CN204245263U - 基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽 - Google Patents
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Abstract
基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽，包括：安装在安全帽内部的电场传感器U8和磁场传感器U0、安装在安全帽侧面的蜂鸣器BUZ1，安装在安全帽帽沿的指示灯D3。所述电场传感器U8、所述磁场传感器U0连接处理器模块U7，处理器模块U7连接蜂鸣器BUZ1、指示灯D3。本实用新型一种基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽，不需要改变安全帽自身结构，采用电场传感器和磁场传感器双重检测高电场和高磁场的区域，及时给施工人员发出报警信息。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力安全帽，特别是一种基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽。
背景技术
安全帽主要的功能有三点：1、防止头顶上访有物体掉落，砸伤人员；2、在人员摔倒或衰落的时候，可以防止人的头部撞到坚硬物体，导致头部受伤；3、在施工人员专注行走，而没有关注障碍物的时候，可以防止人员撞到上方或前方的障碍物。对于常在电力局变电站以及在电厂施工的人员。由于工作环境电磁场环境恶劣，有时一不谨慎就会进入安全距离，有触电的危险。
中国专利：ZL200920230502.8《一种具有验电功能的安全帽》公开的安全帽，具备能通过安装在安全帽上的电感应器（验电笔的原理，检测电场）检测有没有电，并有报警功能。然而其缺点在于：
1）、该方案中，只采用电感应器作为检测电场的传感器，由于电场很容易收到人体，障碍物的影响，所以只采用电感应器来检测电信息量，有时候无法准确判断。
2）、该方案中，将指示灯安装在安全帽的前侧，而这个设计有缺陷，就算指示灯亮了，使用人员自己也不可能看到，即使能够用余光看到，那也不是很直观。
发明内容
本实用新型提供一种基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽，不需要改变安全帽自身结构，采用电场传感器和磁场传感器双重检测高电场和高磁场的区域，及时给施工人员发出报警信息。
本实用新型采取的技术方案为：
基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽，包括：安装在安全帽内部的电场传感器U8和磁场传感器U0、安装在安全帽侧面的蜂鸣器BUZ1，安装在安全帽帽沿的指示灯D3。所述电场传感器U8、所述磁场传感器U0连接处理器模块U7，处理器模块U7连接蜂鸣器BUZ1、指示灯D3。
所述磁场传感器U0为HMC1023磁场传感器，HMC1023磁场传感器连接第一直流信号滤除电路，第一直流信号滤除电路连接第一信号放大电路，第一信号放大电路连接第一低通滤波电路，第一低通滤波电路连接第一半波整流电路，第一半波整流电路连接处理器模块U7。
所述电场传感器U8为LP32电场传感器，LP32电场传感器连接第二直流信号滤除电路，第二直流信号滤除电路连接第二信号放大电路，第二信号放大电路连接第二低通滤波电路，第二低通滤波电路连接第二半波整流电路，第二半波整流电路连接处理器模块U7。
所述HMC1023磁场传感器连接非门U6，非门U6连接处理器模块U7。
所述电场传感器U8、磁场传感器U0、处理器模块U7通过螺钉或者尼龙绳固定在电力安全帽上。
所述处理器模块U7为Atmega8单片机。
本实用新型基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽，有益效果如下：
1）、采用电场传感器（电感应器）和磁场传感器双重检测，磁场是不会受到人体和障碍物的影响，所以可靠性高。
2）、不需要改变安全帽自身结构，只需要通过螺钉或者尼龙绳固定传感器、处理器模块就可以了。
3）、指示灯安装在帽檐下侧壁上，识别效果明显。
4）、采用渐进提示效果，提示更加人性化。
附图说明
图1为本实用新型电力安全帽结构示意图；
图2为本实用新型的电气连接框图；
图3为本实用新型的磁场检测电路图；
图4为本实用新型的电场检测电路图；
图5为本实用新型的报警电路图。
具体实施方式
如图1、图2所示，基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽，包括：安装在安全帽1内部的电场传感器U8和磁场传感器U0、安装在安全帽1侧面的蜂鸣器BUZ1，安装在安全帽1帽沿下侧壁上的指示灯D3。所述电场传感器U8、所述磁场传感器U0连接处理器模块U7，处理器模块U7连接蜂鸣器BUZ1、指示灯D3。所述处理器模块U7为Atmega8单片机。
