CN213423442U - 一种插座检测电路及插座检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种插座检测电路，包括：供电模块；微控制模块，与供电模块电连接；采样模块，与微控制模块电连接，用于对插座进行检测，采样模块至少包括以下之一：零线采样单元、火线采样单元或地线采样单元；阻抗检测基准模块，与微控制模块及采样模块电连接，用于产生阻抗基准信号。采用上述技术方案，插座检测电路准确可靠。本实用新型还公开了一种插座检测装置。

Description

一种插座检测电路及插座检测装置

技术领域

本实用新型涉插座检测技术领域，特别涉及一种插座检测电路及插座检测装置。

背景技术

目前，随着科技的发展和智能家居的普及，电器大量涌入人们的日常生活。与之相应地，家庭用电的安全越来越受到人们的重视，尤其是对于有小朋友的家庭而言，家庭用电的安全至关重要。

作为家庭用电必不可少的一部分，插座的安全正是家庭用电安全中的核心和关键。现有技术中，对于插座安全，主要通过检测插座的地线是否带电来完成的。当插座的地线带电时，它不仅可能导致电气设备无法正常工作，严重的情况下，会造成电气设备的损毁，还可能对用户的人身安全造成巨大的威胁。就具体的插座检测而言，通常是使用氖管或者万用表来对插座的地线进行测量。

实用新型内容

申请人发现，现有的插座检测电路存在不准确、不可靠的问题。申请人进一步研究发现，这是由于现有的插座检测电路中，往往存在测试仪表内阻等影响，导致检测得到的数据不精准，且只能检测出很危险的情况，无法测出潜在问题。

本实用新型的目的在于解决现有技术中插座检测电路不准确、不可靠的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种插座检测电路，包括：供电模块；微控制模块，与供电模块电连接；采样模块，与微控制模块电连接，用于对插座进行检测，采样模块至少包括以下之一：零线采样单元、火线采样单元或地线采样单元；阻抗检测基准模块，与微控制模块及采样模块电连接，用于产生阻抗基准信号。

采用上述技术方案，插座检测电路准确可靠。

可选地，采样模块还包括过零检测单元，过零检测单元与微控制模块电连接。

可选地，过零检测单元包括零线过零检测单元和火线过零检测单元。

可选地，采样模块包括零线采样单元、火线采样单元及地线采样单元，零线采样单元、火线采样单元及地线采样单元均与阻抗检测基准模块电连接。

可选地，插座检测电路还包括指示模块，指示模块与微控制模块电连接，用于指示检测结果。

可选地，插座检测电路还包括无线通讯模块，无线通讯模块与微控制模块电连接，无线通讯模块用于发送检测结果。

本实用新型的实施方式还公开了一种插座检测装置，包括前述任一的插座检测电路。

采用上述技术方案，插座检测装置准确可靠。

附图说明

图1示出本实用新型一实施方式中插座检测电路的示意框图；

图2示出本实用新型一实施方式中采样模块的示意框图；

图3示出本实用新型另一实施方式中插座检测电路的示意框图；

图4示出本实用新型一实施方式中过零检测单元的示意框图；

图5示出本实用新型一实施方式中地线采样单元和阻抗检测基准模块的连接示意图；

图6示出本实用新型又一实施方式中插座检测电路的示意框图；

图7示出本实用新型另一实施方式中插座检测电路的示意框图；

图8示出本实用新型一实施方式中插座检测电路的检测流程图；

图9示出本实用新型一实施方式中插座检测电路的检测时步骤S1的示意图；

图10示出本实用新型一实施方式中插座检测电路的检测时步骤S4的示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

参照图1和图2所示，本实用新型一实施方式提供了一种插座检测电路1，包括：供电模块11；微控制模块12，与供电模块11电连接；采样模块13，与微控制模块12电连接，用于对插座进行检测，采样模块13至少包括以下之一：零线采样单元131、火线采样单元132或地线采样单元133；阻抗检测基准模块14，与微控制模块12及采样模块13电连接，用于产生阻抗基准信号。

