CN203572887U - 无线三维电场测量报警装置 - Google Patents

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何启超
李健聪
肖亮嘉
袁娟
董超
瞿迪
谭家伟
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Abstract

本实用新型涉及一种无线三维电场测量报警装置,包括电场传感器和采样及转换模块,采样及转换模块的输出端连接有无线发射模块,无线发射模块通过无线信号传输的方式连接有无线接收模块,无线接收模块的输出端连接有数据显示器,数据显示器包括第一MCU控制模块和液晶显示模块,第一MCU控制模块用于将采集的电场强度信号与判断阈值进行比较,并产生与电场强度信号对应的频率信号,第一MCU控制模块和液晶显示模块分别与所述无线接收模块输出端连接,第一MCU控制模块的输出端连接有报警器。本实用新型能够检测现场三维电场强度信号,并将检测结果以无线传输的方式发送至接收装置上,电场强度测量精确、安全性好。

Description

无线三维电场测量报警装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种工频电场强度测量报警的装置;尤其涉及一种通过无线传输方式对空间三维工频电场进行测量和报警的装置。
背景技术
[0002] 在变电站的施工中,安装大型电力设备常需要使用吊车等起重设备。实际中,吊车司机在操作吊车时往往不能准确判断吊杆与周围电力设施之间的距离,因此易发生碰撞电力设施的事故。对于运行变电站,如果吊车误碰带电设备,或距离高压设备太近致使对吊车放电,从而导致站内设备对地短路,造成变电站停运甚至大面积的停电事故,严重时会造成人身伤亡。由于电场强度是随着距离的增加而逐渐减小,所以通过电场强度的测量也可以指示出吊杆与带电设备之间的距离。因此亟需一种方便可靠的工频电场测量和报警装置,用于准确指示吊杆特别是吊杆顶端所处位置的电场强度以及带电设备的相对位置,提示操作人员是否可以进一步操作。
[0003] 现有电场强度测量装置中,电场传感器检测信号与显示报警模块之间通过有线传输,测量的准确度不够,并且存在安全隐患。此外,现有电场强度测量装置只能测量一维电场,无法检测带电设备所处位置与电场源的空间相对位置关系,不能准确对危险区域给出报警指示。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的是为了克服上述缺陷,提供一种能够检测现场三维电场强度信号,并将检测结果以无线传输的方式发送至接收装置上,电场强度测量精确、安全性好的无线三维电场测量报警装置。
[0005] 为实现上述目的,本实用新型设计的一种无线三维电场测量报警装置,包括采集现场电场强度的电场传感器和将所述电场传感器采集的电场信号进行放大、滤波、模数转化的采样及转换模块,所述采样及转换模块的输出端连接有无线发射模块,所述无线发射模块通过无线信号传输的方式连接有无线接收模块,所述无线接收模块的输出端连接有数据显示器,所述数据显示器包括第一 MCU控制模块和液晶显示模块,所述第一 MCU控制模块用于将采集的电场强度信号与判断阈值进行比较,并产生与电场强度信号对应的频率信号,所述第一 MCU控制模块和液晶显示模块分别与所述无线接收模块输出端连接,所述第一 MCU控制模块的输出端连接有报警器。
[0006] 上述技术方案中,所述报警器包括驱动模块和发声发光模块,所述驱动模块的输入端连接第一 MCU控制模块的输出端,用于将第一 MCU控制模块产生的频率信号进行放大,所述驱动模块的输出端连接发声发光模块的输入端,所述发声发光模块用于产生声音和灯光报警信号。
[0007] 上述技术方案中,所述电场传感器包括水平横向电场传感器、水平纵向电场传感器和垂直方向电场传感器,所述电场传感器、水平纵向电场传感器和垂直方向电场传感器以相互正交的方式安装,用于采集现场三维电场强度信号。
[0008] 上述技术方案中,所述采样及转换模块包括采样信号放大电路、低通滤波电路、AC/DC转换电路、A/D变换电路和第二 MCU控制模块,所述采样信号放大电路的输入端连接所述电场传感器的输出端,所述采样信号放大电路的输出端与低通滤波电路的输入端连接,所述低通滤波电路的输出端与所述AC/DC转换电路的输入端连接,所述AC/DC转换电路的输出端与所述A/D变换电路的输入端连接,所述A/D变换电路的输出端与所述第二 MCU控制模块的输入端连接,所述第二 MCU控制模块的输出端与所述无线发射模块的输入端连接。
