CN213842230U - 一种电气安全态势多维参数感知电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电气安全态势多维参数感知电路，包括：多路电流采集模块、电流检测放大模块、充电卸流模块、控制器；多路电流采集模块包括多条电流采集支路，分别用于感应各电气线路的电流并将其转换为直流信号；电流检测放大模块中，各电流采集支路的输出端分别经检测电阻与充电卸流模块电连接；控制器用于接收信号放大之后的电压信号并上传至外部平台；充电卸流模块的充电子模块用于通过直流信号对其储能器件充电以及检测储能器件的电量，卸流子模块用于根据储能器件的电量对直流信号进行卸流控制。本实用新型解决了电气线路感知单一、布局局限、安装复杂、数据处理难的技术问题，具有多路共用、多维感知、安装方便、成本低等特点。

Description

一种电气安全态势多维参数感知电路

技术领域

本实用新型属于电气线路安全预警技术领域，尤其涉及一种电气安全态势多维参数感知电路。

背景技术

随着时代的发展，城市正一步步向着智能化的方向发展，其中，对于一座城市、一座工厂、一片小区、一户家庭而言，电气线路的安全态势感知与预警在智能化城市发展过程中变得尤为重要，而为了能够实现城市电气线路的智能化，市场上现有的电气火灾监控产品和消防监控产品显然已经很难满足需求。

现有技术的电气火灾监控产品和消防监控产品均为单一维度的数据采集终端，并且均是互相独立的设备，互不联通，获取的数据也非常局限，只能局限于例如一户人家或某一特定区域内进行安全监控，要想将这些设备连接起来组成一个大数据的感知网络，其布控区域受到工程难度、成本等因素有较大的局限性，无法满足一片区域的电气安全态势感知和预警的要求，而且感知域的单一性直接影响产品本身的预警准确性，因此误报率较高。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种电气安全态势多维参数感知电路，本实用新型的技术方案为：

一种电气安全态势多维参数感知电路，包括：多路电流采集模块、电流检测放大模块、充电卸流模块、控制器；

多路电流采集模块包括多条电流采集支路，分别用于感应各电气线路的电流并将其转换为直流信号；

电流检测放大模块包括检测电阻、减法器、放大器，其中，各电流采集支路的输出端分别经检测电阻与充电卸流模块电连接，减法器的两输入端分别与检测电阻的两端电连接，用于提取检测电阻两端的电压信号，放大器的输入端与减法器的输出端电连接，用于对电压信号进行信号放大；

控制器与放大器的输出端电连接，用于接收信号放大之后的电压信号并上传至外部平台；

充电卸流模块包括充电子模块、卸流子模块，其中，充电子模块用于通过直流信号对其储能器件充电以及检测储能器件的电量，卸流子模块用于根据储能器件的电量对直流信号进行卸流控制。

在其中一个实施例中，电流采集支路包括电流互感器、连接端子、整流电桥，电流互感器经连接端子与整流电桥电连接；

电流互感器用于感应电气线路的电流，整流电桥用于将电气线路的电流转换为直流信号。

在其中一个实施例中，充电子模块包括第一隔离器件、储能器件、电压检测器件；

电流采集支路的输出端依次经检测电阻、第一隔离器件与储能器件电连接，电压检测器件用于检测储能器件的电压。

在其中一个实施例中，卸流子模块包括第二隔离器件、卸流开关、卸流电阻；

所电流采集支路的输出端依次经检测电阻、第二隔离器件与卸流开关的一端连接，卸流开关的另一端经卸流电阻接地；

卸流开关的控制端与电压检测器件的输出端电连接。

在其中一个实施例中，还包括与控制器电连接的环境检测模块，环境检测模块包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器，控制器还用于接收环境检测模块采集的温度、湿度、烟雾数据并上传至外部平台。

在其中一个实施例中，多条电流采集支路设于同一电表箱内，与同一套环境检测模块配合，用以多条电气线路的安全态势多维参数感知。

本实用新型与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本实用新型中通过多电流采集模块，可以同时对多条电气线路的电流进行感知，以进行电气安全态势感知，例如应用在小区的电表箱内，就同时一下子对多户业主进行电气安全态势感知，其中，多条电流采集支路共用其他所有模块，相比于现有技术，经济性更加好、安装性更加容易，并且数据采集之后汇总更加方便，有利于后期数据分析、处理、结果比对等等，同时，本实用新型通过充电卸流模块，可以利用采集的电流信号直接供电，不必外加或外接电源，使用更加方便，对于人员操作也更加安全，此外在该电路中共用一套环境检测模块，可以共用温度、湿度、烟雾数据，进一步提高了设备的经济性，并且安装更加便捷，后续数据分析更加便捷。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。

