CN213241411U - 一种电气试验用探测式自动报警装置、安全围栏及标示牌 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电气试验用探测式自动报警装置、安全围栏及标示牌，所述电气试验用探测式自动报警装置包括单片机，所述单片机电性连接超声发射模块；所述单片机电性连接超声接收模块；所述单片机电性连接温度检测模块；所述单片机电性连接报警模块。所述超声发射模块发出超声波被所述超声接收模块接收，所述单片机测量超声传递时间，所述单片机通过所述温度检测模块检测温度，从而获取人体到所述电气试验用探测式自动报警装置的距离，如果所述距离小于阈值则所述单片机控制所述报警光源发光报警，所述单片机控制所述扬声器发声报警，从而实现自动检测人员靠近安全隔离区，避免人为监控过程中因监控不到位而忽略有人进入所述安全隔离区的问题。

Description

一种电气试验用探测式自动报警装置、安全围栏及标示牌

技术领域

本实用新型涉及电气防护领域，尤其涉及一种电气试验用探测式自动报警装置、安全围栏及标示牌。

背景技术

随着我国经济的迅猛发展，电力系统的建设也在如火如荼地进行，由于电力工程项目的逐年增多，随之产生的安全问题也逐渐凸显出来。架设安全围栏和悬挂标识牌是电气试验工作中重要的技术措施，对试验过程中的禁入范围起界定作用，并加挂“止步，高压危险”标识牌，防止无关人员误入而造成人身伤害危险，对现场人员的人身安全起保障作用。

现有技术中的安全围栏和标示牌仅仅为简单的围栏结构或者指示牌上写有安全标语，仅仅能起到提醒作用，无法对跨越安全围栏或者穿越标示牌进入到安全警示区的人员进行检测。需要靠监护人员监督，但是，一方面监护人员可能出现精神不集中、监护“走神儿”现象，导致监管不到位，另一方面现场工作人员安全意识淡薄，无视安全标示牌，擅自违反安全规程跨越安全围栏等状况也普遍发生，也为安全监护人员造成了不小的工作压力，实属工作中的重大安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提供电气试验用探测式自动报警装置，旨在解决现有技术中安全围栏和标识牌无法对越位进入安全警示区域的人员进行监测，仅仅靠监护人员监督可能存在监督不到位的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电气试验用探测式自动报警装置，包括单片机，其中，

所述单片机电性连接超声发射模块；

所述单片机电性连接超声接收模块；

所述单片机电性连接温度检测模块；

所述单片机电性连接报警模块。

优选地，所述超声发射模块包括555振荡器，所述555振荡器的输出引脚连接电阻R4，所述电阻R4连接三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极通过电阻R2连接VCC，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述单片机，所述单片机连接达林顿三极管，所述达林顿三极管连接第一换能器。

优选地，所述555振荡器的CON引脚通过电容C1接地，所述555振荡器的GND引脚接地；所述555振荡器的VCC引脚连接所述VCC，所述VCC 依次串接电阻R1、电阻R3、所述电容C2和地，所述555振荡器的低触发端和高触发端连接所述电容C2的非接地极板，所述DIS引脚连接于所述电阻 R1和所述电阻R3之间。

优选地，超声接收模块包括第二换能器，所述第二换能器的输出端连接两级放大电路，所述两级放大电路的输出端连接检波二极管D1，所述两级放大电路的输出端连接施密特触发器，所述施密特触发器连接所述单片机。

优选地，所述两级放大电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的负输入端经电阻R13和电容C3接地，所述第一运算放大器的输出端与负输入端之间连接电阻R14，所述第一运算放大器的输出端经电阻R10连接第二运算放大器的正输入端，所述第二运算放大器的负输入端经电阻R11和电容 C6接地，所述第二运算放大器的输出端经电阻R12连接所述第二运算放大器的负输入端，所述第二运算放大器的输出端连接电容C7，所述电容C7连接施密特触发器UA，所述电容C7与所述施密特触发器UA之间连接所述检波二极管D1，所述检波二极管D1接地。

