CN207799110U - 具有定位功能的电线探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有定位功能的电线探测装置，包括半球状的壳体，壳体的大端开口，壳体远离开口的一侧连接有柱状的手柄，所述壳体由不锈钢材料制成，在壳体内设置有电磁感应线圈和电线检测电路；还包括定位测量装置，该定位测量装置包括微处理器以及均匀分布于壳体开口外侧壁的四个测距传感器，所述测距传感器均连接到微处理器，微处理器还连接有WIFI模块和操作按键组合，微处理器还设置有定位信号端，该定位信号端与电线检测电路的输出端连接。该电线探测装置抗干扰能力强，使用方便，能够将定位数据传输给电脑。

Description

具有定位功能的电线探测装置

技术领域

本实用新型涉及家用电器设备领域，具体涉及一种具有定位功能的电线探测装置。

背景技术

家庭装修检查中，墙面内的电线往往对施工造成一定影响，甚至引发事故，造成人员财产损失。如果能在施工前进行探测，摸清墙面内的电线的布置，则能有效地防止相关事故损失的发生。

目前的具有定位功能的电线探测装置，结构复杂，成本高昂、尺寸以及精度指标等也有所欠缺。另外现有的具有定位功能的电线探测装置由于没有采取屏蔽和抗干扰措施，所以抗干扰能力差，由于电线是埋设于墙壁内，很多电器的电流小，其产生的电磁信号非常微弱，外面的电灯、电器以及无线电信号都有可能影响检测信号的准确性，导致产生错误的判断，因此，市场上迫切需要一种尺寸紧凑、制作成本较低、制作工艺简单、抗干扰能力强的具有定位功能的电线探测装置。

实用新型内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本实用新型的目的是提供一种具有定位功能的电线探测装置，该电线探测装置抗干扰能力强，使用方便，能够将定位数据传输给电脑。

为了达到上述目的，本实用新型采取如下技术方案，一种具有定位功能的电线探测装置，其关键在于，包括半球状的壳体，壳体的大端开口，壳体远离开口的一侧连接有柱状的手柄，所述壳体由不锈钢材料制成，在壳体内设置有电磁感应线圈和电线检测电路；电线检测电路连接有指示灯；电磁感应线圈获取墙内电线发出的电磁信号传递给电线检测电路，电线检测电路控制指示灯亮灭；

还包括定位测量装置，该定位测量装置包括微处理器以及均匀分布于壳体开口外侧壁的四个测距传感器，所述测距传感器均连接到微处理器，微处理器还连接有WIFI模块和操作按键组合，微处理器还设置有定位信号端，该定位信号端与电线检测电路的输出端连接。

本实用新型方便实用，使用时将前部的壳体的开口罩在墙面上，由于将电磁感应线圈和电线检测电路设置于壳体内，不锈钢制作的壳体能有效屏蔽电灯、电器、以及无线电通讯产生的电磁信号，使电线探测装置的探测结果更加准确。

当电线检测电路检测到墙面内埋藏有电线时，控制指示灯点亮，发出信号给用户。

本实用新型还设置有定位测量装置，定位测量装置获取电线检测电路的信号后，通过测距传感器进行测距和定位，将测量数据发送给用户的电脑，由用户在自己的电脑上确定电线位于墙壁内的位置并画出电线的位置图。

墙壁通常为矩形，将电线探测装置平拿，即使四个测距传感器分别正对上下左右四方，根据四个测距传感器的输入信号即可确定墙壁的轮廓尺寸长和宽，当电线检测电路的输出端检测到电线信号后给微处理器定位信号，这时微处理器检测四个测距传感器的输入信号，即到墙壁轮廓的距离，微处理器通过WIFI模块可以将测量的距离数据输出到用户的电脑，用户的电脑通过配对的WIFI模块与微处理器连接，获取四个测距传感器测量的数据，包括左边距、右边距、上边距、下边距，用户通过电脑可计算出墙壁轮廓尺寸以及确定电线所在位置，然后再根据墙壁轮廓尺寸和四个测距传感器的输入测量数据即可通过电脑内的CAD软件绘出墙壁内的电线图。

