CN214150955U - 电路检测设备和电路检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电路检测设备和电路检测系统，用于检测流量计和数据采集器的连接电路的故障，数据采集器包括微控制单元、充电单元和数据采集单元，充电单元和数据采集单元分别与微控制单元连接；充电单元，用于根据数据采集器的工作状态，通过所述流量计和所述数据采集器的连接电路，为流量计和数据采集器的等效电容充电；数据采集单元，用于采集连接电路上的线上电压；微控制单元，用于接收线上电压，并根据线上电压判断连接电路的连接状态，无需特殊安装或拆开流量计，电路检测实现简单，而且无需增加防断线检测模块，减少了成本。

Description

电路检测设备和电路检测系统

技术领域

本申请涉及燃气设备技术领域，尤其涉及一种电路检测设备和电路检测系统。

背景技术

计量是工业生产的眼睛。流量计量是计量科学技术的组成部分之一，它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系，做好这一工作，对保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用，特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。

目前各种流量计的数据采集与传输是通过数据采集器实现的，数据采集器采集工业流量计的数据信息的同时为其提供数据传输时的工作电压，流量计和数据采集器之间一般通过传输线进行数据传输和连接，在电路检测设备采集数据过程中，可能会出现故障，通常拆开流量计，将防断线检测模块安装于流量计内部进行断线故障检测。

然而现有技术中，电路检测设备故障检测实现复杂，且增加了防断线检测模块，成本高。

实用新型内容

本申请提供一种电路检测设备和电路检测系统，以解决现有技术中，电路检测设备故障检测实现复杂，且增加了防断线检测模块，造成成本高的技术问题。

第一方面，本申请提供一种电路检测设备，用于检测流量计和数据采集器的连接电路的故障，所述数据采集器包括微控制单元、充电单元和数据采集单元，所述充电单元和所述数据采集单元分别与所述微控制单元连接；

所述充电单元，用于根据所述数据采集器的工作状态，通过所述流量计和所述数据采集器的连接电路，为所述流量计和所述数据采集器的等效电容充电；

所述数据采集单元，用于采集所述连接电路上的线上电压；

所述微控制单元，用于接收所述线上电压，并根据所述线上电压判断所述连接电路的连接状态。

这里，本申请实施例的电路检测设备可以用于检测流量计和数据采集器的连接电路的故障，其中，电路检测设备由充电单元和数据采集单元组成，充电单元和数据采集单元分别与数据采集器的微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)连接，可以实现与数据采集器的连接，以及与数据采集器连接的流量计的连接，充电单元可以根据数据采集器的工作状态为流量计和数据采集器的等效电容充电，数据采集单元用于采集连接电路上的线上电压，若在充电单元为等效电容充电后数据采集单元采集到的电压值过小，小于第二预设阈值，那么可以准确判断连接电路发生故障，电路连接断路，这里的充电单元和数据采集单元可以集成于数据采集器主板上，无需特殊安装或拆开流量计，电路检测实现简单，而且无需增加防断线检测模块，减少了成本。

可选的，还包括定时单元；

所述定时单元与所述MCU连接；

所述定时单元，用于为所述MCU提供时钟信号，控制所述充电单元的充电时间。

这里，本申请实施例提供的电路检测设备还包括定时单元，定时单元用于为MCU提供时钟信号，便于MCU根据时钟信号向各个模块发送控制指令，还可以控制充电单元的充电时间，数据采集单元可以根据充电单元的充电时间、充电周期等可以进行精准地线上电压采集，也可以根据时钟信号自动采集线上电压，进一步地提高了电路检测的准确性，提高了电压检测的效率和智能化，简化了采集步骤。

可选的，所述充电单元为充电时间测量单元CTMU。

这里，充电时间测量单元(Charge Time Measurement Unit，CTMU)作为一个多功能的片上恒流源，可以向连接电路施加稳定的电流源脉冲，CTMU成本低，作为单片机的外设，可以直接与数据采集器连接，无需外加多余硬件结构，也无需拆开现有流量计电路，节省成本、实现简单，也进一步地提高了电流检测的准确性。

