CN211014669U - 电线探测电路及电线探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电线探测电路和电线探测装置，在电路通电时通过容感谐振模块将电线产生的工频磁场信号转化为电压信号，送入稳压放大模块同相端，稳压放大模块对电源电压进行稳压后送入反相端，通过比较放大获得稳定的电压信号，然后输出至电压比较模块；稳压模块对电源电压进行稳压后连接至电线深度显示模块；由电位调节模块对电压比较模块中基准电压输出进行调制后设为基准电压，电压比较模块对两路电信号进行比较后输出电信号至电线深度显示模块使其对是否存在电线进行显示，本实用新型能够准确提取墙体内电线的电信号，防止信号干扰，提高了电线探测的准确度，且本实用新型电路结构简单，大大降低了造价成本，增强了应用范围。

Description

电线探测电路及电线探测装置

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种电线探测电路及电线探测装置。

背景技术

现实生活中当迁入新的房屋住所后，人们往往想获知墙体某区域内是否存在电线，进而合理安排家具布局，以远离无法用肉眼感知但对人身体健康有威胁的工频电磁辐射源。

目前人们一般使用金属探测仪找出墙体暗线的具体走向，但是金属探测仪制作复杂，涉及到高频电磁波的发送与接收，高频对各元件的性能要求高，其制作成本也较高。

上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供了一种电线探测电路及电线探测装置，旨在解决现有技术在对墙体内的电线进行检测时，准确度低、操作复杂以及成本高昂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电线探测电路，包括：稳压放大模块、稳压模块、容感谐振模块、电压比较模块、电位调节模块以及电线深度显示模块；

其中，所述稳压放大模块的第一端与电源开关连接，所述稳压放大模块的第一输出端接地，所述稳压放大模块的第二输出端与所述电压比较模块连接；

所述容感谐振模块的第一端与所述稳压放大模块的同相端连接，所述容感谐振模块的第二端接地；

所述电位调节模块的输入端与所述电压比较模块连接，所述电位调节模块的第一输出端接地，所述电位调节模块的第二输出端与所述电压比较模块连接；

所述电压比较模块的输出端与所述电线深度显示模块的第一端连接，所述稳压模块的输入端与基准电源连接，所述稳压模块的输出端与所述电线深度显示模块连接。

优选地，所述稳压放大模块，包括：精密稳压单元以及信号放大单元；

所述精密稳压单元的输入端与所述电源开关连接，所述精密稳压单元的第一输出端接地，所述精密稳压单元的第二输出端与所述信号放大单元的反相端连接，所述容感谐振模块的第一端与所述信号放大单元的同相端连接。

优选地，所述精密稳压单元包括：第一电阻、第二电阻、可控稳压器以及第一电位器；

其中，所述第一电阻的第一端与所述电源开关的第二端连接，所述第一电阻的第二端与所述可控稳压器的参考极连接、所述可控稳压器的阴极与所述第一电阻的第二端连接，所述可控稳压器的阳极接地；

所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一电位器的第一端连接，所述第一电位器的第二端与与所述信号放大单元的反相端连接。

优选地，所述信号放大单元包括：第三电阻、第四电阻以及信号放大器；

所述第三电阻的第一端与所述第一电位器的第二端连接，所述第三电阻的第二端与所述信号放大器的输出端连接；

所述信号放大器的正电源端与所述基准电源连接，所述信号放大器的负电源端接地；

所述第四电阻的第一端与所述信号放大器的反相端连接，所述第四电阻的第二端接地。

优选地，所述容感谐振模块包括：第一电容、第一电感、第二电容、第二电感以及第五电阻；

其中，第五电阻的第一端与所述信号放大器的正相端连接，所述第五电阻的第二端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第二电感的第一端连接；

所述第二电感的第二端接地，所述第一电容的第一端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第一电感的第二端连接；

所述第二电容的第一端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电容的第二端接地。

优选地，所述稳压模块包括：第三电容、第四电容以及三端稳压器；

所述三端稳压器的输入端与所述基准电源连接，所述三端稳压器的输出端与所述电线深度显示模块连接；

所述第三电容的第一端与所述所述基准电源连接，所述第三电容的第二端与所述三端稳压器的接地端连接，所述第四电容的第一端与所述基准电源连接，所述第四电容的第二端与所述三端稳压器的接地端连接。

优选地，所述电位调节模块包括：第二电位器以及第六电阻；

所述第二电位器第一端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端分别与所述电压比较模块的基准高电压端以及所述电压比较模块的基准电压输出端连接；