图1为本实用新型的一种电气安全态势多维参数感知电路的结构示意图。

附图标记说明：

1-多路电流采集模块；10-电流采集支路；101-电流互感器；102-连接端子；103-整流电桥；2-电流检测放大模块；21-检测电阻；22-减法器；23-放大器；3-充电卸流模块；31-充电子模块；311-第一隔离器件；312-储能器件；313-电压检测器件；32-卸流子模块；321-第二隔离器件；322-卸流开关；323-卸流电阻；4-控制器。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。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获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种电气安全态势多维参数感知电路作进一步详细说明。

参看图1，本申请提供了一种电气安全态势多维参数感知电路，包括：多路电流采集模块1、电流检测放大模块2、充电卸流模块3、控制器4；

多路电流采集模块1包括多条电流采集支路10，分别用于感应各电气线路的电流并将其转换为直流信号；

电流检测放大模块2包括检测电阻21、减法器22、放大器23，其中，各电流采集支路10的输出端分别经检测电阻21与充电卸流模块3电连接，减法器22的两输入端分别与检测电阻21的两端电连接，用于提取检测电阻21两端的电压信号，放大器23的输入端与减法器22的输出端电连接，用于对电压信号进行信号放大；

控制器4与放大器23的输出端电连接，用于接收信号放大之后的电压信号并上传至外部平台；

充电卸流模块3包括充电子模块31、卸流子模块32，其中，充电子模块31用于通过直流信号对其储能器件312充电以及检测储能器件312的电量，卸流子模块32用于根据储能器件312的电量对直流信号进行卸流控制。

现具体对本实施例进行详细介绍，但不仅限于此。

本实施例的电气安全态势多维参数感知电路适用于对多路电气线路进行安全态势感知，其中，特别适用于区域性的感知，例如可以设于同一层楼的总电表箱内，对该楼层的所有电气线路进行感知，也可以设于工厂的某一道工序的总供电箱内，对该工序的所有电气线路进行感知，等等。

参看图1，本实施例的多路电流采集模块1包括多条电流采集支路10，每一电流采集支路10包括电流互感器101、连接端子102、整流电桥103，电流互感器101经连接端子102与整流电桥103电连接，其中，当电气线路有电流流经时，电流互感器101可以感知其中的电流情况，经过整流电桥103可以转换为直流电流小信号，并且本实施例的电流互感器101与主电路为分体式设计，故采用连接端子102进行电路连接。其中，多条电流采集支路10可以共用后续的所有模块：通过同一电流检测放大模块2对信号转换与放大，具体电流检测放大模块2可以通过控制器4选择需要采集的直流信号们进行信号转换与放大，以实现各电气线路的电流感知；通过同一控制器4进行数据的上传至外部平台；通过同一充电卸流模块3，完成整个电流的自我供电。

参看图1，本实施例的电流检测放大模块2包括检测电阻21、减法器22、放大器23，其中，在图中，检测电阻21为电阻R4，减法器22为U2A，放大器23为U1A，但电流采集支路10输出的直流信号流经电阻R4时，减法器U2A通过提取出检测电阻R4两端的电压差后将直流信号转变为电压信号，再由放大器U1A将该电压信号放大之后，交由MCU控制器4的ADC转化为具体数字信号进行处理。

参看图1，本实施例的充电子模块31包括第一隔离器件311、储能器件312、电压检测器件313，卸流子模块32包括第二隔离器件321、卸流开关322、卸流电阻323，其中，第一隔离器件311、第二隔离器件321均用于模块电路之间电路隔离，使得电路之间互不干扰，具体可以常用光耦隔离器进行隔离。具体地，本实施例的储能器件312采用超级电容来进行充电供电，超级电容可以利用流经检测电阻21的直流信号进行充电，当储能器件312的电压达到上限时，即电压检测器件313检测到超级电容的电压到达上限阈值，则会给卸流子模块32的卸流开关322一个开启信号，将多余的直流电流流经卸流电阻323进行卸放消耗，以防止储能器件312过充电，当储能器件312的电压达到下限时，电压检测器件313检测到超级电容的电压到达下限阈值，则会给卸流子模块32的卸流开关322一个关闭信号，以再次给超级电容进行充电，以此实现整个电路的供电。