可选的，还包括校准单元；

所述校准单元与所述充电单元连接；

所述校准单元，用于对所述充电单元输出的电流进行校准。

这里，本申请实施例提供的电路检测设备还包括校准单元，校准单元可以对充电单元输出的电流进行校准，从而实现对充电单元的精准控制，减少了充电单元输出电流误差对检测结果造成的影响，进一步地提高了电流检测的准确性。

可选的，所述校准单元包括精密电阻。

这里，本申请实施例采用精密电阻作为校准单元，对充电单元进行校准，进一步地提高了电流检测的准确性。

可选的，还包括报警单元；

所述报警单元与所述MCU连接；

所述报警单元，用于根据所述连接电路的连接状态进行报警。

这里，本申请实施例提供的电路检测设备还包括报警单元，报警单元可以针对连接电路的连接状态进行报警，例如在检测到连接电路出现故障时，通过蜂鸣器、声音模块等进行声音报警，或者是通过指示灯进行报警灯，用于提示当前电路连接出现故障，便于工作人员针对故障进行维修，以减少故障引起的损失。

可选的，还包括通信单元；

所述通信单元与所述MCU连接；

所述通信单元，用于将所述连接电路的连接状态发送给终端或服务器。

这里，本申请实施例的电路检测设备还包括通信单元，可以通过该通信单元进行数据的传输，将连接电路的连接状态发送给终端或者服务器，便于终端和服务器针对连接状态对电路进行控制，提高了电路的安全性，减少了电路故障造成的损失，提高了用户体验。

可选的，还包括显示单元；

所述显示单元与所述MCU连接；

所述显示单元，用于显示所述连接电路的连接状态。

这里，本申请实施例提供的电路检测设备还包括显示单元，显示单元可以显示连接电路的连接状态，便于工作人员掌握电路的实际工作情况及故障信息，针对电路和故障对电路进行监控，进一步地提高了用户体验。

所述微控制单元还用于检测所述数据采集器是否在数据采集状态。

第二方面，本申请实施例提供一种电路检测系统，包括流量计和数据采集器，以及与数据采集器的MCU连接的如第一方面所述的电路检测设备。

本申请实施例提供的电路检测设备和电路检测系统，电路检测设备可以用于检测流量计和数据采集器的连接电路的故障，其中，电路检测设备由充电单元和数据采集单元组成，充电单元和数据采集单元分别与数据采集器的微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)连接，可以实现与数据采集器的连接，以及与数据采集器连接的流量计的连接，充电单元可以根据数据采集器的工作状态为流量计和数据采集器的等效电容充电，数据采集单元用于采集连接电路上的线上电压，若在充电单元为等效电容充电后采集到的电压值过小，小于第二预设阈值，那么可以准确判断连接电路发生故障，电路连接断路，这里的充电单元和数据采集单元可以集成于数据采集器主板上，无需特殊安装或拆开流量计，电路检测实现简单，而且无需增加防断线检测模块，减少了成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本申请实施例提供的一种电路检测设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种单片机内部CTMU模块配置原理图；

图3为本申请实施例提供的一种电流脉冲示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种电路检测设备的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种电路检测设备的电路结构示意图。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

计量是工业生产的眼睛。流量计量是计量科学技术的组成部分之一，它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系，做好这一工作，对保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用，特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。

目前各种流量计的数据采集与传输是通过数据采集器实现的，数据采集器采集工业流量计的数据信息的同时为其提供数据传输时的工作电压，流量计和数据采集器之间一般通过传输线进行数据传输和连接，在电路检测设备采集数据过程中，可能会出现故障，如果流量计与数据采集器的接线断开会造成无法采集流量计数据，例如用户恶意剪开燃气流量计和数据采集器连接线进行盗气，且由于流量计故障也会导致无法采集数据，很难定位问题，为了检测流量计和数据采集器之间是否存在锻炼问题，通常需要拆开流量计，将防断线检测模块安装于流量计内部进行断线故障检测。