[0009] 上述技术方案中,所述无线发射模块通过433M中心频率无线信号传输的方式连接有无线接收模块,传输距离为50米以上。
[0010] 本实用新型采用上述技术方案,具有下列优点和积极效果:
[0011] 1、通过无线通讯模块将测量模块与显示、报警单元连接,使电场传感器可以独立安装在吊杆顶端,准确指示吊杆顶端位置的电场强度。
[0012] 2、通过设置的三维方向上的电场传感器测量三维电场强度,同时显示合成电场强度的数值和三个分量的数值,并在显示模块中通过数字、动画方式指示电场的方向,准确指示吊杆的位置,并指示吊杆运行的方向和可运行的距离。
[0013] 3、可以根据电场强度的值,设置不同等级的阈值,使报警模块发出不同强度的声光报警信号,指示吊车驾驶员在安全区域内工作。
附图说明
[0014] 图1是一种无线三维电场测量报警装置的原理框图;
[0015] 图2是本实施例中采样信号放大电路(2.1)、低通滤波电路(2.2)和AC/DC转换电路(2.3)的电路图;
[0016] 图3是本实施例中A/D变换电路(2.4)和第二 MCU控制模块(2.5)的电路图;
[0017] 图4是本实用新型中数据显示器(3)、报警器(4)的结构框图;
[0018] 图中:I一电场传感器(1.1一水平横向电场传感器;1.2—水平纵向电场传感器;
1.3一垂直方向电场传感器);2一米样及转换模块(2.1一米样彳目号放大电路;2.2一低通滤波电路;2.3—AC/DC转换电路;2.4—A/D变换电路;2.5—第二 MCU控制模块);3—数据显不器(3.1一第一 MCU控制模块;3.2一液晶显不模块);4一报警器(4.1一驱动模块;4.2一发声发光模块);5—无线发射模块;6—无线接收模块。
具体实施方式
[0019] 以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述:
[0020] 如图1所示的无线三维电场测量报警装置,包括采集现场电场强度的电场传感器I和用于将电场传感器I采集的电场信号进行放大、滤波、模数转化的采样及转换模块2,电场传感器I包括水平横向电场传感器1.1、水平纵向电场传感器1.2和垂直方向电场传感器
1.3,电场传感器1.1、水平纵向电场传感器1.2和垂直方向电场传感器1.3以相互正交的方式安装,用于采集现场三维电场强度信号;采样及转换模块2的输出端连接有无线发射模块5,无线发射模块5通过无线信号传输的方式连接有无线接收模块6,无线接收模块6的输出端连接有数据显示器3,参阅图4所示,数据显示器3包括第一 MCU控制模块3.1和液晶显示模块3.2,第一 MCU控制模块3.1用于将采集的电场强度信号与判断阈值进行比较,并产生与电场强度信号对应的频率信号,第一 MCU控制模块3.1和液晶显示模块3.2分别与无线接收模块6输出端连接,第一 MCU控制模块3.1的输出端连接有报警器4。
[0021] 如图2和图3所示,采样及转换模块2包括采样信号放大电路2.1、低通滤波电路
2.2、AC/DC转换电路2.3、A/D变换电路2.4和第二 MCU控制模块2.5,采样信号放大电路
2.1的输入端连接电场传感器I的输出端,采样信号放大电路2.1的输出端与低通滤波电路
2.2的输入端连接,低通滤波电路2.2的输出端与AC/DC转换电路2.3的输入端连接,AC/DC转换电路2.3的输出端与A/D变换电路2.4的输入端连接,A/D变换电路2.4的输出端与第二 MCU控制模块2.5的输入端连接,第二 MCU控制模块2.5的输出端与无线发射模块5的输入端连接。
[0022] 如图4所示,报警器4包括驱动模块4.1和发声发光模块4.2,驱动模块4.1的输入端连接第一 MCU控制模块3.1的输出端,用于将第一 MCU控制模块3.1产生的频率信号进行放大,驱动模块4.1的输出端连接发声发光模块4.2的输入端,发声发光模块4.2用于产生声音和灯光报警信号。
[0023] 无线发射模块5通过433M中心频率无线信号传输的方式连接有无线接收模块6,传输距离为50米以上。