对于轮廓结构复杂的墙面，可以先将轮廓尺寸通过电脑中CAD软件画好，然后再根据测距传感器的检测数据确定电线位置画出定位点，拟合定位点完成CAD图。

操作按键组合包括开关键、发送键，开关键用作微处理器的开关；当用户按下发送键之后，微处理器通过WIFI模块将测量数据发送给电脑。

所述微处理器采用STM32微处理器，测距传感器或者是采用红外线测距传感器，或者是超声波测距传感器，或者是激光测距传感器，WIFI模块采用ESP-07WIFI模块。

采用上述技术成熟的STM32微处理器、测距传感器以及WIFI模块，能够方便快捷的组成定位测量装置，并且结构简单。

所述壳体的外壁对称设置有四个凸台，每个凸台上可拆卸地安装有一个测距传感器，所述手柄内设置有空腔，微处理器、WIFI模块设置于空腔内。

凸台用于安装测距传感器，凸台的外侧设置有平面，测距传感器可通过螺钉等可拆卸地安装于凸台的外侧。

所述电磁感应线圈并联有谐振电容C1，电磁感应线圈与谐振电容C1形成谐振回路，所述电线检测电路包括放大电路，电磁感应线圈的一端与放大电路的输入端相连，电磁感应线圈的另一端接地，放大电路的输出端连接集成运放比较器的同相输入端，集成运放比较器的反相输入端连接有参比电路，集成运放比较器的输出端连接指示灯的一端，指示灯的另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极接地；所述指示灯设置在壳体或手柄的外壁；

集成运放比较器的输出端与定位信号端连接。

电磁感应线圈与谐振电容C1形成谐振回路，该谐振回路的谐振频率与50Hz工频信号的频率相同，能将工频信号进行有效放大，从而抑制其余的电器以及无线电通讯产生的电磁信号以及共模干扰信号。

电磁感应线圈的信号经放大电路放大后，由于放大的信号中有可能含有室内的电灯、电器发生的50Hz的交流干扰信号以及共模干扰信号，由于壳体的屏蔽作用，这些信号均小于电线产生的50Hz工频信号，通过集成运放比较器进行比较，集成运放比较器的反向输入端连接有参比电路，该参比电路产生一比较电压信号，由于干扰信号小于参比电路的电压信号，因此被集成运放比较器给屏蔽掉了，只有电线产生的工频信号由于大于参比电路的比较电压信号，能够使集成运放比较器输出正的电压而使指示灯发光。

因此本装置的抗干扰信号能力强，并且结构也比较简单，成本低廉，便于广大用户使用。

另外通过调节参比电路的比较电压信号，也可以调节具有定位功能的电线探测装置的灵敏度，比较电压信号越小，灵敏度越高。为了便于准确定位，减小误差，也可以将灵敏度调低，这样只有当壳体恰好正对电线时，指示灯才发光，距离较远时不发光。

所述放大电路包括NPN三极管VT，该NPN三极管VT的基极经滤波电容C2与电磁感应线圈的一端相连，该NPN三极管VT的基极还经电阻R2连接电源，该NPN三极管VT的基极还经电阻R1接地，该NPN三极管VT的集电极经电阻R3连接电源，该NPN三极管VT的集电极经电容C4连接集成运放比较器的同相输入端，该NPN三极管VT的发射极经电阻R4接地，该电阻R4并联有旁路电容C3。

上述的放大电路结构简单，能够有效滤掉共模信号，并且放大电路能有效放大50Hz交流信号。

所述参比电路包稳压管D1、电阻R8、电阻R5和可调电阻R6，电阻R8的一端连接电源，电阻R8的另一端连接稳压管D1的负极，稳压管D1的正极接地，电阻R8的另一端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端经可调电阻R6接地，电阻R5的另一端还与集成运放比较器的反相输入端相连输出比较信号。

上述的参比电路能够产生稳定的比较电压信号，并且通过调节可调电阻R6，可以有效调节比较电压信号的大小，从而调节具有定位功能的电线探测装置的灵敏度或抗干扰能力。

所述电磁感应线圈包括“C”形的铁芯以及缠绕在铁芯上的线圈，壳体的开口设置有面板，铁芯的两端嵌入面板并与面板的外端面齐平；所述铁芯由超微晶合金制成。

将电磁感应线圈设置成上述形状，便于电磁感应线圈的两端紧靠在墙面上，能有效接收墙内电线发出的工频信号，超微晶合金的导磁性能好，能有效采集工频信号，防止损失。

所述手柄内设置有空腔，在空腔内设置有电源，所述电源为蓄电池，该蓄电池为电线检测电路供电，在手柄的外壁设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板经充电电路为蓄电池充电。