在本实施方式中，供电模块11与微控制模块12电连接，为微控制模块12提供工作电压，供电模块11的具体电路结构可以根据需要进行设计。在一实施例中，供电模块11包括RC供电电路，RC供电电路一端与微控制模块12电连接，另一端与电源相连，为微控制模块12提供稳定可靠的工作电压。微控制模块12与供电模块11电连接，微控制模块12可以是MCU(微控制单元)、单片机等具有信号处理和控制功能的电路器件。采样模块13，与微控制模块12电连接，用于对插座进行检测得到检测值，采样模块13至少包括以下之一：零线采样单元131、火线采样单元132、地线采样单元133，采样模块13根据需要对插座的火线、零线、地线其中至少之一进行检测。阻抗检测基准模块14，与微控制模块12及采样模块13电连接，用于产生阻抗基准信号。检测时，阻抗检测基准模块14能够根据微控制模块12的控制生成对应的阻抗基准信号，采样模块13能够检测阻抗基准信号与插座的供电信号叠加后的电信号得到对应的检测值。阻抗基准信号的持续时间可以根据需要进行设定，本实施方式对此不作限制。优选地，供电模块11与采样模块13电连接，将插座的高压供电信号通过线性稳压器转换为低电压电源信号，并输出至微控制模块12，为微控制模块12供电，因而不需要额外的电源供给，便于小型化。

在一实施例中，采样模块13包括地线采样单元133，使用本实施方式的插座检测电路1对插座进行检测时，地线采样单元133与插座的地线电连接，首先检测地线中对应的供电信号得到检测值，检测值可以是振幅值、相位值等，此时的检测值可以设定为第一检测值。然后微控制模块12控制阻抗检测基准模块14产生阻抗基准信号，阻抗基准信号与地线中的供电信号叠加，此时地线采样单元133采集到的检测值为地线的供电信号叠加阻抗基准信号，此时的检测值可以设定为第二检测值。微控制模块12通过比较第一检测值和第二检测值的差值是否在阈值范围内，即可完成地线的阻抗是否合格的检测。在其他实施例中，火线和零线可以参照地线进行检测。优选地，采样模块13的检测频率与插座的供电频率保持一致，进一步提升检测的准确性。

采用上述技术方案，插座检测电路准确可靠。在本实施方式中，插座检测电路的电路结构简单，易于制造。通过引入阻抗检测基准模块来产生阻抗基准信号，提高了测量的可靠性，避免了传统测试仪表电路中仪表内阻的影响。且相较于万用表等传统仪表测量过程时只能检测出危险情况，本实施方式中的阈值可以根据需要进行设定，从而能够通过调整阻抗基准信号和阈值来提高测量的精度，使得本实施方式的插座检测电路更加准确，因而能够及时发现插座的安全隐患，避免用电事故的发生。

可选地，第二检测值包括多个第二检测子值。微控制模块12根据第一检测值及第二检测值判断插座的阻抗是否合格时，微控制模块12分别计算得到第一检测值与多个第二检测子值之间的差值；若多于等于N个差值的绝对值大于判定值，则判定插座的阻抗不合格，其中，N≥2且N为整数。在本实施例中，在阻抗基准信号持续时间内，采样模块13进行多次采样，从而得到了包括多个第二检测子值的第二检测值，微控制模块12通过多次计算得到多个差值。本实施例通过多次采样比较，能够避免单次采样异常导致的误判，提高了检测的可靠性。优选地，N＝10，阻抗基准信号的持续时间为20ms。目前，日常的家庭用电中，插座中电信号的供电频率多为50HZ，在本实施例中，通过20ms的阻抗基准信号能完成十几次的第二检测子值的采样，N＝10即当检测到的阻抗的不合格组数大于等于10组时，判定插座的阻抗不合格，能够保证检测的可靠性，避免误判，且能够避免采样组数过多导致计算复杂，因此减小了微控制模块12的运算负荷。

参照图3所示，本实用新型又一实施方式提供了一种插座检测电路1，采样模块13还包括过零检测单元134，过零检测单元134与微控制模块12电连接。因为插座中供电信号多为交流电信号，在本实施方式中，通过设置过零检测单元134，在对插座进行检测时，过零检测单元134与插座电连接，能够检测到插座中供电信号，例如火线、零线等中的供电信号的零点，从而通过微控制模块12控制采样模块13根据零点的周期性在对应的零点处进行检测得到对应的检测值，使得检测中能够以零点为基准进行标准信号的采样，进一步提升检测的准确性。

