胁。采用磁环作为传感器来采集雷击电流的强度，在大电流情况下容易磁饱和，不能监测到线性变化的雷电流数据，采集的数据不准确。没有远程告警功能，即使有些利用无线模块进行远程告警，传输距离也只能在200米以内，维护人员离开现场就无法知道告警事故的发生。针对以上问题的出现，现有技术并没有很好的解决，给本领域工作的正常进行带来了麻烦。
发明内容
本实用新型要解决现有的雷电监测装置功能比较单一的技术问题，本实用新型设计了一种多功能雷电监测装置，集成多种功能于一体，更好的对雷电进行监控，从而更好的保护易受雷电危害的各种设备。
本实用新型为实现发明目的采用的技术方案是，一种多功能雷电监测装置，结构中包括：壳体、设置在壳体内的电路板，电路板的电路结构中包括控制单元、借助第三A/D转换电路与控制单元相连的雷击电流采集电路、及与外设连接的接口电路，雷击电流采集电路包括感应线圈和感应信号处理电路，感应信号处理电路的输出端与控制单元连接，关键在于：上 述的感应线圈内装的是高磁阻介质材料或者是空心的。
本实用新型的有益效果是，雷电监测装置集成多种功能于一体，能实时准确地采集到零地电压、大气温湿度的相关数据，雷击电流感应电路有效克服了磁饱和的问题，能准确地检测采集到线性变化的雷击电流数据，更好的保护机房内的设备。而且利用GSM网络以短信形式发送故障信号到用户的手机上使传输距离不受限制，解决了现有的无线模块只能短距离传输的问题。
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1是本实用新型中雷击电流采集电路的逻辑框图。
图2是本实用新型中雷击电流采集电路的电原理图。
附图中，1是控制单元，2是零地电压采集电路，3是雷击电流采集电路，4是温湿度采集电路，5是RS485通信模块，6是SPD模块，7是LCD显示模块，8是薄膜键盘模块，9是信号告警模块，10-1是第一A/D转换电路，10-2是第二A/D转换电路，10-3是第三A/D转换电路，11是电源模块。
具体实施方式
参看附图，一种多功能雷电监测装置，结构中包括：壳体、设置在壳体内的电路板，电路板的电路结构中包括控制单元1、借助第三A/D转换电路10-3与控制单元1相连的雷击电流采集电路3、及与外设连接的接口电路，雷击电流采集电路3包括感应线圈和感应信号处理电路，感应信号处理电路的输出端与控制单元1连接，关键在于：上述的感应线圈内装的是高磁阻介质材料或者是空心的。
上述的结构中还包括分别借助第二A/D转换电路10-2和第一A/D转换电路10-1与控制单元1相连的零地电压采集电路2、温湿度采集电路4。
上述的结构中还包括与控制单元1相连的SPD模块6、LCD显示模块7、薄膜键盘模块8及信号告警模块9。
上述的接口电路为借助modbus协议与控制单元1通信的RS485通信模块5。
上述的SPD模块6内包括一组串联的退耦器，退耦器采用绕线铜条式结构、导轨式安装、串接于电源线的相线和零线上。
上述的感应信号处理电路包括与感应线圈和SPD模块6连接的整流电路、与整流电路连接的保持电路、及均与控制中心1连接的跟随器、比较器和复位电路，保持电路还分别与跟随器、复位电路连接，跟随器与比较器连接。
感应线圈由多扎漆包线绕制在硅钢片上组成，并用环氧树脂包封。
本实用新型在具体使用时：电源模块11经电路处理后接入控制单元1，负责给控制单元1供电，同时处理雷击时从电源串进的干扰。零地电压采集电路2、雷击电流采集电路3和温湿度采集电路4采集到的信号分别借助第二A/D转换电路10-2、第三A/D转换电路10-3和第一A/D转换电路10-1传输给控制单元1，控制单元1将处理后的数据分别传输给RS485通信模块5、LCD显示模块7和信号告警模块9，RS485通信模块5将接收到的数据传输给与它相连的外部设备，并借助GSM网络以短信形式发送故障信号到用户的手机上，传输距离不受限制，解决了现有的无线模块只能短距离传输的问题。同时RS485通信模块5还可以接收外部设备返回的信息，并 将信息反馈给控制单元1。SPD模块6即常说的电涌保护器，它在限制瞬态过电压和分走电涌电流的同时，将处理过的信号送入控制单元1，控制单元1将处理后的数据送入LCD显示模块7和信号告警模块9。SPD模块6内包括一组串联的退耦器，可以抗击同一地网80KA以上的大电流。工作人员利用薄膜键盘模块8输入的信息经电路处理后送入控制单元1，控制单元1将处理后的信息传给LCD显示模块7显示出来，使现场操作直观、方便，同时控制中心1还将信息传给信号告警模块9使其发出告警信号。监测装置还可以借助B/S架构管理软件将监测数据进行远程传输，实现远程监控。