电场传感器U8、磁场传感器U0来检测安全帽所在空间的电场和磁场信号，并将检测信号传递到Atmega8单片机中，Atmega8单片机测量到检测值大于阈值Uop，则判断工作人员进入的高电场和高磁场的区域，然后通过指示灯D3来提示，从而给工作人员长期警示作用；在达到阈值后，如果在某段时间内t1, Atmega8单片机检测发现电场和磁场的出现很大的变化量△U，则判断工作人员进入电磁场很恶劣的区域，从而发出一定时间t2的蜂鸣器BUZ1报警，如果在这段时间内电场人员一直在该区域，则取消报警（因为电场人员，根据经验觉得这种电磁场强度是在一定时间可以接受的，当前环境暂时是安全的）。
本实用新型可以划分为3部分电路组成：磁场检测电路、电场检测电路和报警电路。
磁场检测电路如图3所示。磁场检测电路采用磁场检测传感器HMC1023来检测断路器磁场。该电路由磁场传感器U0，运放U1、U2、U3（U1、U3为OP37GP，U2为INA128），电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，电容C1、C2、C3、C4，二极管D1组成。运放U1，电容C1、电阻R1组成了第一直流信号滤除电路。运放U2、电阻R2组成了第一信号放大电路。运放U3、电阻R3、R4、R6、R7、电容C2、C3组成了第一50Hz低通滤波电路。二极管D1、电阻R7、电容C4组成了第一半波整流电路。各电路间通过电线连接完成磁场信号的处理，最后第一半波整流电路的输出端M-OUT与单片机的PC0相连。电路中有一个型号为IRF7509的非门U6，其输入端与D与单片机PC6相连，还与HMC1023的2号引脚相连，其输出端与HMC1022的10号引脚相连。单片机的PC6产生脉冲通过非门得到反向脉冲，然后正向脉冲和反向脉冲通过HMC1023的2、10号引脚对MC1023进行复位。
电场检测电路如图4所示。电场检测采用一个LP32电场传感器来检测电场信号。该电路由电场传感器U8，运放U4、U5、U6，电阻R8~R14、R19，电容C5~C8，的二极管D2组成；运放U4，电容C5、电阻R8组成了第二直流信号滤除电路。运放U5、电阻R9组成了第二信号放大电路。运放U6、电阻R10、R11、R12、R13、电容C6、C7组成了第二50Hz低通滤波电路。二极管D2、电阻R14、电容C8组成了第二半波整流电路。各电路间通过电线连接完成电场信号的处理，最后第二半波整流电路的输出端E-OUT与单片机的PC1相连。
报警电路如图5所示。该电路的主要功能是通过单片机对电场数据进行采集，并判断，然后控制指示灯和蜂鸣器做出相应的动作。单片机采用Atmega8。该电路由单片机U7，三极管Q1、Q2，发光红色二极管D3：指示灯，蜂鸣器BUZ1，电阻R15~R18组成。磁场检测电路中半波整流后的M-OUT输出信号连接到单片机的PC0（ADC0为AD采集口），电场检测电路中半波整流后的E-OUT输出信号连接到单片机的PC1（ADC1为AD采集口）。单片机通过循环对PC0、PC1端口信号进行AD采样，就可以得到电场和磁场数字信号。最后通过对电场和磁场数字信号，单片机通过控制指示灯D3和蜂鸣器BUZ1做出响应的动作。
Claims (6)
1.基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽，包括：安装在安全帽（1）内部的电场传感器U8和磁场传感器U0、安装在安全帽（1）侧面的蜂鸣器BUZ1，安装在安全帽（1）帽沿的指示灯D3；其特征在于，所述电场传感器U8、所述磁场传感器U0连接处理器模块U7，处理器模块U7连接蜂鸣器BUZ1、指示灯D3。
2.根据权利要求1所述基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽，其特征在于，所述磁场传感器U0为HMC1023磁场传感器，HMC1023磁场传感器连接第一直流信号滤除电路，第一直流信号滤除电路连接第一信号放大电路，第一信号放大电路连接第一低通滤波电路，第一低通滤波电路连接第一半波整流电路，第一半波整流电路连接处理器模块U7。
3.根据权利要求1所述基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽，其特征在于，所述电场传感器U8为LP32电场传感器，LP32电场传感器连接第二直流信号滤除电路，第二直流信号滤除电路连接第二信号放大电路，第二信号放大电路连接第二低通滤波电路，第二低通滤波电路连接第二半波整流电路，第二半波整流电路连接处理器模块U7。
4.根据权利要求2所述基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽，其特征在于，所述HMC1023磁场传感器连接非门U6，非门U6连接处理器模块U7。
5.根据权利要求1所述基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽，其特征在于，所述电场传感器U8、磁场传感器U0、处理器模块U7通过螺钉或者尼龙绳固定在电力安全帽（1）上。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的基于电场和磁场检测原理的带有报警功能的电力安全帽，其特征在于，所述处理器模块U7为Atmega8单片机。
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