[0024] 具体实施方式中,水平横向电场传感器1.1、水平纵向电场传感器1.2和垂直方向电场传感器1.3,这三者以相互正交垂直方式安装在立方体绝缘外壳上,采样及转换模块2安装在绝缘外壳内,对空间三维电场强度的测量功能,量程为0-100KV/m ;无线发射模块5安装在绝缘外壳内,与采样及转换模块2相连接,实现电场强度数据的无线发射功能,载波频率为433MHz,最小通讯距离为50米;无线接收模块6将接收到的电场强度信号传送到数据显示器3,实现数据的显示、信号强度的显示和判断,并产生与电场强度信号对应的频率信号,报警器4接收到数据显示器3产生的频率信号,便会发出不同强度的声光警报信号。
[0025] 安装在绝缘外壳内的电场传感器1、采样及转换模块2、无线发射模块5,组成检测单元,安装在吊杆的顶端。无线接收模块6、数据显示器3、报警器4连接组成显示报警单元,安装在吊车的操作室中。
[0026] 本实用新型的工作原理是,吊车开始工作时,吊杆进入工作区域,电场传感器I测量吊杆周围的三维电场强度信号,送入到采样及转换模块2,经过放大、低通滤波和AC/DC转换形成稳定的直流电压信号,再进行A/D转换形成数字信号发送到无线发射模块5,并通过无线接收模块6发送到数据显示器3进行数据显示,同时采样动画方式显示出各方向上信号的强度,并根据设定的阈值产生与电场强度对应的频率信号送到报警器,报警器发出声光警报信号报警器4发出声光报警。本实用新型整体安装简单,使用方便,工作时无须人工干预,不会影响吊车的正常操作。
[0027] 本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种无线三维电场测量报警装置,包括采集现场电场强度的电场传感器(I)和将所述电场传感器(I)采集的电场信号进行放大、滤波、模数转化的采样及转换模块(2),其特征在于: 所述采样及转换模块(2 )的输出端连接有无线发射模块(5 ),所述无线发射模块(5 )通过无线信号传输的方式连接有无线接收模块(6),所述无线接收模块(6)的输出端连接有数据显示器(3),所述数据显示器(3)包括第一 MCU控制模块(3.1)和液晶显示模块(3.2),所述第一 MCU控制模块(3.1)用于将采集的电场强度信号与判断阈值进行比较,并产生与电场强度信号对应的频率信号,所述第一 MCU控制模块(3.1)和液晶显示模块(3.2)分别与所述无线接收模块(6)输出端连接,所述第一 MCU控制模块(3.1)的输出端连接有报警器(4)。
2.根据权利要求1所述的无线三维电场测量报警装置,其特征在于:所述报警器(4)包括驱动模块(4.1)和发声发光模块(4.2),所述驱动模块(4.1)的输入端连接第一 MCU控制模块(3.1)的输出端,用于将第一 MCU控制模块(3.1)产生的频率信号进行放大,所述驱动模块(4.1)的输出端连接发声发光模块(4.2)的输入端,所述发声发光模块(4.2 )用于产生声音和灯光报警信号。
3.根据权利要求1所述的无线三维电场测量报警装置,其特征在于:所述电场传感器(I)包括水平横向电场传感器(1.1 )、水平纵向电场传感器(1.2)和垂直方向电场传感器(1.3),所述电场传感器(1.1)、水平纵向电场传感器(1.2)和垂直方向电场传感器(1.3)以相互正交的方式安装,用于采集现场三维电场强度信号。
4.根据权利要求1所述的无线三维电场测量报警装置,其特征在于:所述采样及转换模块(2)包括采样信号放大电路(2.1)、低通滤波电路(2.2)、AC/DC转换电路(2.3)、A/D变换电路(2.4)和第二 M⑶控制模块(2.5),所述采样信号放大电路(2.1)的输入端连接所述电场传感器(I)的输出端,所述米样信号放大电路(2.1)的输出端与低通滤波电路(2.2)的输入端连接,所述低通滤波电路(2.2)的输出端与所述AC/DC转换电路(2.3)的输入端连接,所述AC/DC转换电路(2.3)的输出端与所述A/D变换电路(2.4)的输入端连接,所述A/D变换电路(2.4)的输出端与所述第二 MCU控制模块(2.5)的输入端连接,所述第二 MCU控制模块(2.5)的输出端与所述无线发射模块(5)的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的无线三维电场测量报警装置,其特征在于:所述无线发射模块(5)通过433M中心频率无线信号传输的方式连接有无线接收模块(6),传输距离为50米以上。
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