所述第二电位器的第一端与所述电压比较模块的基准电压设置端连接，所述电压比较模块的基准低电压端接地，所述电压比较模块的模式选择端与所述基准电源连接；

所述电压比较模块的电源正端与所述基准电源连接，所述电压比较模块的电源负端接地。

优选地，所述电线深度显示模块包括：若干个发光二极管以及第五电容；

其中，所述发光二极管的负极与所述电压比较模块的输出端连接，所述发光二极管的正极与所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端接地；

所述三端稳压器的输出端与所述第五电容的第一端连接。

优选地，所述电路还包括：电源指示模块；

其中，所述电源指示模块的第一端与所述电源开关连接，所述电源指示模块的第二端接地。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种电线探测装置，其特征在于，所述电线探测装置包括如上所述的电线探测电路。

本实用新型电线探测电路在电路通电时通过容感谐振模块将电线产生的工频磁场信号转化为电压信号，送入稳压放大模块同相端，稳压放大模块对电源电压进行稳压后送入反相端，通过比较放大获得稳定的电压信号，然后输出至电压比较模块；稳压模块对电源电压进行稳压后连接至电线深度显示模块；由电位调节模块对电压比较模块中基准电压输出进行调制后设为基准电压，电压比较模块对两路电信号进行比较后输出电信号至电线深度显示模块使其对是否存在电线进行显示，本实用新型能够准确提取墙体内电线的电信号，防止信号干扰，提高了电线探测的准确度，且本实用新型电路结构简单，大大降低了造价成本，增强了应用范围。

附图说明

图1为本实用新型电线探测电路第一实施例的电路结构示意图；

图2为本实用新型电线探测电路第二实施例的电路示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1，图1为本实用新型电线探测电路第一实施例的电路结构示意图。

如图1所示，本实施例中该电线探测电路可以包括：稳压放大模块10、稳压模块20、容感谐振模块30、电位调节模块40、电压比较模块50以及电线深度显示模块60。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对电线探测电路的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

其中，所述稳压放大模块10的第一端与电源开关SW连接，所述稳压放大模块10的第一输出端接地，所述稳压放大模块10的第二输出端与所述电压比较模块50连接。

需要说明的是，本实施例中所述稳压放大模块10至少包括一个稳压器(如稳压二极管或TL341)和一个信号放大器。其中，稳压器用于将产生的电压信号送入信号放大器反相端，从而获得稳定的电压信号。考虑到TL341是一种可控精密稳压源，它的输出电压用两个电阻就可以设置从Vref(2.5V)到36V范围内的任何值，因此本实施例中所述稳压器优选为TL341。

进一步地，考虑到LM358是双运算放大器，其内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，因此，本实施例中所述信号放大器优选为LM358。

所述容感谐振模块30的第一端与所述稳压放大模块10的同相端连接，所述容感谐振模块30的第二端接地。

需要说明的是，本实施例中所述容感谐振模块30至少包含一电容和电感，且电容和电感并联连接。考虑到现有的市电为50Hz，所以通电导线周围交变的磁场为50Hz，因此本实施例中所述容感谐振模块30可以是通过将一个绕制的1H的电感和一个10uf的电容相并联，组成容感并联谐振电路。

另外，由于该容感并联谐振电路的谐振频率为50hz，进而可以有针对性的将工频电磁场在电感中产生的感应电动势进行提取，并抑制其他频率信号的干扰。

在实际应用中，所述容感谐振模块30将采集的电压信号送入由LM358组成的同向比例运算电路(即稳压放大模块10)进行信号放大，然后再将放大后的电压信号输出至电压比较模块50。

所述电位调节模块40的输入端与所述电压比较模块50连接，所述电位调节模块40的第一输出端接地，所述电位调节模块40的第二输出端与所述电压比较模块50连接。

需要说明的是，本实施例中电压比较模块50内部设置有多个信号放大器，所述电位调节模块40包含至少一个电位器(一种具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件)。实际应用中，可通过调整该电位器的电阻值来调节电压比较模块50输出的电压，然后再将调节后的电压设置为基准电压输入至电压比较模块50。电压比较模块50也与基准电源连接。

所述电压比较模块50的输出端与所述电线深度显示模块60的第一端连接，所述稳压模块20的输入端与基准电源连接，所述稳压模块20的输出端与所述电线深度显示模块60连接。