优选地，所述第二换能器的输出端通过电阻R9接地，所述第二换能器的输出端通过电阻R5与电容C5连接所述第一运算放大器的正输入端，所述第一运算放大器的正输入端连接电阻R7，所述电阻R7连接并联的电阻R6和电容C4，并联的电阻R6和电容C4接地，VCC1经电阻R8连接于电阻R6与电阻R7之间。

优选地，所述温度检测模块包括温度传感器，所述温度传感器连接模数转换器，所述模数转换器电性连接所述单片机。

优选地，所述报警模块包括报警光源与扬声器，所述报警光源通过第一 mos开关连接电源，所述第一mos开关连接所述单片机；所述扬声器通过第二mos开关连接所述电源，所述第二mos开关连接所述单片机。

此外本实用新型还提供一种安全围栏，所述安全围栏上配置所述的电气试验用探测式自动报警装置。

此外本实用新型还一种标示牌，所述标示牌上配置所述的电气试验用探测式自动报警装置。

本申请提出的一种电气试验用探测式自动报警装置具体有以下有益效果：

本实用新型提供的电气试验用探测式自动报警装置能够通过所述555振荡器产生一定频率的振动信号，所述述振动信号连接到所述单片机的逻辑与的一个输入端，所述逻辑与的另一个输入由所述单片机输入高电平或者低电平，所述单片机通过高低电平的输出产生方形基波，所述方形基波载有一定频率的振动信号，所述逻辑与的输出连接所述达林顿三极管进行方形基波的放大，放大的方形基波驱动所述第一换能器产生超声波；

当有人接近时，发出的超声波经过接近的人体反射被所述超声接收模块接收；所述超声接收模块通过第二换能器接收声波的震动，所述第二换能器将声波的振动转换为电信号，所述第二换能器通过电阻R9将直流信号过滤，通过并联的电容C4和电阻R6过滤低频的信号，通过超声产生的高频信号经过第一运算放大器放大，再经过第二运算放大器放大之后作用于所述电容C7，所述电容C7连接所述施密特触发器，所述施密特触发器对放大后的信号进行方形整波，所述施密特触发器连接所述单片机，所述单片机获取所述方形波，所述单片机计算人体到所述电气试验用探测式自动报警装置的距离，如果所述距离小于阈值则所述单片机控制所述第一mos开关使得所述报警光源发光报警，所述单片机控制所述第二mos开关使得所述扬声器发声报警，从而实现自动检测人员靠近安全隔离区，避免人为监控过程中因监控不到位而忽略有人进入所述安全隔离区的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中电气试验用探测式自动报警装置示意图；

图2是本实用新型实施例中555振荡器的电路示意图；

图3是本实用新型实施例中所述超声接收模块的电路示意图；

图4是本实用新型实施例中第二换能器信号、C4与R6通过的低频信号以及剩余的高频信号示意图。

图中标号及含义为：1、单片机，2、超声发射模块，3、超声接收模块， 4、温度检测模块，5、报警模块。

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，此处所述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参阅图1所示，本实用新型提供本实用新型提供一种电气试验用探测式自动报警装置，包括单片机1，具体实施过程中一种可行的所述单片机型号为 AT89S51，其中，

所述单片机1电性连接超声发射模块2；参阅图2所示，具体实施过程中，所述超声发射模块2包括555振荡器，所述555振荡器的输出引脚连接电阻 R4，所述电阻R4连接三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极通过电阻 R2连接VCC，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述单片机1的P1.6，所述单片机1连接达林顿三极管，所述达林顿三极管连接第一换能器。

所述555振荡器的CON引脚通过电容C1接地，所述555振荡器的GND 引脚接地；所述555振荡器的VCC引脚连接所述VCC，所述VCC依次串接电阻R1、电阻R3、所述电容C2和地，所述555振荡器的低触发端和高触发端连接所述电容C2的非接地极板，所述DIS引脚连接于所述电阻R1和所述电阻R3之间。所述电阻R1、电阻R2和电阻R4的阻值为1kΩ，所述电阻R3的阻值为91kΩ，所述VCC的电压为5V，所述电容C1的电容为10nF，所述电容C2的电容为200pF。通过所述555振荡器产生40kHz频率的振荡信号。