参照图4所示，本实用新型另一实施方式提供了一种插座检测电路1，过零检测单元134包括零线过零检测单元1341和火线过零检测单元1342。在本实施方式中，对插座进行检测时，零线过零检测单元1341与插座的零线电连接检测得到零点，可以设定为第一零点。火线过零检测单元1342与火线电连接检测得到零点，可以设定为第二零点。微控制模块12通过比较第一零点和第二零点是否相差在设定阈值范围内，判断采样得到的零点是否准确。在得到准确的标准零点后，以标准零点为基础先完成标准信号的采样。然后，微控制模块12控制采样模块13在阻抗基准信号持续期间进行检测，得到对应的检测值。通过设置两个过零检测单元134，便于进行零点比较，避免将异常采样点作为零点，使得得到的标准零点更加准确，从而进一步提高检测的准确性。优选地，过零检测单元134与采样模块13中的对应的采样单元合二为一，如火线过零检测单元133同时也是火线采样单元132，地线和零线同样适用。即采样模块13在进行检测时，采样单元先进行过零检测，再根据检测到的标准零点，进行采样得到对应的检测值，从而简化了电路结构，便于制造和小型化。在一实施例中，参照图5所示的一种地线采样单元133和阻抗检测基准模块14的局部电路结构及连接方式，其中C点与微控制模块12电连接，B点与插座的地线电连接，A点为采样点，A点与微控制模块12电连接。对插座进行检测时，根据C点的控制信号，阻抗检测基准模块14产生阻抗基准信号，与B点连接的地线的供电信号在地线采样单元133叠加并在A点被采样输出为第二检测值输入到微控制模块，D2为稳压二极管，起到稳压作用，本实施例中电路结构简单，易于小型化。

参照图6所示，本实用新型又一实施方式提供了一种插座检测电路1，采样模块13包括零线采样单元131、火线采样单元132及地线采样单元133，零线采样单元131、火线采样单元132及地线采样单元133均与阻抗检测基准模块14电连接。在本实施方式中，通过设置零线过零检测单元1341和火线过零检测单元1342确定标准零点，火线采样单元132、零线采样单元131及地线采样单元133以标准零点为基准，分别对插座的火线、零线、地线进行检测得到对应的L0、N0和G0。微控制模块12控制阻抗检测基准模块14产生阻抗基准信号，阻抗基准信号分别与零线、火线、地线的供电信号叠加，火线采样单元132、零线采样单元131及地线采样单元133检测得到叠加后的L1、N1和G1，通过比较L1、N1和G1与L0、N0和G0之间的差值是否在设定范围内，即可判断插座的阻抗是否合格。在本实施方式中，结构简单地实现了插座零线、火线和地线的全检测，进一步保障了用电安全。优选地，L0、N0和G0以及L1、N1和G1均包括振幅值和相位值，进一步提升检测的准确性，此时的零点即振幅值和相位值为0时对应的周期性时间点。优选地，插座检测电路1还包括显示模块和/或通讯模块，微控制模块12根据阻抗基准信号对应的标准阻抗Z′以及L0、N0和G0与L1、N1和G1之间的差值Δ，计算得到对应阻抗值Z＝Z′×Δ，并通过显示模块显示和/或通讯模块上传对应的阻抗值，便于适用于多种标准电压不同的插座检测。

参照图7所示，本实用新型另一实施方式提供了一种插座检测电路1，插座检测电路1还包括指示模块15，指示模块15与微控制模块12电连接，用于指示检测结果。在本实施方式中，微控制模块12根据插座的阻抗检测结果控制指示模块15指示检测结果，便于用户简单及时发现异常以进行后续处理。在一实施例中，指示模块15包括两个LED灯，分别为绿色和红色，检测合格时绿灯亮，不合格时红灯亮。在另一实施例中，指示模块15也可以包括蜂鸣器，根据检测结果的不同选择性报警。在其他实施例中，指示模块15还可以包括其他电路器件来完成指示，本实施方式对此不作限制。

