CN212033759U - 一种开关电接点的自动监控保护装置 - Google Patents
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Abstract
一种开关电接点的自动监控保护装置，涉及一种开关安全检测装置，解决现有的开关监控装置无法在通电使用过程中对接点的工作状态进行监测的技术不足，技术方案包括有：电压隔离器和微处理器；微处理器包括将电压隔离器输出的类比信号转换成数位信号的第一A/D转换单元和第二A/D转换单元，对第一A/D转换单元和第二A/D转换单元输出的数位信号进行计算并输出电压差值的主控单元；主控单元输出端电连接有显示电压差值的LCD显示器、进行资料传输的RS‑485介面，和控制开关断开的继电器。本实用新型通过监测开关电接触机构两侧的一次电压和二次电压间的差值变化，即时掌握开关的通电工作状态，监测灵敏，实现了对开关运行状态的即时监控，适应性强，安全性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种开关安全检测装置，具体的涉及一种开关电接点的自动监控保护装置。
背景技术
开关是生产生活中各种用电器启停时必须用到的安全控制器件，通过开关将电源与用电器进行连接或断开，起到控制和保护用电器安全运行的作用。但是开关在长期使用过程中因人为、使用环境及使用状态等因素影响会产生一些肉眼难辨的结构或功能上的变化，使开关内部电接触机构电阻值发生改变，根据欧姆定律V=IR可知，随着电接触机构电阻值的改变，必定会影响电接触机构两侧的电压，在通电使用过程中会导致开关电接触机构两侧一次电压与二次电压间的电压出现偏差，产生一定的电压差；在一些精密生产过程中经常会使用一些特殊用电器，这些用电器对工作电压要求比较严格，一旦在使用过程中出现开关本身电接触机构接触不良、老化或其他因素而使开关本身阻值发生改变，导致负载端电压的些许变化，就可能导致此类用电器发生故障，严重时甚至会烧毁用电器、引起火灾、造成生命和财产损失等严重危害，所以，在此类用电器使用时，有必要对开关电路进行保护，即时监控开关电压，掌握开关运行状态。但是目前比较常见的如保险丝、漏电保护器或空气开关等电路保护装置，都不能直接对开关的电接点进行监控，而且这些种类保护装置启动工作的前提是电路中出现较大的电流变化或电压变化，不能对开关电接点所产生的微弱电压差值变化进行即时监控，无法产生警示与保护作用，不利于保护此类对工作电压要求严格的用电器。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有的开关电接点监控装置不能即时进行监控保护，而提供一种开关电接点的自动监控保护装置。
为实现上述目的，本实用新型采用了下述技术方案：
一种开关电接点的自动监控保护装置，其特征在于所述装置包括有：用于采集开关火线电压输入端的一次电压，并进行降压输出的一次电压隔离器和用于采集开关火线电压输出端的二次电压，并进行降压输出的二次电压隔离器；所述的一次电压隔离器和二次电压隔离器的输出端电连接有微处理器；所述的微处理器包括有将所述一次电压隔离器输出的类比信号转换成数位信号的第一A/D转换单元、将所述二次电压隔离器输出的类比信号转换成数位信号的第二A/D转换单元，以及对所述的第一A/D转换单元和第二A/D转换单元输出的两路数位信号进行计算并输出电压差值的主控单元；所述的主控单元连接有包括用于显示所述电压差值的显示模组，用于将所述电压差值传输至远端上位机的通讯模组，以及用于控制开关断开保护的开关控制模组。
作为对本实用新型进一步限定的技术方案包括有：
所述的显示模组为LCD显示器。
所述的通讯模组为RS-485介面。
所述的开关控制模组为继电器。
所述自动监控保护装置的本体上设有用于手动设置调整所开关控制模组设定值的设置键。
所述的自动监控保护装置外接有一个用来显示电压差值、进行电压差值资料读取和存储的，可以用来设置调整所述开关控制模组设定值的上位机。