上述结构设置便于利用太阳能为具有定位功能的电线探测装置供电，免去反复充电以及更换电池的麻烦。

所述充电电路包括二极管D3和稳压管D4，太阳能电池板的正极连接二极管D3的正极，太阳能电池板的负极接地，二极管D3的负极连接稳压管D4的负极，稳压管D4的正极接地，稳压管D4的负极还连接蓄电池的正极，蓄电池的负极接地。

上述充电电路结构简单，成本低廉。

所述壳体的开口边缘倒有圆角。

上述结构设置可以防止壳体的开口边缘划伤墙面。

有益效果:本实用新型提供了一种具有定位功能的电线探测装置，该电线探测装置抗干扰能力强，使用方便，能够将定位数据传输给电脑。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

图2为检测电路的电路图；

图3为充电电路的电路图；

图4为定位测量装置的电路模块图；

图5为微处理器的电路图；

图6为WIFI模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-图6所示，本实用新型提供了一种具有定位功能的电线探测装置，该具有定位功能的电线探测装置为手电筒形状，包括半球状的壳体1，壳体1的大端开口，壳体1远离开口的一侧连接有柱状的手柄2，所述壳体1由不锈钢材料制成，在壳体1内设置有电磁感应线圈3和电线检测电路4；

还包括定位测量装置，该定位测量装置包括微处理器51以及均匀分布于壳体1开口外侧壁的四个测距传感器50，所述测距传感器50均连接到微处理器51，微处理器51还连接有WIFI模块52和操作按键组合53，微处理器51还设置有定位信号端，该定位信号端与电线检测电路4的输出端连接。

本实用新型方便实用，使用时将前部的壳体1的开口罩在墙面上，由于将电磁感应线圈3和电线检测电路4设置于壳体1内，不锈钢制作的壳体1能有效屏蔽电灯、电器、以及无线电通讯产生的电磁信号，使电线探测装置的探测结果更加准确。

当电线检测电路4检测到墙面内埋藏有电线时，发出信号给用户。

本实用新型还设置有定位测量装置，定位测量装置获取电线检测电路4的信号后，通过测距传感器50进行测距和定位，将测量数据发送给用户的电脑，由用户在自己的电脑上确定电线位于墙壁内的位置并画出电线的位置图。

墙壁通常为矩形，将电线探测装置平拿，即使四个测距传感器50分别正对上下左右四方，根据四个测距传感器50的输入信号即可确定墙壁的轮廓尺寸长和宽，当电线检测电路4的输出端检测到电线信号后给微处理器51定位信号，这时微处理器51检测四个测距传感器50的输入信号，即到墙壁轮廓的距离，微处理器51通过WIFI模块52可以将测量的距离数据输出到用户的电脑，用户的电脑通过配对的WIFI模块与微处理器51连接，获取四个测距传感器50测量的数据，包括左边距、右边距、上边距、下边距，用户通过电脑可计算出墙壁轮廓尺寸以及确定电线所在位置，然后再根据墙壁轮廓尺寸和四个测距传感器50的输入测量数据即可通过电脑内的CAD软件绘出墙壁内的电线图。

对于轮廓结构复杂的墙面，可以先将轮廓尺寸通过电脑中CAD软件画好，然后再根据测距传感器50的检测数据确定电线位置画出定位点，拟合定位点完成CAD图。

所述微处理器51采用STM32微处理器，测距传感器50或者是采用红外线测距传感器，或者是超声波测距传感器，或者是激光测距传感器，WIFI模块52采用ESP-07WIFI模块。

采用上述技术成熟的STM32微处理器、测距传感器以及WIFI模块，能够方便快捷的组成定位测量装置，并且结构简单。

操作按键组合53包括开关键、发送键，开关键用作微处理器51的开关；当用户按下发送键之后，微处理器51通过WIFI模块52将测量数据发送给电脑。

所述壳体1的外壁对称设置有四个凸台1a，每个凸台1a上可拆卸地安装有一个测距传感器50，所述手柄2内设置有空腔21，微处理器51、WIFI模块52设置于空腔21内，其中操作按键组合53设置于手柄2的外壁。

