CN209117822U - 一种安全回路远程自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种安全回路远程自动检测装置，属于安全回路检测技术领域，包括控制器、电压转换电路、短路检测模块、过流检测模块、报警电路、无线通信模块、显示模块，所述电压转换电路分别与短路检测模块、过流检测模块连接，所述短路检测模块、过流检测模块、无线通信模块、报警电路、显示模块分别与控制器连接。本实用新型能够自动检测安全回路的电压变化，以及过流情况，并记录安全回路的短路或过流时间。

Description

一种安全回路远程自动检测装置

技术领域

本实用新型涉及安全回路检测技术领域，具体的说，是一种安全回路远程自动检测装置。

背景技术

在进行设备安全检测检验时，需要测量设备的安全回路的断路时间以便于判断安全回路的设置是否符合设计要求，目前并没有非常有效的方法，以及仪器或装置来检测出安全回路的断路时间。

现有技术中，常用的检测方法是检测人员使用秒表来检测安全回路的断路时间，虽然这种方法较为普遍，但是不能自动检测出断路时间，检测人员也无法准确知道断路的起、始时间点，因此利用秒表检测出的结果并不精确；且安全回路电压大多为100V，检测人员在检测的时候并不安全且费时费力。

因此提出一种既能检测设备安全回路短路，又能检测过流的装置很重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种安全回路远程自动检测装置，能够自动检测安全回路的电压变化，以及过流情况，并记录安全回路的短路或过流时间。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种安全回路远程自动检测装置，包括控制器、电压转换电路、短路检测模块、过流检测模块、报警电路、无线通信模块、显示模块，所述电压转换电路分别与短路检测模块、过流检测模块连接，所述短路检测模块、过流检测模块、无线通信模块、报警电路、显示模块分别与控制器连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述控制器采用型号为8051的单片机。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述电压转换电路的电压输入端连接有探针。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述电压转换电路包括电源芯片、接口J1、接口J2、接口J3、电阻R10、电阻R11，所述接口J1与电源芯片的电压输入端连接，所述接口J2通过电阻R10与电源芯片的电压输出接口连接，所述接口J3通过电阻R11与电源芯片的电压输出接口连接；所述电源芯片的型号为KS5-5。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述短路检测模块包括三极管Q2，电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C4；所述三极管Q2的发射级与接口J2连接，三极管Q2的集电极连接电阻R15后接地，三极管Q2的基极与电阻R14连接；所述电阻R12与接口J2连接后与电阻R13串联，所述电阻R14与电阻R13连接后接地；三极管Q2的集电极还分别与电容C4、电阻R16以及8051单片机的引脚P3.2连接；所述电容C14与电阻R16并联后接地。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述过流检测模块包括三极管Q3、电阻R17、三极管Q4、运算放大器N1，所述接口J3分别与三极管Q3的发射级、电阻R17、三极管Q4的发射级连接；所述三极管Q3的基极依次串联有电阻R18、BNC接头，三极管Q4的基极串联有电阻R19，三极管Q3的集电极分别连接有电阻R21、二极管D1，三极管Q4的集电极分别连接有电阻R20、二极管D2；所述BNC接头还连接有电阻R19、电容C5、电阻R20、电阻R21、电容C6、电阻R23、电容C7，所述电容C5的另一端接地，所述二极管D2的另一端分别连接有电容C6、电阻R22；所述运算放大器N1的正向输入端与BNC接头连接，其反向输入端与电阻R22连接，其输出端连接有电阻R25，所述运算放大器还连接有反馈电阻R26；所述二极管D1分别连接有电容C7、电阻R24、电阻R25、二极管D3，所述电阻R25与8051单片机的引脚P3.3连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述报警电路包括三极管Q1、蜂鸣器B1；所述三极管Q1的发射级与蜂鸣器B1连接后接地，其集电极连接有电阻R9，其基极与8051单片机的引脚P2.3连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述无线通信模块包括芯片L506，所述芯片L506的引脚SPI_CLK、引脚SPI_MISO、引脚SPI_MOSI、引脚SPI_CS分别与8051单片机的引脚P1.4、引脚P1.5、引脚P1.6、引脚P1.7连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述显示模块包括LED显示屏，所述LED显示屏的引脚a、引脚b、引脚c、引脚d、引脚e、引脚f、引脚g、引脚p、引脚COM1、引脚COM2、引脚COM3、引脚COM4分别与8051单片机的引脚P0.0、引脚P0.1、引脚P0.2、引脚P0.3、引脚P0.4、引脚P0.5、引脚P0.6、引脚P0.7、引脚P2.7、引脚P2.6、引脚P2.5、引脚P2.4连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述控制器还包括8051单片机的外围电路，所述外围电路包络分别与8051单片机连接的晶振电路、复位电路。