相对于现有技术，本实用新型具有下述有益效果：
1.通过监测开关电接触机构两侧的一次电压和二次电压间的差值变化，即时掌握开关的通电工作状态，监测灵敏，实现了对开关运行状态的即时监控，适应性强，安全性高。
2.通过设于本自动监控装置本体上的设置键和外接的上位机，可方便地对开关控制模组动作条件进行设定，以适应不同种类用电器的要求，使本自动监控装置的适应性更强。
3.通过设置在本自动监控装置本体上的显示模组，可现场即时查看当前开关的工作电压状态，方便使用者及时了解情况。同时，通过外接在通讯模组上的上位机可远端查看开关输入端和输出端的历史或当前电压差值资料，方便使用者对开关运行趋势进行判断，安全性更高。
4.本装置内设有设定值可调的开关控制模组，当开关一次电压与二次电压差值超过开关控制模组的设定值时，启动开关控制模组动作，对开关电路进行切断，及时保护用电器及电路，安全性更高。
附图说明
图1 为本实用新型开关电接点的自动监控保护装置电路原理方框图。
图中: 1. 开关火线电压输入端，2. 开关火线电压输出端，11. 一次电压隔离器，12. 二次电压隔离器，21. 第一A/D转换单元，22. 第二A/D转换单元，3.微处理器，4.主控单元，5.LCD显示器，6.RS-485介面，7.继电器，8.设置键，9.上位机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1中，开关设置于市电220V电路中火线上，控制用电器电源的导通或断开。开关的两侧分别为开关火线电压输入端1和开关火线电压输出端2；开关火线电压输入端1电连接有一次电压隔离器11，开关火线电压输出端2电连接有二次电压隔离器12。一次电压隔离器11和二次电压隔离器12的输出端连接有一个微处理器3。
开关火线电压输入端1处的电压称之为开关一次电压，开关火线电压输出端2处的电压称之为开关二次电压，一次电压隔离器11和二次电压隔离器12分别用于将开关一次电压和开关二次电压进行隔离并降压，并输出至微处理器3。
微处理器3包括有将一次电压隔离器11输出的类比信号转换成数位信号的第一A/D转换单元21、将所述二次电压隔离器12输出的类比信号转换成数位信号的第二A/D转换单元22，以及对所述的第一A/D转换单元21和第二A/D转换单元22输出的两路数位信号进行计算并输出电压差值的主控单元4。第一A/D转换单元21将一次电压隔离器11输出的开关一次电压类比信号转换成可供主控单元4运算处理的数位信号，第二A/D转换单元22将二次电压隔离器12输出的开关二次电压类比信号转换成可供主控单元4运算处理的数位信号。主控单元4对接收到的开关一次电压和开关二次电压数位信号进行运算处理后，输出电压差值信号至显示模组和通讯模组。
显示模组连接主控单元4，用于显示所述电压差值；通讯模组连接主控单元4，用于将所述电压差值传输至远端上位机；主控单元4还连接有开关控制模组，开关控制模组用于控制开关断开保护。
具体的，显示模组为LCD显示器5，该种显示器体积小、无闪烁、能耗低，并且生产使用成本低。LCD显示器5设置在本开关自动监控装置的本体上，与装置内的微处理器3主控单元4的输出端电连接。微处理器3中的主控单元4将经过比对计算出的开关一次电压和开关二次电压间的电压差值输出到LCD显示器5上进行即时显示，方便使用者现场即时查看当前开关的工作电压状态，方便使用者及时了解情况。
优选的，通讯模组为RS-485介面6，该种通讯介面传输速率快，传输距离远并且可以连接双向收/发负载。RS-485介面6设置在本开关自动监控装置的本体上，并外接有一个上位机9。该RS-485介面6的输入端与微处理器3主控单元4的输出端电连接。微处理器3中的主控单元4将经过比对计算出的开关一次电压和开关二次电压间的电压差值数据通过该RS-485介面6传输到远端上位机9中，由该远端上位机9将电压差值即时显示出来。同时，通过该上位机9可将主控单元4输出的所有电压差值的数据进行存储和读取，方便使用者随时查阅，以便对开关的运行状态趋势进行判断，提前做好检修、更换准备。