感应线圈为空心电感L1，不存在介质磁化而影响精度的问题。SPD模块6的电路中包括由压敏电阻MOV和电容C1组成的过电压吸收部分、以及由二极管D1和D4组成的钳位电路部分，该钳位电路使得跟随器的输入端电压不超过设定范围。整流电路中包括高速整流管D2、D3、D4和D5，均为纳秒级。保持电路采用高频特性好的电容器C2，C2充电且具有保持功能。跟随器由运算放大器U1A、电阻R3和电位器RT1组成，起着电路的匹配和缓冲作用，RT1用于误差的校准。比较器是运算放大器U1B，用于产生对控制单元1的中断请求。复位电路由电阻R1、R2和三极管Q1组成，采样后的复位信号来自控制单元1。
感应线圈感应到浪涌信号，整流后给电容C2充电，经跟随器的缓冲和隔离，运算放大器U1A的1脚电压输出给U1B的5脚，U1B将5脚的电压与6脚输入的基准电压比较，如果高于基准电压，则在7脚输出高电压至控制单元1，即对控制单元1发出中断信号INT0请求。控制单元1进行处理后延时一定时间，确保电容C2的充电电压已经到了峰值。控制单元1 将跟随器端口MAXcurrent点的电压即峰值电压进行A/D转换，然后输出复位脉冲至复位电路的端口Sreset，完成对电容C2的复位。
Claims (7)
1.一种多功能雷电监测装置，结构中包括：壳体、设置在壳体内的电路板，电路板的电路结构中包括控制单元(1)、借助第三A/D转换电路(10-3)与控制单元(1)相连的雷击电流采集电路(3)、及与外设连接的接口电路，雷击电流采集电路(3)包括感应线圈和感应信号处理电路，感应信号处理电路的输出端与控制单元(1)连接，其特征在于：所述的感应线圈内装的是高磁阻介质材料或者是空心的。
2.根据权利要求1所述的一种多功能雷电监测装置，其特征在于：所述的结构中还包括分别借助第二A/D转换电路(10-2)和第一A/D转换电路(10-1)与控制单元(1)相连的零地电压采集电路(2)、温湿度采集电路(4)。
3.根据权利要求1所述的一种多功能雷电监测装置，其特征在于：所述的结构中还包括与控制单元(1)相连的SPD模块(6)、LCD显示模块(7)、薄膜键盘模块(8)及信号告警模块(9)。
4.根据权利要求1所述的一种多功能雷电监测装置，其特征在于：所述的接口电路为借助modbus协议与控制单元(1)通信的RS485通信模块(5)。
5.根据权利要求3所述的一种多功能雷电监测装置，其特征在于：所述的SPD模块(6)内包括一组串联的退藕器，退藕器采用绕线铜条式结构、导轨式安装、串接于电源线的相线和零线上。
6.根据权利要求3所述的一种多功能雷电监测装置，其特征在于：所述的感应信号处理电路包括与感应线圈和SPD模块(6)连接的整流电路、与整流电路连接的保持电路、及均与控制中心(1)连接的跟随器、比较器和复位电路，保持电路还分别与跟随器、复位电路连接，跟随器与比较器连接。
7.根据权利要求1所述的一种多功能雷电监测装置，其特征在于：所述的感应线圈由多扎漆包线绕制在硅钢片上组成，并用环氧树脂包封。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN103901256A (zh) * | 2012-12-25 | 2014-07-02 | 北京嘉岳同乐极电子有限公司 | 一种新型的雷击电流测量设备 |
| CN103901280A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-07-02 | 南京信息工程大学 | 一种智能雷电监测装置 |
| CN116526305A (zh) * | 2023-05-09 | 2023-08-01 | 南京尚志电子科技有限公司 | 停机坪引雷防雷系统 |
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2011
- 2011-11-17 CN CN2011204614555U patent/CN202403725U/zh not_active Expired - Lifetime
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