CN209589309U - 一种弹簧触指综合压紧力检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种弹簧触指综合压紧力检测装置，包括检测头、装置壳体、装置手柄、平板电脑、运算放大模块、MCU微处理器、显示模块、WIFI通信模块、零点校正按钮模块和电源模块，所述检测头固定在装置壳体左端，所述显示模块设在装置壳体正顶部，所述零点校正按钮模块设在装置壳体正侧面上；所述装置手柄与装置壳体右侧固定连接，所述装置手柄与装置壳体连接处设有电源开关。本实用新型通过在检测头上设多组传感器，测量得出多组压力信号值，经过计算得出均值的压紧力，方便对整个触指的状态进行判断，能够避免零漂、温漂影响，同时测量值既能在显示模块上显示，又能通过WIFI发送到平板电脑上进行进一步分析处理，便于制定精确的检修策略。

Description

一种弹簧触指综合压紧力检测装置

技术领域

本实用新型涉及电力行业检测装置，具体是一种弹簧触指综合压紧力检测装置。

背景技术

电力触指是电力系统中使用量最大应用最广泛的高压设备导电接触元件，而弹簧触指为电力设备上的关键部件，由于触指上的弹簧长期暴露在大气环境下进行工作，受雨水、灰尘及有害气体的侵蚀，极易引起弹力下降或失效，而弹簧触指压力的大小会影响触点的接触电阻值大小和触点的温度高低，触点温度会进而影响到为触指提供压力的弹簧性能，而弹簧性能的好坏不仅对高压隔离开关的使用寿命有直接联系，还会影响到高压输变电网的运行安全，因此，对触指压力进行检测是十分必要的；目前对弹簧触指压力测量主要是依靠检修人员的经验,手动拉握估计接触压力的大小,这种方法既不方便又不准确；还有一种是模拟隔离开关动触头器件将传感元件安装在模拟隔离开关动触头上,插入弹簧触指内对压力进行测量；但由于传感元件或使用环境变化，容易产生的零点漂移，测量值不精确，其测量通道也有限，无法检测出各个触指压紧力和平均压紧力，判断整个触指的状态，并将数据上传至平板电脑进行分析处理，制定精确的检修策略。

因此，亟需一种弹簧触指综合压紧力检测装置，能够实现多个通道对触指压紧力进行精确测量，计算出综合均值压紧力，判断整个触指的状态，并能够将测量数据上传至平板电脑进行分析处理。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种能够实现多个通道对触指压紧力进行检测，测量值精确，并能够将测量数据上传至平板电脑进行分析处理的弹簧触指综合压紧力检测装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种弹簧触指综合压紧力检测装置，包括检测头、装置壳体、装置手柄、平板电脑、运算放大模块、MCU微处理器、显示模块、WIFI通信模块、零点校正按钮模块及电源模块组成；所述检测头固定在装置壳体左端，所述显示模块设在装置壳体正顶部，所述零点校正按钮模块设在装置壳体正侧面上；所述装置手柄与装置壳体右侧固定连接，所述装置手柄与装置壳体连接处设有电源开关；所述运算放大模块、MCU微处理器、和WIFI通信模块均安装在装置壳体内，所述电源模块安装在装置手柄内；所述检测头上设有传感器，所述传感器与运算放大模块相连，所述MCU微处理器上集成有A/D转换器和两个串行接口，所述运算放大模块与A/D转换器相连，所述显示模块与MCU微处理器两个串行接口中的一个相连，所述WIFI通信模块与MCU微处理器两个串行接口中的另一个相连，所述WIFI通信模块通过WIFI无线信号与平板电脑相连，所述零点校正按钮模块与MCU微处理器相连；所述传感器、运算放大模块、MCU微处理器、显示模块和WIFI通信模块通过电源开关与电源模块相连，所述电源模块与电源适配器相连。所述检测头可套入弹簧触指中，检测头上的传感器检测的压力信号后，传送到运算放大模块进行前置放大、调零差分放大；A/D转换器对信号进行模数转换后，MCU微处理器进行防脉冲干扰平均值算法程序进行数字滤波，滤波转换后的实际值通过两个串行接口传送显示模块上进行显示，及通过WIFI通信模块发送到平板电脑上，电源模块内设有锂电池，电源适配器可以为电池进行充电。

进一步的，所述传感器至多设有8组，所述传感器均采用薄膜电阻应变式压力传感器。所述传感器可以测量多组数据，使测量结果更加精确，采用薄膜电阻应变式压力传感器具有应力应变线性度好、重复性好、回差小、蠕变小等优点。