需要说明的是，本实施例中，所述基准电源仅有一个，其输入的电压为9V。所述稳压模块20包含至少一具有稳压功能的稳压器，考虑到78L05作为一种固定电压(5V)三端集成稳压器，可适用于很多应用场合，其卓越的内部电流限制和热关断特性使之特别适用于过载的情况。因此，本实施例所述稳压模块20中的稳压器优选为78L05。本实施例中，所述稳压模块20的输入端与基准电源连接，用于对其输出的电压进行稳压处理。

需要说明的是，本实施例中所述电线深度显示模块60用于对当前探测的墙体内是否存在电线以及电线的埋深进行显示，同样的本实施例对其显示方式不作具体限定，可以是通过多个发光二极管的点亮数目进行显示，也可以是通过微型电子显示屏进行显示。

考虑到发光二极管的造价成本低，且灵敏度高。本实施例所述电线深度显示模块60优选通过多个发光二极管来对当前探测的墙体内是否存在电线以及电线的埋深进行显示。

本实施例电线探测电路在电路通电时通过容感谐振模块将电线产生的工频磁场信号转化为电压信号，送入稳压放大模块同相端，稳压放大模块对电源电压进行稳压后送入反相端，通过比较放大获得稳定的电压信号，然后输出至电压比较模块；稳压模块对电源电压进行稳压后连接至电线深度显示模块；由电位调节模块对电压比较模块中基准电压输出进行调制后设为基准电压，电压比较模块对两路电信号进行比较后输出电信号至电线深度显示模块使其对是否存在电线进行显示，本实用新型能够准确提取墙体内电线的电信号，防止信号干扰，提高了电线探测的准确度，且本实用新型电路结构简单，大大降低了造价成本，增强了应用范围。

基于本实用新型上述电线探测电路第一实施例，提出本实用新型电线探测电路第二实施例。

参考图2，图2为本实用新型电线探测电路第二实施例的电路示意图。

如图2所示，进一步地，所述稳压放大模块，包括：精密稳压单元以及信号放大单元；所述精密稳压单元的输入端与所述电源开关SW连接，所述精密稳压单元的第一输出端接地，所述精密稳压单元的第二输出端与所述信号放大单元的反相端连接，所述容感谐振模块的第一端与所述信号放大单元的同相端连接。

如上述实施例所述，本实施例中所述精密稳压单元中包括一TL341，所述信号放大单元中包括一LM358。

进一步地，所述精密稳压单元包括：第一电阻R1、第二电阻R2、可控稳压器U1以及第一电位器RV1；

其中，所述第一电阻R1的第一端与所述电源开关SW的第二端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述可控稳压器U1(即TL341)的参考极连接、所述可控稳压器U1的阴极与所述第一电阻R1的第二端连接，所述可控稳压器U1的阳极接地；

所述第二电阻R2的第一端与所述第一电阻R1的第二端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第一电位器RV1的第一端连接，所述第一电位器RV1的第二端与所述信号放大单元中的信号放大器U2(即LM358)的反相端“-”连接。

进一步地，本实施例中所述信号放大单元包括：第三电阻R3、第四电阻R4以及信号放大器U2；

所述第三电阻R3的第一端与所述第一电位器RV1的第二端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述信号放大器U2的输出端连接；

所述信号放大器U2的正电源端与所述基准电源连接，所述信号放大器U2的负电源端接地；

所述第四电阻R4的第一端与所述信号放大器U2的反相端“-”连接，所述第四电阻R4的第二端接地。

进一步地，本实施例中所述容感谐振模块30包括：第一电容C1、第一电感L1、第二电容C2、第二电感L2以及第五电阻R5；

其中，所述第五电阻R5的第一端与所述信号放大器U2的正相端“+”连接，所述第五电阻R5的第二端与所述第一电感L1的第一端连接，所述第一电感L1的第二端与所述第二电感L2的第一端连接；

所述第二电感L2的第二端接地，所述第一电容C1的第一端与所述第一电感L1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端与所述第一电感L1的第二端连接；

所述第二电容C2的第一端与所述第二电感L2的第一端连接，所述第二电容C2的第二端接地。

进一步地，所述稳压模块20包括：第三电容C3、第四电容C4以及三端稳压器U3；

所述三端稳压器U3的输入端VI与所述基准电源连接，所述三端稳压器U3的输出端VO与所述电线深度显示模块60连接；

所述第三电容C3的第一端与所述基准电源连接，所述第三电容C3的第二端与所述三端稳压器U3的接地端GND连接，所述第四电容C4的第一端与所述基准电源连接，所述第四电容C4的第二端与所述三端稳压器U3的接地端GND连接。