参照图7所示，本实用新型又一实施方式提供了一种插座检测电路1，插座检测电路1还包括无线通讯模块16，无线通讯模块16与微控制模块12电连接，无线通讯模块16用于发送检测结果。在本实施方式中，无线通讯模块16通过蓝牙、WIFI、4G、Zigbee等方式将插座阻抗的检测结果，发送至移动终端、云端服务器等，便于用户在智能家居管理等多插座应用场景下的统一管理，提升管理效率。

本实用新型一实施方式提供了一种插座检测装置，包括前述实施方式中任一的插座检测电路1。本实施方式所公开的插座检测装置，插座检测电路1的电路结构简单，因而插座检测装置便于制造，且小型化易于携带。通过引入阻抗检测基准模块来产生阻抗基准信号，提高了测量的可靠性，避免了传统测试仪表电路中仪表内阻的影响。且相较于万用表等传统仪表测量过程时只能检测出危险情况，本实施方式中的阈值可以根据需要进行设定，从而能够通过调整阻抗基准信号和阈值来提高测量的精度，使得本实施方式的插座检测装置检测的更加准确，因而能够及时发现插座的安全隐患，避免用电事故的发生。

在一实施例中，插座检测装置设置有与插座相对应的插头。例如当插座为三孔插座时，，需要进行插座三线的全检测时，插座检测电路1的采样模块13包括零线采样单元131、火线采样单元132和地线采样单元133时，插座检测装置设置有三个对应的插头，能够与三孔插座的三个插口相配合，在进行检测时插头插入插口上电完成相应的检测。在其他实施方式中，根据插座以及采样模块13及检测需要的不同，插座检测装置也可以设置有一个或两个插头。本实施例所公开的插座检测装置，使用简便，用户仅需将插头插入插座对应的接口即可进行检测，相较于万用表等传统检测仪表需要专业的操作技能而言，更适于家庭使用。

本实用新型前述实施方式所公开的插座检测电路1，在进行检测时的检测方法可参照下述示意性实施例。在其他实施例中，本实用新型所公开的插座检测电路1也可以使用其它检测方法。

在一示意性实施例中，参照图1和图8所示，检测方法包括以下步骤：S1：采样模块13对插座进行检测得到第一检测值；S2：阻抗检测基准模块14产生阻抗基准信号；S3：采样模块13根据阻抗基准信号采样得到与第一检测值对应的第二检测值，即第二检测值为插座中的供电信号与阻抗基准信号叠加后的电信号对应的检测值；S4：微控制模块12根据第一检测值及第二检测值判断插座的阻抗是否合格。在本实施例中，微控制模块12通过比较第一检测值和第二检测值的差值是否在阈值范围内，即可完成火线、零线、地线其中至少之一阻抗是否合格的检测。通过引入阻抗检测基准模块产生阻抗基准信号，提高了测量的可靠性，避免了传统测试仪表电路中仪表内阻的影响。且相较于万用表等传统仪表测量过程时只能检测出危险情况，本实施例中的阈值可以根据需要进行设定，从而能够通过调整阻抗基准信号和阈值来提高测量的精度，使得本实施例的插座检测方法更加准确，因而能够及时发现插座的安全隐患，避免用电事故的发生。

采用上述技术方案，插座检测方法准确可靠。

在另一示意性实施例中，第一检测值和第二检测值均包括相位值和振幅值。在本实施例中，通过比较第一检测值和第二检测值的相位值和振幅值，能够进一步提升检测的准确性，且根据采样模块13的采样周期、采样时间点，以及检测值的相位值和振幅值能够去除异常的检测值，避免误判。