所述单片机1电性连接超声接收模块3；超声接收模块3包括第二换能器，所述第二换能器的输出端连接两级放大电路，所述两级放大电路的输出端连接检波二极管D1，所述两级放大电路的输出端连接施密特触发器，所述施密特触发器连接所述单片机1，具体实施过程中，一种可行的施密特触发器型号为74HC14D。参阅图3所示，具体实施过程中，所述两级放大电路包括第一运算放大器和第二运算放大器，具体实施过程中，一种可行的第一运算放大器和第二运算放大器型号为LM358AN，所述第一运算放大器的负输入端经电阻R13和电容C3接地，所述第一运算放大器的输出端与负输入端之间连接电阻R14，所述第一运算放大器的输出端经电阻R10连接第二运算放大器的正输入端，所述第二运算放大器的负输入端经电阻R11和电容C6接地，所述第二运算放大器的输出端经电阻R12连接所述第二运算放大器的负输入端，所述第二运算放大器的输出端连接电容C7，所述电容C7连接施密特触发器UA，所述电容C7与所述施密特触发器UA之间连接所述检波二极管D1，所述检波二极管D1接地。所述第一运算放大器连接VCC1和VCC2，所述第二运算放大器连接VCC1和VCC2。其中一种可行的电学参数：VCC1电压值为12V，所述VCC2的电压值为-12V；所述电阻R13的阻值为1kΩ，所述电阻R14的阻值为100kΩ，所述电容C3的电容值为1.0nF，所述电阻R10的阻值为1kΩ，所述电容C6的电容值为1.0nF，所述电阻R11的阻值为1kΩ，所述电阻 R12的阻值为75kΩ，所述电容C7的电容值为1μF。

所述第二换能器的输出端通过电阻R9接地，所述第二换能器的输出端通过电阻R5与电容C5连接所述第一运算放大器的正输入端，所述第一运算放大器的正输入端连接电阻R7，所述电阻R7连接并联的电阻R6和电容C4，并联的电阻R6和电容C4接地，VCC1经电阻R8连接于电阻R6与电阻R7 之间。，所述电阻R9的阻值为1kΩ，所述电阻R5的阻值为1kΩ，所述电容 C5的电容值为1.0nF，所述电阻R7的阻值为1kΩ，所述电阻R8的电阻值为 75kΩ，所述电阻R6的电阻值为75kΩ，所述电容C4的电容值为10μF。参阅图4所示，当所述第二换能器接收的声音信号中有低频信号和超声信号的混合信号(图中最上方曲线)时，经过并联的电阻R6和电容C4将低频信号过滤掉(图中中间曲线)，剩余超声信号(图中最下方曲线)，避免发生误报的情况。

所述单片机1电性连接温度检测模块4；所述温度检测模块包括温度传感器，所述温度传感器连接模数转换器，所述模数转换器电性连接所述单片机1。具体实施过程中，所述单片机1通过所述温度检测模块4测量环境温度，所述单片机1通过声波在空气中传输速率C为：

式中，T为绝对温度，Co＝331.4m/s。

所述单片机1通过所述超声发射模块2发出超声到所述单片机1接收到所述超声接收模块3测量的超声波反射信号的时间t，利用C×t/2来获取人体距离所述电气试验用探测式自动报警装置的距离。

所述单片机1电性连接报警模块5。所述报警模块5包括报警光源与扬声器，所述报警光源通过第一mos开关连接电源，所述第一mos开关连接所述单片机1；所述扬声器通过第二mos开关连接所述电源，所述第二mos开关连接所述单片机1。

所述单片机1将所述距离与设定的阈值比较，当所述距离小于所述阈值时，所述单片机1向所述第一mos开关的栅极发送控制脉冲，使得所述第一 mos开关间隔的导通截止，使得电源间或的对所述报警光源供电，使得所述报警光源闪烁。具体实施过程中，所述报警光源采用红光LED；所述单片机 1将所述距离与设定的阈值比较，当所述距离小于所述阈值时，所述单片机1 向所述第二mos开关的栅极发送控制脉冲，使得所述第二mos开关间隔的导通截止，使得电源间或的对所述扬声器供电，所述扬声器发出间断声音。