进一步地，本实施例中所述电位调节模块40包括：第二电位器RV2以及第六电阻R6；

所述第二电位器RV2的第一端与所述第六电阻R6的第一端连接，所述第六电阻R6的第二端分别与所述电压比较模块50的基准高电压端RHI以及所述电压比较模块50的基准电压输出端VRO连接；

所述第二电位器RV2的第一端与所述电压比较模块50的基准电压设置端ADJ连接，所述电压比较模块50的基准低电压端RLO接地，所述电压比较模块50的模式选择端MODE与所述基准电源连接；

所述电压比较模块50的电源正端“V+”与所述基准电源连接，所述电压比较模块50的电源负端接地。

进一步地，为了对电线埋深进行准确定位，本实施例通过点亮不同数量的发光二极管对电线的埋深进行直观显示，因此本实施例电压比较模块50优选为LM3914芯片，LM3914芯片作为一种10级信号放大器，其同相端与电阻分压器相连，电阻分压器由10只1kΩ精密电阻串联组成，各级比较器的加权值相等，从而构成10级线性显示驱动器，适用于LED(亦可驱动LCD、VFD)电平表的线性标度器件。

进一步地，所述电线深度显示模块60包括：若干个发光二极管LED“D1-D10”以及第五电容C5；

其中，所述发光二极管LED“D1-D10”的负极与所述电压比较模块50的输出端“1-10”对应连接，所述发光二极管LED“D1-D10”的正极与所述第五电容C5的第一端连接，所述第五电容C5的第二端接地；

所述三端稳压器U3的输出端VO与所述第五电容C5的第一端连接。

本实施例中所述电路还包括：电源指示模块；所述电源指示模块的第一端与所述电源开关SW连接，所述电源指示模块的第二端接地。

应理解的是，为了直观的指示电线探测电路是否正常接通电源状态，本实施例中，所述电源指示模块用于对电线探测电路当前是否接通电源进行提示，但具体的提示方式(如通过指示灯、电子显示屏、语音播报等)本实施例不做具体限制。

进一步地，考虑到发光二极管能够较为直观的显示电路的通断，成本低廉且结构简单。本实施例中，所述电源指示模块包括至少一发光二极管D11，所述发光二极管D11的正极与所述电源开关SW的第二端连接，所述发光二极管D11的负极接地。

此处结合图2对本实施例电线探测原理进行进一步说明。

如图2所示，LM3914芯片内部为10个信号放大器，RV2可选为一个20kΩ的电位器，R6为2.2kΩ的电阻。通过对LM3914芯片的外加调节电位器RV2进行调节，从而改变LM3914芯片内部电压比较器的基准参考电压，以此调节点亮发光二极管LED“D1-D10”需要的最小的输入电压，从而达到调节灵敏度的目的。

为便于用户直观判断是否存在电线以及电线的埋深具体是多少，实际应用中可定义当电位器RW2＝20kΩ，探测灵敏度为1级；当RW2＝10kΩ，探测灵敏度为2级，当RW2约＝0kΩ，探测灵敏度为3级，供使用时参考。当然，实际上，探测灵敏度远不止3种选择，因为电位器是20kΩ连续可调的，所以基准电压也连续可调。

实际应用中，不同埋线深度的不同电流的导线与点亮发光二极管LED的数据，可如下表1所示：

表1不同埋线深度不同电流的导线与点亮发光二极管LED的关系表

如上述表1所示，对于2.3A左右的小电流，埋线深度在2cm以下，具体操作时可将灵敏度调为1-2级，准确将其定位，如果埋线深度在2cm-3cm，们则可将灵敏度调在2-3级，准确将其定位，误差在0.2cm以内。

对于5.9A左右的大电流，埋线深度在2cm以下，具体操作时可将灵敏度调至1级，准确将其定位，如果埋线深度在2cm-3cm，则可将灵敏度调到2级，准确将其定位，误差在0.2cm以内。

对于灵敏度的确定方式：可先将灵敏度调节至1级，若有发光二极管LED点亮则合适，若无则需要通过电位器RV2将灵敏度向3级(即阻值减少)方向调节，直至有发光二极管LED点亮则合适，然后通过电位器RV2将灵敏度调节恰当后，测量时只需移动电路，若在电线正上方则发光二极管LED点亮的数目最多。在电流大小和埋线深度不同情况，可通过调整灵敏度，可准确对电线定位，误差在0.2cm以内。