工作原理：

所述电压转换电路将输入的高电压转换为低电压输出后分别至短路检测模块和过流检测模块。所述短路检测模块用于检测设备的电路中由于器件短接造成的短路；所述过流检测模块用于检测设备电路中是否出现电流过大的情况。检测模块检测到的电压值和电流值通过控制器传到显示模块上，如果出现设备电路短路或过流，则报警电路响起，提示工作人员。控制器连接有无线通信模块，用于将检测模块检测的信息发送至远端的上位机进行存储。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型采用单片机接收短路检测模块和过流检测模块检测到的信息，进行处理后，通过无线通信模块发送至上位机进行存储，并在LED显示屏上显示短路或过流的时间，发生短路或过流时，蜂鸣器响起。

附图说明

图1为本实用新型模块框图；

图2为本实用新型控制器电路原理图；

图3为本实用新显示模块电路原理图；

图4为本实用新型电压转换电路原理图；

图5为本实用新型短路检测模块电路原理图；

图6为本实用新型过流检测模块电路原理图；

图7为本实用新型报警电路原理图；

图8为本实用新型无线通信模块电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实用新型通过下述技术方案实现，如图1-图8所示，一种安全回路远程自动检测装置，其特征在于：包括控制器、电压转换电路、短路检测模块、过流检测模块、报警电路、无线通信模块、显示模块，所述电压转换电路分别与短路检测模块、过流检测模块连接，所述短路检测模块、过流检测模块、无线通信模块、报警电路、显示模块分别与控制器连接。

需要说明的是，通过上述改进，所述电压转换电路将输入的高电压转换为低电压输出后分别至短路检测模块和过流检测模块。所述短路检测模块用于检测设备的电路中由于器件短接造成的短路；所述过流检测模块用于检测设备电路中是否出现电流过大的情况。检测模块检测到的电压值和电流值通过控制器传到显示模块上，如果出现设备电路短路或过流，则报警电路响起，提示工作人员。控制器连接有无线通信模块，用于将检测模块检测的信息发送至远端的上位机进行存储。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1、图4所示，所述电压转换电路的电压输入端连接有探针；所述电压转换电路包括电源芯片、接口J1、接口J2、接口J3、电阻R10、电阻R11，所述接口J1与电源芯片的电压输入端连接，所述接口J2通过电阻R10与电源芯片的电压输出接口连接，所述接口J3通过电阻R11与电源芯片的电压输出接口连接；所述电源芯片的型号为KS5-5。

需要说明的是，通过上述改进，探针点连接至电压转换电路的电压输入端，电压转换电路用于将探针输入的高电压转换成低电压输出，如图4所示，电压转换电路包括电源芯片KS5-5，探针与电源芯片KS5-5的输入端电连接，即探针连接在电源芯片KS5-5的两个接线端上，电源芯片KS5-5的输出端电连接短路检测模块和过流检测模块。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2、图5所示，所述短路检测模块包括三极管Q2，电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C4；所述三极管Q2的发射级与接口J2连接，三极管Q2的集电极连接电阻R15后接地，三极管Q2的基极与电阻R14连接；所述电阻R12与接口J2连接后与电阻R13串联，所述电阻R14与电阻R13连接后接地；三极管Q2的集电极还分别与电容C4、电阻R16以及8051单片机的引脚P3.2连接；所述电容C14与电阻R16并联后接地。

需要说明的是，通过上述改进，电压转换电路将高电压转换为低电压后，输入短路检测模块，电阻R12为输出匹配电阻，电阻R13为输出负载。当过流电阻R12的电流大于14nA时，电阻R12两端的电压达到了三极管Q2的基极与发射级的PN结的导通电压，使得三极管Q2导通，从而让电容C4充电。电容C4经过一瞬间的充电之后即可保持1s左右的时间。电容C4与电阻R16连接的一端作为输出端口，电容C4上的信号通过输出端口输出至8051单片机的引脚P3.2，因此通过检测输出端口的信号即可实现短路检测的功能。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2、图6所示，所述过流检测模块包括三极管Q3、电阻R17、三极管Q4、运算放大器N1，所述接口J3分别与三极管Q3的发射级、电阻R17、三极管Q4的发射级连接；所述三极管Q3的基极依次串联有电阻R18、BNC接头，三极管Q4的基极串联有电阻R19，三极管Q3的集电极分别连接有电阻R21、二极管D1，三极管Q4的集电极分别连接有电阻R20、二极管D2；