进一步的，所述A/D转换器采用8通道12位A／D转换器。8通道12位A／D转换器进行模数转换，分辨率能够达到要求，且功耗也较低。

进一步的，所述运算放大模块包括放大电路和调零电路。放大电路有两级放大，前置放大和差分放大，差分放大前经过调零校准，避免零漂、温漂影响精确度。

进一步的，所述放大电路主要由CON4接口J1、CLC1200运放U1、CLC1200运放U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R9、电阻R17、电阻R18、电阻R21、电阻R12和LM358运放B、电容C6、电容C8、电容C15和电容C16组成；所述CON4接口J1引脚3与电阻R2一端相连，电阻R2另一端与CLC1200运放U1引脚2、电容C8和电容C15的一端相连，CON4接口J1引脚2与电阻R3一端相连，电阻R3另一端与CLC1200运放U1引脚3、电容C15的另一端和电容C6一端相连，电容C8和电容C6的另一端与CON4接口J1引脚1相连并接地；所述CLC1200运放U1引脚1与电阻R1一端相连，电阻R1另一端与CLC1200运放U1引脚8相连，CLC1200运放U1引脚4与12V电源负极相连，CLC1200运放U1引脚7与12V电源正极相连，CLC1200运放U1引脚5接地，CLC1200运放U1引脚8与电阻R9一端相连，电阻R9另一端与CLC1200运放U2引脚3相连，CLC1200运放U2引脚1与电阻R18一端相连，电阻R18另一端与电阻R21一端相连，电阻R21另两端与CLC1200运放U2引脚8相连，CLC1200运放U2引脚4与12V电源负极相连，CLC1200运放U2引脚7与12V电源正极相连，CLC1200运放U2引脚6与电阻R17一端相连，电阻R17另一端与电阻R12和电容C16一端相连，电容C16另一端与CLC1200运放U2引脚5相连并接地，电阻R12另一端与LM385运放B引脚5相连，LM358运放B引脚6与引脚7相连，LM358运放B引脚7输出连接到A/D转换器。经过两级放大后信号频率达到放大倍数需求，后续数字滤波效果较好。

进一步的，所述调零电路主要由CON4接口J2、电阻R8、电阻R4、电阻R20、电阻R13、电阻R14、电阻R16、电阻R22和LM358运放A组成；所述CON4接口J2引脚4与电阻R8一端相连，电阻R8另一端分别与电阻R4和电阻R20一端相连，电阻R4另一端与电阻R13一端和LM358运放A引脚2相连，电阻R20另一端与电阻R22一端相连，电阻R13另一端与LM358运放A引脚1相连，LM358运放A引脚1与电阻R16一端相连，电阻R16另一端与电阻R22另一端相连，LM358运放A引脚3与电阻R4一端相连，电阻R4另一端接地，电阻R22第三端连接到CLC1200运放U2引脚3上。通过调零电路对差分放大电路进行调零，避免输入信号源被底噪信号干扰或者直接被放大器屏蔽，导致数据丢失，出现零漂、温漂。

本实用新型的工作原理：

检测时，把弹簧触指套入检测头上，打开电源开关，检测头上的多组薄膜电阻应变式压力传感器检测到信号后，传送信号到运算放大模块进行前置放大和差分放大两级放大，差分放大前经过调零校准，避免零漂、温漂影响精确度；经过两级放大后的信号传送到12位A／D转换器对信号进行模数转换，转换后的数字信号进入MCU微处理器计算处理，处理后的信号值通过串行接口传送到设在装置壳体上的显示模块上进行显示，同时处理后的信号值通过WIFI通信模块发送到平板电脑上进行分析处理，便于制定精确的检修策略。

与现有技术相比较，本实用新型具备的有益效果：

1.本实用新型通过在检测头上设多组传感器同时进行检测，得出多组压紧力信号值，经过计算得出综合均值的压紧力，测量结果精确，方便对整个触指的状态进行判断。

2.本实用新型检测到的压力信号经过两级放大，第二级差分放大前进行调零校准，避免零漂、温漂影响精确度，放大信号频率倍数达到需求，后续数字滤波效果较好。

3. 本实用新型检测到的信号经MCU微处理器进行处理，处理后的实际值既能直接在显示模块上进行显示，又能通过WIFI通信模块发送到平板电脑上进一步进行分析处理，便于制定精确的检修策略。

附图说明

图1为本实用新型示意图。

图2为本实用新型系统框图。

图3为本实用新型放大电路图。

附图标记：1-检测头，2-显示模块，3-装置壳体，4-装置手柄，5-电源开关，6-零点校正按钮模块，7-传感器，8-平板电脑。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