此外本实用新型还提供一种安全围栏，所述安全围栏将所述防护区域围起，留至少一个入口，在入口处的所述安全围栏上设置所述的电气试验用探测式自动报警装置。

此外本实用新型还一种标示牌，所述标示牌设置于防护区域入口处，所述标示牌上配置所述的电气试验用探测式自动报警装置。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本实用新型可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的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，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种电气试验用探测式自动报警装置，其特征在于，包括单片机(1)，其中，

所述单片机(1)电性连接超声发射模块(2)；

所述单片机(1)电性连接超声接收模块(3)；

所述单片机(1)电性连接温度检测模块(4)；

所述单片机(1)电性连接报警模块(5)。

2.根据权利要求1所述的电气试验用探测式自动报警装置，其特征在于，所述超声发射模块(2)包括555振荡器，所述555振荡器的输出引脚连接电阻R4，所述电阻R4连接三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极通过电阻R2连接VCC，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述单片机(1)的P1.6，所述单片机(1)连接达林顿三极管，所述达林顿三极管连接第一换能器。

3.根据权利要求2所述的电气试验用探测式自动报警装置，其特征在于，所述555振荡器的CON引脚通过电容C1接地，所述555振荡器的GND引脚接地；所述555振荡器的VCC引脚连接所述VCC，所述VCC依次串接电阻R1、电阻R3、电容C2和地，所述555振荡器的低触发端和高触发端连接所述电容C2的非接地极板，所述555振荡器的DIS引脚连接于所述电阻R1和所述电阻R3之间。

4.根据权利要求1所述的电气试验用探测式自动报警装置，其特征在于，超声接收模块(3)包括第二换能器，所述第二换能器的输出端连接两级放大电路，所述两级放大电路的输出端连接检波二极管D1，所述两级放大电路的输出端连接施密特触发器，所述施密特触发器连接所述单片机(1)。

5.根据权利要求4所述的电气试验用探测式自动报警装置，其特征在于，所述两级放大电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的负输入端经电阻R13和电容C3接地，所述第一运算放大器的输出端与负输入端之间连接电阻R14，所述第一运算放大器的输出端经电阻R10连接第二运算放大器的正输入端，所述第二运算放大器的负输入端经电阻R11和电容C6接地，所述第二运算放大器的输出端经电阻R12连接所述第二运算放大器的负输入端，所述第二运算放大器的输出端连接电容C7，所述电容C7连接施密特触发器UA，所述电容C7与所述施密特触发器UA之间连接所述检波二极管D1，所述检波二极管D1接地。

6.根据权利要求5所述的电气试验用探测式自动报警装置，其特征在于，所述第二换能器的输出端通过电阻R9接地，所述第二换能器的输出端通过电阻R5与电容C5连接所述第一运算放大器的正输入端，所述第一运算放大器的正输入端连接电阻R7，所述电阻R7连接并联的电阻R6和电容C4，并联的电阻R6和电容C4接地，VCC1经电阻R8连接于电阻R6与电阻R7之间。

7.根据权利要求1所述的电气试验用探测式自动报警装置，其特征在于，所述温度检测模块包括温度传感器，所述温度传感器连接模数转换器，所述模数转换器电性连接所述单片机(1)。

8.根据权利要求7所述的电气试验用探测式自动报警装置，其特征在于，所述报警模块(5)包括报警光源与扬声器，所述报警光源通过第一mos开关连接电源，所述第一mos开关连接所述单片机(1)；所述扬声器通过第二mos开关连接所述电源，所述第二mos开关连接所述单片机(1)。

9.一种安全围栏，其特征在于，所述安全围栏上配置如权利要求1-8任一所述的电气试验用探测式自动报警装置。

10.一种标示牌，其特征在于，所述标示牌上配置如权利要求1-8任一所述的电气试验用探测式自动报警装置。

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