所述BNC接头还连接有电阻R19、电容C5、电阻R20、电阻R21、电容C6、电阻R23、电容C7，所述电容C5的另一端接地，所述二极管D2的另一端分别连接有电容C6、电阻R22；

所述运算放大器N1的正向输入端与BNC接头连接，其反向输入端与电阻R22连接，其输出端连接有电阻R25，所述运算放大器还连接有反馈电阻R26；

所述二极管D1分别连接有电容C7、电阻R24、电阻R25、二极管D3，所述电阻R25与8051单片机的引脚P3.3连接。

需要说明的是，通过上述改进，三极管Q3采用PNP，有电阻R17、三极管Q3、电阻R18、二极管D1、电阻R24和电阻R25组成正电压的过流检测端口，电容C5用于滤波，电容C7用于充电，使电阻R24两端的电压升高，并输出至8051单片机的引脚P3.3。三极管Q4采用NPN，由电阻R17、电阻R19、三极管Q4、二极管D2、电阻R22、运算放大器N1、电阻R26组成负电压的过流检测电路，其中电容C6用于滤波，当电阻R22与电阻R26的阻值相等时，运算放大器N1为等值负反馈即输出端与输入端电压极性相反但数值相等，实现负逻辑转换为正逻辑。当正电压导致过流时，三极管Q3导通，对电容C7进行充电，当负电压导致过流时，三极管Q4导通，电容C6充电。当电容C6或C7充电时，过流电测模块输出电压至8051单片机，即检测到过流信号。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2、图7所示，所述报警电路包括三极管Q1、蜂鸣器B1；所述三极管Q1的发射级与蜂鸣器B1连接后接地，所述三极管Q1集电极连接有电阻R9，所述三极管Q1基极与8051单片机的引脚P2.3连接。

需要说明的是，通过上述改进，当8051单片机接收到短路或过流的信号时，引脚P2.3发出低电平，三极管Q1导通，蜂鸣器B1响起。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2、图8所示，所述无线通信模块包括芯片L506，所述芯片L506的引脚SPI_CLK、引脚SPI_MISO、引脚SPI_MOSI、引脚SPI_CS分别与8051单片机的引脚P1.4、引脚P1.5、引脚P1.6、引脚P1.7连接。

需要说明的是，通过上述改进，所述无线通信模块有天线E1和E2，向上位机发送安全回路检测的信息。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2、图3所示，所述显示模块包括LED显示屏，所述LED显示屏的引脚a、引脚b、引脚c、引脚d、引脚e、引脚f、引脚g、引脚p、引脚COM1、引脚COM2、引脚COM3、引脚COM4分别与8051单片机的引脚P0.0、引脚P0.1、引脚P0.2、引脚P0.3、引脚P0.4、引脚P0.5、引脚P0.6、引脚P0.7、引脚P2.7、引脚P2.6、引脚P2.5、引脚P2.4连接。

所述控制器还包括8051单片机的外围电路，所述外围电路包络分别与8051单片机连接的晶振电路、复位电路。

需要说明的是，通过上述改进，所述LED显示屏的引脚a与单片机引脚P0.0连接，LED显示屏的引脚b与单片机引脚P0.1连接，LED显示屏的引脚c与单片机引脚P0.2连接，LED显示屏的引脚d与单片机引脚P0.3连接，LED显示屏的引脚e与单片机引脚P0.4连接，LED显示屏的引脚f与单片机引脚P0.5连接，LED显示屏的引脚g与单片机引脚P0.6连接，LED显示屏的引脚p与单片机引脚P0.7连接，LED显示屏的引脚COM1与单片机引脚P2.7连接，LED显示屏的引脚COM2与单片机引脚P2.6连接，LED显示屏的引脚COM3与单片机引脚P2.5连接，LED显示屏的引脚COM4与单片机引脚P2.4连接。