较优地，本实施例还包括与控制器电连接的环境检测模块，环境检测模块包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器，控制器还用于接收环境检测模块采集的温度、湿度、烟雾数据并上传至外部平台。其中，多条电流采集支路可以优选设于同一电表箱内，如此，可以共用同一套环境检测模块，即通过同一套环境检测模块进行温度、湿度、烟雾数据的采集，得到的这些数据后续数据分析过程中多条电气线路共用，以进行多条电气线路的安全态势多维参数感知。

本实施例中通过多电流采集模块，可以同时对多条电气线路的电流进行感知，以进行电气安全态势感知，例如应用在小区的电表箱内，就同时一下子对多户业主进行电气安全态势感知，其中，多条电流采集支路共用其他所有模块，相比于现有技术，经济性更加好、安装性更加容易，并且数据采集之后汇总更加方便，有利于后期数据分析、处理、结果比对等等，同时，本实用新型通过充电卸流模块，可以利用采集的电流信号直接供电，不必外加或外接电源，使用更加方便，对于人员操作也更加安全，此外在该电路中共用一套环境检测模块，可以共用温度、湿度、烟雾数据，进一步提高了设备的经济性，并且安装更加便捷，后续数据分析更加便捷。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种电气安全态势多维参数感知电路，其特征在于，包括：多路电流采集模块、电流检测放大模块、充电卸流模块、控制器；

所述多路电流采集模块包括多条电流采集支路，分别用于感应各电气线路的电流并将其转换为直流信号；

所述电流检测放大模块包括检测电阻、减法器、放大器，其中，各所述电流采集支路的输出端分别经所述检测电阻与所述充电卸流模块电连接，所述减法器的两输入端分别与所述检测电阻的两端电连接，用于提取所述检测电阻两端的电压信号，所述放大器的输入端与所述减法器的输出端电连接，用于对所述电压信号进行信号放大；

所述控制器与所述放大器的输出端电连接，用于接收所述信号放大之后的所述电压信号并上传至外部平台；

所述充电卸流模块包括充电子模块、卸流子模块，其中，所述充电子模块用于通过所述直流信号对其储能器件充电以及检测所述储能器件的电量，所述卸流子模块用于根据所述储能器件的电量对所述直流信号进行卸流控制。

2.根据权利要求1所述的电气安全态势多维参数感知电路，其特征在于，所述电流采集支路包括电流互感器、连接端子、整流电桥，所述电流互感器经所述连接端子与所述整流电桥电连接；

所述电流互感器用于感应电气线路的电流，所述整流电桥用于将电气线路的电流转换为所述直流信号。

3.根据权利要求1所述的电气安全态势多维参数感知电路，其特征在于，所述充电子模块包括第一隔离器件、储能器件、电压检测器件；

所述电流采集支路的输出端依次经所述检测电阻、所述第一隔离器件与所述储能器件电连接，所述电压检测器件用于检测所述储能器件的电压。

4.根据权利要求3所述的电气安全态势多维参数感知电路，其特征在于，所述卸流子模块包括第二隔离器件、卸流开关、卸流电阻；

所述电流采集支路的输出端依次经所述检测电阻、所述第二隔离器件与所述卸流开关的一端连接，所述卸流开关的另一端经所述卸流电阻接地；

所述卸流开关的控制端与所述电压检测器件的输出端电连接。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的电气安全态势多维参数感知电路，其特征在于，还包括与所述控制器电连接的环境检测模块，所述环境检测模块包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器，所述控制器还用于接收所述环境检测模块采集的温度、湿度、烟雾数据并上传至外部平台。

6.根据权利要求5所述的电气安全态势多维参数感知电路，其特征在于，多条所述电流采集支路设于同一电表箱内，与同一套所述环境检测模块配合，用以多条电气线路的安全态势多维参数感知。

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