实施例1：

一种弹簧触指综合压紧力检测装置，包括检测头1、装置壳体3、装置手柄4、平板电脑8、运算放大模块、MCU微处理器、显示模块2、WIFI通信模块、零点校正按钮模块6及电源模块组成；所述检测头1固定在装置壳体3左端，所述显示模块2设在装置壳体3正顶部，所述零点校正按钮模块6设在装置壳体3正侧面上；所述装置手柄4与装置壳体3右侧固定连接，所述装置手柄4与装置壳体3连接处设有电源开关5；所述运算放大模块、MCU微处理器、和WIFI通信模块均安装在装置壳体3内，所述电源模块安装在装置手柄4内；所述检测头1上设有传感器7，所述传感器7与运算放大模块相连，所述MCU微处理器上集成有A/D转换器和两个串行接口，所述运算放大模块与A/D转换器相连，所述显示模块2与MCU微处理器两个串行接口中的一个相连，所述WIFI通信模块与MCU微处理器两个串行接口中的另一个相连，所述WIFI通信模块通过WIFI无线信号与平板电脑8相连，所述零点校正按钮模块6与MCU微处理器相连；所述传感器7、运算放大模块、MCU微处理器、显示模块2和WIFI通信模块通过电源开关5与电源模块相连，所述电源模块与电源适配器相连。

所述所述传感器7设有八组，所述传感器7均采用薄膜电阻应变式压力传感器。

所述A/D转换器采用8通道12位A／D转换器。

所述运算放大模块包括放大电路和调零电路。

所述放大电路主要由CON4接口J1、CLC1200运放U1、CLC1200运放U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R9、电阻R17、电阻R18、电阻R21、电阻R12和LM358运放B、电容C6、电容C8、电容C15和电容C16组成；所述CON4接口J1引脚3与电阻R2一端相连，电阻R2另一端与CLC1200运放U1引脚2、电容C8和电容C15的一端相连，CON4接口J1引脚2与电阻R3一端相连，电阻R3另一端与CLC1200运放U1引脚3、电容C15的另一端和电容C6一端相连，电容C8和电容C6的另一端与CON4接口J1引脚1相连并接地；所述CLC1200运放U1引脚1与电阻R1一端相连，电阻R1另一端与CLC1200运放U1引脚8相连，CLC1200运放U1引脚4与12V电源负极相连，CLC1200运放U1引脚7与12V电源正极相连，CLC1200运放U1引脚5接地，CLC1200运放U1引脚8与电阻R9一端相连，电阻R9另一端与CLC1200运放U2引脚3相连，CLC1200运放U2引脚1与电阻R18一端相连，电阻R18另一端与电阻R21一端相连，电阻R21另两端与CLC1200运放U2引脚8相连，CLC1200运放U2引脚4与12V电源负极相连，CLC1200运放U2引脚7与12V电源正极相连，CLC1200运放U2引脚6与电阻R17一端相连，电阻R17另一端与电阻R12和电容C16一端相连，电容C16另一端与CLC1200运放U2引脚5相连并接地，电阻R12另一端与LM385运放B引脚5相连，LM358运放B引脚6与引脚7相连，LM358运放B引脚7输出连接到A/D转换器。

所述调零电路主要由CON4接口J2、电阻R8、电阻R4、电阻R20、电阻R13、电阻R14、电阻R16、电阻R22和LM358运放A组成；所述CON4接口J2引脚4与电阻R8一端相连，电阻R8另一端分别与电阻R4和电阻R20一端相连，电阻R4另一端与电阻R13一端和LM358运放A引脚2相连，电阻R20另一端与电阻R22一端相连，电阻R13另一端与LM358运放A引脚1相连，LM358运放A引脚1与电阻R16一端相连，电阻R16另一端与电阻R22另一端相连，LM358运放A引脚3与电阻R4一端相连，电阻R4另一端接地，电阻R22第三端连接到CLC1200运放U2引脚3上。

该实施例的使用方式：

检测时，打开电源开关5和平板电脑8，按下零点校正按钮模块6进行调零，把弹簧触指套入检测头1上，检测头1上的多组薄膜电阻应变式压力传感器检测到信号后，传送信号到运算放大模块进行前置放大和差分放大两级放大，差分放大前经过调零校准，避免零漂、温漂影响精确度；经过两级放大后的信号传送到12位A／D转换器对信号进行模数转换，转换后的数字信号进入MCU微处理器计算处理，处理后的信号值通过串行接口传送到设在装置壳体3上的显示模块2上进行显示，同时处理后的信号值通过WIFI通信模块发送到平板电脑8上进行分析处理，便于制定精确的检修策略。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种弹簧触指综合压紧力检测装置，包括检测头（1）、装置壳体（3）、装置手柄（4）、平板电脑（8）、运算放大模块、MCU微处理器、显示模块（2）、WIFI通信模块、零点校正按钮模块（6）及电源模块组成；