正常状态下，单片机通过引脚P3.2或P3.3接收到的是高电平，LED显示屏不显示，蜂鸣器B1不动作；当安全回路短路或过流时，引脚P3.2或P3.3由高电平转换为低电平，单片机开始计时，并通过引脚P2.4、P2.5、P2.6、P2.7早LED显示屏上显示断电时间，同时通过引脚P2.3驱动蜂鸣器B1告警提示计时开始；当安全回路再次通电时，单片机的引脚P3.2或P3.3接收到高电平，单片机产生中断信号，LED显示屏终止计时并且蜂鸣器B1鸣叫提示计时结束，LED显示屏上显示的时间即为需要检测的安全回路短路或过流的时间；按下复位电路的复位开关S1，单片机计时清零，LED显示屏清屏。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安全回路远程自动检测装置，其特征在于：包括控制器、电压转换电路、短路检测模块、过流检测模块、报警电路、无线通信模块、显示模块，所述电压转换电路分别与短路检测模块、过流检测模块连接，所述短路检测模块、过流检测模块、无线通信模块、报警电路、显示模块分别与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种安全回路远程自动检测装置，其特征在于：所述控制器采用型号为8051的单片机。

3.根据权利要求2所述的一种安全回路远程自动检测装置，其特征在于：所述电压转换电路的电压输入端连接有探针。

4.根据权利要求2所述的一种安全回路远程自动检测装置，其特征在于：所述电压转换电路包括电源芯片、接口J1、接口J2、接口J3、电阻R10、电阻R11，所述接口J1与电源芯片的电压输入端连接，所述接口J2通过电阻R10与电源芯片的电压输出接口连接，所述接口J3通过电阻R11与电源芯片的电压输出接口连接；所述电源芯片的型号为KS5-5。

5.根据权利要求3所述的一种安全回路远程自动检测装置，其特征在于：所述短路检测模块包括三极管Q2，电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C4；所述三极管Q2的发射级与接口J2连接，三极管Q2的集电极连接电阻R15后接地，三极管Q2的基极与电阻R14连接；所述电阻R12与接口J2连接后与电阻R13串联，所述电阻R14与电阻R13连接后接地；三极管Q2的集电极还分别与电容C4、电阻R16以及8051单片机的引脚P3.2连接；所述电容C14与电阻R16并联后接地。

6.根据权利要求3所述的一种安全回路远程自动检测装置，其特征在于：所述过流检测模块包括三极管Q3、电阻R17、三极管Q4、运算放大器N1，所述接口J3分别与三极管Q3的发射级、电阻R17、三极管Q4的发射级连接；所述三极管Q3的基极依次串联有电阻R18、BNC接头，三极管Q4的基极串联有电阻R19，三极管Q3的集电极分别连接有电阻R21、二极管D1，三极管Q4的集电极分别连接有电阻R20、二极管D2；

所述BNC接头还连接有电阻R19、电容C5、电阻R20、电阻R21、电容C6、电阻R23、电容C7，所述电容C5的另一端接地，所述二极管D2的另一端分别连接有电容C6、电阻R22；

所述运算放大器N1的正向输入端与BNC接头连接，其反向输入端与电阻R22连接，其输出端连接有电阻R25，所述运算放大器还连接有反馈电阻R26；

所述二极管D1分别连接有电容C7、电阻R24、电阻R25、二极管D3，所述电阻R25与8051单片机的引脚P3.3连接。

7.根据权利要求2-6任一项所述的一种安全回路远程自动检测装置，其特征在于：所述报警电路包括三极管Q1、蜂鸣器B1；所述三极管Q1的发射级与蜂鸣器B1连接后接地，所述三极管Q1集电极连接有电阻R9，所述三极管Q1基极与8051单片机的引脚P2.3连接。

8.根据权利要求7所述的一种安全回路远程自动检测装置，其特征在于：所述无线通信模块包括芯片L506，所述芯片L506的引脚SPI_CLK、引脚SPI_MISO、引脚SPI_MOSI、引脚SPI_CS分别与8051单片机的引脚P1.4、引脚P1.5、引脚P1.6、引脚P1.7连接。

9.根据权利要求7所述的一种安全回路远程自动检测装置，其特征在于：所述显示模块包括LED显示屏，所述LED显示屏的引脚a、引脚b、引脚c、引脚d、引脚e、引脚f、引脚g、引脚p、引脚COM1、引脚COM2、引脚COM3、引脚COM4分别与8051单片机的引脚P0.0、引脚P0.1、引脚P0.2、引脚P0.3、引脚P0.4、引脚P0.5、引脚P0.6、引脚P0.7、引脚P2.7、引脚P2.6、引脚P2.5、引脚P2.4连接。

10.根据权利要求7所述的一种安全回路远程自动检测装置，其特征在于：所述控制器还包括8051单片机的外围电路，所述外围电路包络分别与8051单片机连接的晶振电路、复位电路。