另外，本实施例提出的电线探测电路，当灵敏度为1时，若探测过程中发现有两个发光二极管LED点亮，则表明附近的磁场强度达到了0.4微特斯拉，此时人们应该远离。

此外，本实用新型实施例还提出一种电线探测装置，所述电线探测装置包括如上文所述的电线探测电路。

本实用新型电线探测装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述电线探测电路的各实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电线探测电路，其特征在于，所述电路包括：稳压放大模块、稳压模块、容感谐振模块、电压比较模块、电位调节模块以及电线深度显示模块；

其中，所述稳压放大模块的第一端与电源开关连接，所述稳压放大模块的第一输出端接地，所述稳压放大模块的第二输出端与所述电压比较模块连接；

所述容感谐振模块的第一端与所述稳压放大模块的同相端连接，所述容感谐振模块的第二端接地；

所述电位调节模块的输入端与所述电压比较模块连接，所述电位调节模块的第一输出端接地，所述电位调节模块的第二输出端与所述电压比较模块连接；

所述电压比较模块的输出端与所述电线深度显示模块的第一端连接，所述稳压模块的输入端与基准电源连接，所述稳压模块的输出端与所述电线深度显示模块连接。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述稳压放大模块，包括：精密稳压单元以及信号放大单元；

所述精密稳压单元的输入端与所述电源开关连接，所述精密稳压单元的第一输出端接地，所述精密稳压单元的第二输出端与所述信号放大单元的反相端连接，所述容感谐振模块的第一端与所述信号放大单元的同相端连接。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述精密稳压单元包括：第一电阻、第二电阻、可控稳压器以及第一电位器；

其中，所述第一电阻的第一端与所述电源开关的第二端连接，所述第一电阻的第二端与所述可控稳压器的参考极连接、所述可控稳压器的阴极与所述第一电阻的第二端连接，所述可控稳压器的阳极接地；

所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一电位器的第一端连接，所述第一电位器的第二端与所述信号放大单元的反相端连接。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述信号放大单元包括：第三电阻、第四电阻以及信号放大器；

所述第三电阻的第一端与所述第一电位器的第二端连接，所述第三电阻的第二端与所述信号放大器的输出端连接；

所述信号放大器的正电源端与所述基准电源连接，所述信号放大器的负电源端接地；

所述第四电阻的第一端与所述信号放大器的反相端连接，所述第四电阻的第二端接地。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述容感谐振模块包括：第一电容、第一电感、第二电容、第二电感以及第五电阻；

其中，第五电阻的第一端与所述信号放大器的正相端连接，所述第五电阻的第二端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第二电感的第一端连接；

所述第二电感的第二端接地，所述第一电容的第一端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第一电感的第二端连接；

所述第二电容的第一端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电容的第二端接地。

6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述稳压模块包括：第三电容、第四电容以及三端稳压器；

所述三端稳压器的输入端与所述基准电源连接，所述三端稳压器的输出端与所述电线深度显示模块连接；

所述第三电容的第一端与所述基准电源连接，所述第三电容的第二端与所述三端稳压器的接地端连接，所述第四电容的第一端与所述基准电源连接，所述第四电容的第二端与所述三端稳压器的接地端连接。

7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述电位调节模块包括：第二电位器以及第六电阻；

所述第二电位器第一端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端分别与所述电压比较模块的基准高电压端以及所述电压比较模块的基准电压输出端连接；

所述第二电位器的第一端与所述电压比较模块的基准电压设置端连接，所述电压比较模块的基准低电压端接地，所述电压比较模块的模式选择端与所述基准电源连接；

所述电压比较模块的电源正端与所述基准电源连接，所述电压比较模块的电源负端接地。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述电线深度显示模块包括：若干个发光二极管以及第五电容；

其中，所述发光二极管的负极与所述电压比较模块的输出端连接，所述发光二极管的正极与所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端接地；

所述三端稳压器的输出端与所述第五电容的第一端连接。

9.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：电源指示模块；

其中，所述电源指示模块的第一端与所述电源开关连接，所述电源指示模块的第二端接地。

10.一种电线探测装置，其特征在于，所述电线探测装置包括如权利要求1至9任一项所述的电线探测电路。

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