其特征在于：所述检测头（1）固定在装置壳体（3）左端，所述显示模块（2）设在装置壳体（3）正顶部，所述零点校正按钮模块（6）设在装置壳体（3）正侧面上；所述装置手柄（4）与装置壳体（3）右侧固定连接，所述装置手柄（4）与装置壳体（3）连接处设有电源开关（5）；

所述运算放大模块、MCU微处理器、和WIFI通信模块均安装在装置壳体（3）内，所述电源模块安装在装置手柄（4）内；

所述检测头（1）上设有传感器（7），所述传感器（7）与运算放大模块相连，所述MCU微处理器上集成有A/D转换器和两个串行接口，所述运算放大模块与A/D转换器相连，所述显示模块（2）与MCU微处理器两个串行接口中的一个相连，所述WIFI通信模块与MCU微处理器两个串行接口中的另一个相连，所述WIFI通信模块通过WIFI无线信号与平板电脑（8）相连，所述零点校正按钮模块（6）与MCU微处理器相连；

所述传感器（7）、运算放大模块、MCU微处理器、显示模块（2）和WIFI通信模块通过电源开关（5）与电源模块相连，所述电源模块与电源适配器相连。

2.根据权利要求1所述的一种弹簧触指综合压紧力检测装置，其特征在于：所述传感器（7）设有八组，所述传感器（7）均采用薄膜电阻应变式压力传感器。

3.根据权利要求1所述的一种弹簧触指综合压紧力检测装置，其特征在于：所述A/D转换器采用8通道12位A／D转换器。

4.根据权利要求1所述的一种弹簧触指综合压紧力检测装置，其特征在于：所述运算放大模块包括放大电路和调零电路。

5.根据权利要求4所述的一种弹簧触指综合压紧力检测装置，其特征在于：所述放大电路主要由CON4接口J1、CLC1200运放U1、CLC1200运放U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R9、电阻R17、电阻R18、电阻R21、电阻R12和LM358运放B、电容C6、电容C8、电容C15和电容C16组成；

所述CON4接口J1引脚3与电阻R2一端相连，电阻R2另一端与CLC1200运放U1引脚2、电容C8和电容C15的一端相连，CON4接口J1引脚2与电阻R3一端相连，电阻R3另一端与CLC1200运放U1引脚3、电容C15的另一端和电容C6一端相连，电容C8和电容C6的另一端与CON4接口J1引脚1相连并接地；所述CLC1200运放U1引脚1与电阻R1一端相连，电阻R1另一端与CLC1200运放U1引脚8相连，CLC1200运放U1引脚4与12V电源负极相连，CLC1200运放U1引脚7与12V电源正极相连，CLC1200运放U1引脚5接地，CLC1200运放U1引脚8与电阻R9一端相连，电阻R9另一端与CLC1200运放U2引脚3相连，CLC1200运放U2引脚1与电阻R18一端相连，电阻R18另一端与电阻R21一端相连，电阻R21另两端与CLC1200运放U2引脚8相连，CLC1200运放U2引脚4与12V电源负极相连，CLC1200运放U2引脚7与12V电源正极相连，CLC1200运放U2引脚6与电阻R17一端相连，电阻R17另一端与电阻R12和电容C16一端相连，电容C16另一端与CLC1200运放U2引脚5相连并接地，电阻R12另一端与LM385运放B引脚5相连，LM358运放B引脚6与引脚7相连，LM358运放B引脚7输出连接到A/D转换器。

6.根据权利要求4所述的一种弹簧触指综合压紧力检测装置，其特征在于：所述调零电路主要由CON4接口J2、电阻R8、电阻R4、电阻R20、电阻R13、电阻R14、电阻R16、电阻R22和LM358运放A组成；

所述CON4接口J2引脚4与电阻R8一端相连，电阻R8另一端分别与电阻R4和电阻R20一端相连，电阻R4另一端与电阻R13一端和LM358运放A引脚2相连，电阻R20另一端与电阻R22一端相连，电阻R13另一端与LM358运放A引脚1相连，LM358运放A引脚1与电阻R16一端相连，电阻R16另一端与电阻R22另一端相连，LM358运放A引脚3与电阻R4一端相连，电阻R4另一端接地，电阻R22第三端连接到CLC1200运放U2引脚3上。