另外，本装置本体上还设有用于手动调整设置开关控制模组设定值的设置键8，在远端上位机9内还设有用来调整设置开关控制模组设定值的程序，可通过该程序对开关控制模组的设定值进行调整设置，使本装置的适应性更强。
具体的，在实际使用时，微处理器3中的主控单元4将计算出的开关一次电压和二次电压间的电压差值与开关控制模组预设好的设定值进行比对，当实际电压差值超过开关控制模组的设定值时，主控单元4向开关控制模组输出开关断开信号，启动开关控制模组动作，断开开关电路；当主控单元4计算出的开关一次电压和二次电压间的实际电压差值没有超过开关控制模组的设定值时，主控单元4向开关控制模组输出开关连通信号，使开关保持通电状态。
优选的，开关控制模组为继电器7，继电器7根据主控单元4的控制信号控制被检测开关断开；在具体实施过程中，开关控制模组也可以是一个串接在被检测开关与用电器之间的独立继电器开关。或者，所述的开关控制模组可以采用可控硅控制模组，或者采用三极管控制模组，或者采用光电耦合器控制模组。在实际使用前，针对不同用电器的实际需求，通过设置键8或者由远程上位机9，预先设定该继电器7启动断开开关的动作条件，如：开关一次电压和开关二次电压间的电压差值达到预设值时，主控单元4向继电器7输出开关断开信号，控制的开关电路切断，停止为用电器供电。
上述实施例仅仅为了表述清楚本实用新型的具体一种实施方式，并不是对本实用新型的实施方式的限定。对于本领域技术人员来说，依据本实用新型可以推导总结出其他一些对显示模组、通讯模组、开关控制模组等的调整或改动，在此就不进行一一列举。凡是依据本实用新型的精神和原则之内做出的任何修改、替换或改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围内。
Claims (6)
1.一种开关电接点的自动监控保护装置，其特征在于所述装置包括有：用于采集开关火线电压输入端（1）的一次电压，并进行降压输出的一次电压隔离器（11）和用于采集开关火线电压输出端（2）的二次电压，并进行降压输出的二次电压隔离器（12）；所述的一次电压隔离器（11）和二次电压隔离器（12）的输出端电连接有微处理器（3）；所述的微处理器（3）包括有将所述一次电压隔离器（11）输出的类比信号转换成数位信号的第一A/D转换单元（21）、将所述二次电压隔离器（12）输出的类比信号转换成数位信号的第二A/D转换单元（22），以及对所述的第一A/D转换单元（21）和第二A/D转换单元（22）输出的两路数位信号进行计算并输出电压差值的主控单元（4）；所述的主控单元（4）连接有用于显示所述电压差值的显示模组，用于将所述电压差值传输至远端上位机的通讯模组，以及用于控制开关断开保护的开关控制模组。
2.根据权利要求1所述的一种开关电接点的自动监控保护装置，其特征在于：所述的显示模组为LCD显示器（5）。
3.根据权利要求1所述的一种开关电接点的自动监控保护装置，其特征在于：所述的通讯模组为RS-485介面（6）。
4.根据权利要求1所述的一种开关电接点的自动监控保护装置，其特征在于：所述的开关控制模组为继电器（7）。
5.根据权利要求1所述的一种开关电接点的自动监控保护装置，其特征在于：所述自动监控保护装置的本体上设有用于手动设置调整所述开关控制模组设定值的设置键（8），所述的设置键（8）与所述的主控单元（4）电连接。
6.根据权利要求1所述的一种开关电接点的自动监控保护装置，其特征在于：所述的自动监控保护装置外接有一个用来显示电压差值、进行电压差值资料读取和存储的，用来设置调整所述开关控制模组设定值的上位机（9）。
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