在又一示意性实施例中，参照图6和图9所示，采样模块13还包括过零检测单元134，过零检测单元134与微控制模块12电连接，过零检测单元134包括零线过零检测单元1341和火线过零检测单元1342，采样模块13对插座进行检测得到第一检测值的步骤S1包括：S11：火线过零检测单元1342对插座的火线进行过零检测得到第一零点T1；S12：零线过零检测单元1341对插座的零线进行过零检测得到第二零点T2；S13：微控制模块12比较T1和T2以判断T1是否合格；S14：若合格，则采样模块13以T1为零点基准对插座进行采样得到第一检测值。通过进行零点比较，能够避免将异常采样点作为零点，使得得到的标准零点更加准确，从而进一步提高检测的准确性。可选地，当零点不合格时，过零检测单元134重新进行零点的检测和标准零点的确定。

在另一示意性实施例中，参照图6和图10所示，第二检测值包括多个第二检测子值，微控制模块12根据第一检测值及第二检测值判断插座的阻抗是否合格的步骤S4包括：S41：微控制模块12分别计算得到第一检测值与多个第二检测子值之间的差值；S42：若多于等于N个差值的绝对值大于判定值，则判定插座的阻抗不合格，其中，N≥2且N为整数。在本实施例中，在阻抗基准信号持续时间内，采样模块13进行多次采样，从而得到了包括多个第二检测子值的第二检测值，微控制模块12通过多次计算得到多个差值。本实施例通过多次采样比较，能够避免单次采样异常导致的误判，进一步提高了检测的可靠性。

在又一示意性实施例中，采样模块13的采样频率与插座的供电频率相同，N＝10，阻抗基准信号的持续时间为20ms。目前，日常的家庭用电中，插座中电信号的供电频率多为50HZ，在本实施例中，通过20ms的阻抗基准信号能完成十几次的第二检测子值的采样，N＝10即当检测到的阻抗的不合格组数大于等于10组时，判定插座的阻抗不合格，能够保证检测的可靠性，避免误判，且能够避免采样组数过多导致计算复杂，因此减小了微控制模块12的运算负荷。

在另一示意性实施例中，插座检测电路1还包括指示模块15，指示模块15与微控制模块12电连接，插座检测方法还包括以下步骤：指示模块15根据阻抗的检测结果进行声音提示，和/或，光提示，便于用户简单及时发现异常以进行后续处理。在一实施例中，指示模块15包括两个LED灯，分别为绿色和红色，检测合格时绿灯亮，不合格时红灯亮。在另一实施例中，指示模块15也可以包括蜂鸣器，根据检测结果的不同选择性报警。在其他实施例中，指示模块15还可以包括其他电路器件来完成指示，本实施例对此不作限制。

在又一示意性实施例中，插座检测电路1还包括无线通讯模块16，无线通讯模块16与微控制模块12电连接，插座检测方法还包括以下步骤：无线通讯模块16将阻抗的检测结果通过无线通讯发送至移动终端，和/或，云端服务器。在本实施例中，通过无线通讯模块16以蓝牙、WIFI、4G、Zigbee等方式将插座阻抗的检测结果，发送至移动终端、云端服务器等，便于用户在智能家居管理等多插座应用场景下的统一管理，提升管理效率。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (7)

1.一种插座检测电路，其特征在于，包括：

供电模块；

微控制模块，与所述供电模块电连接；

采样模块，与所述微控制模块电连接，用于对所述插座进行检测，所述采样模块至少包括以下之一：零线采样单元、火线采样单元或地线采样单元；

阻抗检测基准模块，与所述微控制模块及采样模块电连接，用于产生阻抗基准信号。

2.如权利要求1所述的插座检测电路，其特征在于，所述采样模块还包括过零检测单元，所述过零检测单元与所述微控制模块电连接。

3.如权利要求2所述的插座检测电路，其特征在于，所述过零检测单元包括零线过零检测单元和火线过零检测单元。

4.如权利要求3所述的插座检测电路，其特征在于，所述采样模块包括零线采样单元、火线采样单元及地线采样单元，所述零线采样单元、所述火线采样单元及所述地线采样单元均与所述阻抗检测基准模块电连接。

5.如权利要求1所述的插座检测电路，其特征在于，还包括指示模块，所述指示模块与所述微控制模块电连接，用于指示检测结果。

6.如权利要求1所述的插座检测电路，其特征在于，还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述微控制模块电连接，所述无线通讯模块用于发送检测结果。

7.一种插座检测装置，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的插座检测电路。

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