凸台1a用于安装测距传感器50，凸台1a的外侧设置有平面，测距传感器50可通过螺钉等可拆卸地安装于凸台1a的外侧。

所述电磁感应线圈3并联有谐振电容C1，电磁感应线圈3与谐振电容C1形成谐振回路，所述电线检测电路4包括放大电路，电磁感应线圈3的一端与放大电路的输入端相连，电磁感应线圈3的另一端接地，放大电路的输出端连接集成运放比较器41的同相输入端，集成运放比较器41的反相输入端连接有参比电路，集成运放比较器41的输出端连接指示灯5的一端，指示灯5的另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极接地；所述指示灯5设置在壳体1或手柄2的外壁；

集成运放比较器41的输出端与定位信号端连接。

电磁感应线圈3与谐振电容C1形成谐振回路，该谐振回路的谐振频率与50Hz工频信号的频率相同，能将工频信号进行有效放大，从而抑制其余的电器以及无线电通讯产生的电磁信号以及共模干扰信号。

电磁感应线圈3的信号经放大电路放大后，由于放大的信号中有可能含有室内的电灯、电器发生的50Hz的交流干扰信号以及共模干扰信号，由于壳体1的屏蔽作用，这些信号均小于电线产生的50Hz工频信号，通过集成运放比较器41进行比较，集成运放比较器41的反向输入端连接有参比电路，该参比电路产生一比较电压信号，由于干扰信号小于参比电路的电压信号，因此被集成运放比较器41给屏蔽掉了，只有电线产生的工频信号由于大于参比电路的比较电压信号，能够使集成运放比较器41输出正的电压而使指示灯5发光。

因此本装置的抗干扰信号能力强，并且结构也比较简单，成本低廉，便于广大用户使用。

另外通过调节参比电路的比较电压信号，也可以调节具有定位功能的电线探测装置的灵敏度，比较电压信号越小，灵敏度越高。为了便于准确定位，减小误差，也可以将灵敏度调低，这样只有当壳体1恰好正对电线时，指示灯5才发光，距离较远时不发光。

所述放大电路包括NPN三极管VT，该NPN三极管VT的基极经滤波电容C2与电磁感应线圈3的一端相连，该NPN三极管VT的基极还经电阻R2连接电源，该NPN三极管VT的基极还经电阻R1接地，该NPN三极管VT的集电极经电阻R3连接电源，该NPN三极管VT的集电极经电容C4连接集成运放比较器41的同相输入端，该NPN三极管VT的发射极经电阻R4接地，该电阻R4并联有旁路电容C3。

上述的放大电路结构简单，能够有效滤掉共模信号，并且放大电路能有效放大50Hz交流信号。

所述参比电路包稳压管D1、电阻R8、电阻R5和可调电阻R6，电阻R8的一端连接电源，电阻R8的另一端连接稳压管D1的负极，稳压管D1的正极接地，电阻R8的另一端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端经可调电阻R6接地，电阻R5的另一端还与集成运放比较器41的反相输入端相连输出比较信号。

上述的参比电路能够产生稳定的比较电压信号，并且通过调节可调电阻R6，可以有效调节比较电压信号的大小，从而调节具有定位功能的电线探测装置的灵敏度或抗干扰能力。

所述电磁感应线圈3包括“C”形的铁芯31以及缠绕在铁芯31上的线圈32，壳体1的开口设置有面板11，铁芯31的两端嵌入面板11并与面板11的外端面齐平；所述铁芯31由超微晶合金制成。

将电磁感应线圈3设置成上述形状，便于电磁感应线圈3的两端紧靠在墙面上，能有效接收墙内电线发出的工频信号，超微晶合金的导磁性能好，能有效采集工频信号，防止损失。

所述手柄2内设置有空腔21，在空腔21内设置有电源，所述电源为蓄电池6，该蓄电池6为电线检测电路4供电，在手柄2的外壁设置有太阳能电池板7，所述太阳能电池板7经充电电路为蓄电池6充电。

上述结构设置便于利用太阳能为具有定位功能的电线探测装置供电，免去反复充电以及更换电池的麻烦。

所述充电电路包括二极管D3和稳压管D4，太阳能电池板7的正极连接二极管D3的正极，太阳能电池板7的负极接地，二极管D3的负极连接稳压管D4的负极，稳压管D4的正极接地，稳压管D4的负极还连接蓄电池6的正极，蓄电池6的负极接地。

上述充电电路结构简单，成本低廉。

所述壳体1的开口边缘倒有圆角12。

上述结构设置可以防止壳体1的开口边缘划伤墙面。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有定位功能的电线探测装置，其特征在于，包括半球状的壳体(1)，壳体(1)的大端开口，壳体(1)远离开口的一侧连接有柱状的手柄(2)，所述壳体(1)由不锈钢材料制成，在壳体(1)内设置有电磁感应线圈(3)和电线检测电路(4)；电线检测电路(4)连接有指示灯(5)；电磁感应线圈(3)获取墙内电线发出的电磁信号传递给电线检测电路(4)，电线检测电路(4)控制指示灯(5)亮灭；

还包括定位测量装置，该定位测量装置包括微处理器(51)以及均匀分布于壳体(1)开口外侧壁的四个测距传感器(50)，所述测距传感器(50)均连接到微处理器(51)，微处理器(51)还连接有WIFI模块(52)和操作按键组合(53)，微处理器(51)还设置有定位信号端，该定位信号端与电线检测电路(4)的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的具有定位功能的电线探测装置，其特征在于：所述微处理器(51)采用STM32微处理器(51)，测距传感器(50)或者是采用红外线测距传感器，或者是超声波测距传感器，或者是激光测距传感器，WIFI模块(52)采用ESP-07WIFI模块(52)。

3.根据权利要求2所述的具有定位功能的电线探测装置，其特征在于：所述壳体(1)的外壁对称设置有四个凸台(1a)，每个凸台(1a)上可拆卸地安装有一个测距传感器(50)，所述手柄(2)内设置有空腔(21)，微处理器(51)、WIFI模块(52)设置于空腔(21)内。

4.根据权利要求1所述的具有定位功能的电线探测装置，其特征在于：所述电磁感应线圈(3)并联有谐振电容C1，电磁感应线圈(3)与谐振电容C1形成谐振回路，所述电线检测电路(4)包括放大电路，电磁感应线圈(3)的一端与放大电路的输入端相连，电磁感应线圈(3)的另一端接地，放大电路的输出端连接集成运放比较器(41)的同相输入端，集成运放比较器(41)的反相输入端连接有参比电路，集成运放比较器(41)的输出端连接指示灯(5)的一端，指示灯(5)的另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极接地；所述指示灯(5)设置在壳体(1)或手柄(2)的外壁；

集成运放比较器(41)的输出端与定位信号端连接。

5.根据权利要求4所述的具有定位功能的电线探测装置，其特征在于：所述放大电路包括NPN三极管VT，该NPN三极管VT的基极经滤波电容C2与电磁感应线圈(3)的一端相连，该NPN三极管VT的基极还经电阻R2连接电源，该NPN三极管VT的基极还经电阻R1接地，该NPN三极管VT的集电极经电阻R3连接电源，该NPN三极管VT的集电极经电容C4连接集成运放比较器(41)的同相输入端，该NPN三极管VT的发射极经电阻R4接地，该电阻R4并联有旁路电容C3。

6.根据权利要求5所述的具有定位功能的电线探测装置，其特征在于：所述参比电路包稳压管D1、电阻R8、电阻R5和可调电阻R6，电阻R8的一端连接电源，电阻R8的另一端连接稳压管D1的负极，稳压管D1的正极接地，电阻R8的另一端连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端经可调电阻R6接地，电阻R5的另一端还与集成运放比较器(41)的反相输入端相连输出比较信号。

7.根据权利要求3所述的具有定位功能的电线探测装置，其特征在于：所述空腔(21)内设置有电源，所述电源为蓄电池(6)，该蓄电池(6)为电线检测电路(4)供电，在手柄(2)的外壁设置有太阳能电池板(7)，所述太阳能电池板(7)经充电电路为蓄电池(6)充电。

8.根据权利要求7所述的具有定位功能的电线探测装置，其特征在于：所述充电电路包括二极管D3和稳压管D4，太阳能电池板(7)的正极连接二极管D3的正极，太阳能电池板(7)的负极接地，二极管D3的负极连接稳压管D4的负极，稳压管D4的正极接地，稳压管D4的负极还连接蓄电池(6)的正极，蓄电池(6)的负极接地。

9.根据权利要求1所述的具有定位功能的电线探测装置，其特征在于：所述壳体(1)的开口边缘倒有圆角(12)。