然而现有技术中，需要拆卸流量计，电路检测设备故障检测实现复杂，且增加了防断线检测模块，成本高。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种电路检测设备和电路检测系统，本申请实施例的电路检测设备可以用于检测流量计和数据采集器的连接电路的故障，其中，电路检测设备由充电单元和数据采集单元组成，充电单元和数据采集单元分别与数据采集器的MCU连接，可以实现与数据采集器的连接，以及与数据采集器连接的流量计的连接，充电单元可以根据数据采集器的工作状态为流量计和数据采集器的等效电容充电，数据采集单元用于采集连接电路上的线上电压，若在充电单元为等效电容充电后采集到的电压值过小，小于第二预设阈值，那么可以准确判断连接电路发生故障，电路连接断路，这里的充电单元和数据采集单元可以集成于数据采集器主板上，无需特殊安装或拆开流量计，电路检测实现简单，而且无需增加防断线检测模块，减少了成本。

下面结合具体的实施例对本申请实施例提供的电路检测设备进行详细的说明。

图1为本申请实施例提供的一种电路检测设备的结构示意图，如图1所示，该电路检测设备用于检测流量计103和数据采集器104的连接电路的故障，数据采集器104包括：MCU1041、充电单元101和数据采集单元102，充电单元101和数据采集单元102分别与MCU1041连接。

充电单元101，用于根据数据采集器104的工作状态，通过所述流量计和所述数据采集器的连接电路，为流量计103和数据采集器104的等效电容充电。

这里，流量计和数据采集器的连接电路将流量计和数据采集器的等效电容进行连接，通过充电单元为等效电容充电，数据采集单元可以采集等效电容和/或连接电路的电压。

这里，本申请实施例中的连接电路用于连接流量计和数据数据采集器，连接电路用于实现流量计与数据采集器之间的数据采集传输，还用于通过连接电路为流量计和数据采集器的等效电容充电。

其中，等效电容是指多个电容或一个电路或一个电子器件在特定的电路所体现出来电容性，可以用电容的量来衡量它的容性大小，比如，我们把几个电容并联起来，就可以算出它的等效电容，一个容性元器件，我们也可以在电路中算出它的容性大小，在本申请实施例中指与流量计和数据采集器容性大小等效的电容。

可选的，充电单元为充电时间测量单元CTMU。

单片机内部可连接外设CTMU模块，CTMU模块可以利用电流源对电容进行充电。

这里，CTMU作为一个多功能的片上恒流源，可以向连接电路施加稳定的电流源脉冲，CTMU成本低，作为单片机的外设，可以直接与数据采集器连接，无需外加多余硬件结构，也无需拆开现有流量计电路，节省成本、实现简单，也进一步地提高了电流检测的准确性。

数据采集单元102，用于采集连接电路上的线上电压。

可选的，数据采集单元可以为模拟量采集器(Analog quantity acquisitionmodule，AD模块)，AD模块可以用于采样线上电压。

可选的，还可以包括比较器，比较器和AD模块以及CTMU可以共同实现对线上电压的测量，MCU根据采集到的线上电压检测流量计和数据采集器之间是否有断线故障现象。

MCU1041，用于接收线上电压，并根据线上电压判断连接电路的连接状态。

可选的，MCU连接还用于检测数据采集器是否在数据采集状态。

这里，本申请实施例可以检测数据采集器的工作状态，根据后续充电模块数据采集器的工作状态对连接电路进行充电，避免了数据采集器本身工作时的电压电流对电路故障检测时的影响，进一步地提高了电路检测的准确性，无需人工进行判断，提高了电路检测的智能化和便捷性。

可选的，还包括定时单元。

定时单元与MCU连接。

定时单元，用于为MCU提供时钟信号，以使MCU根据时钟信号实现充电、数据采集和放电功能。

这里，本申请实施例提供的电路检测设备还包括定时单元，定时单元用于为MCU提供时钟信号，便于MCU根据时钟信号向各个模块发送控制指令，还可以控制充电单元的充电时间，以使MCU根据时钟信号实现充电、数据采集和放电功能，数据采集单元可以根据充电单元的充电时间、充电周期等可以进行精准地线上电压采集，也可以根据时钟信号自动采集线上电压，进一步地提高了电路检测的准确性，提高了电压检测的效率和智能化，简化了采集步骤。

可选的，还包括报警单元；

报警单元与MCU连接；

报警单元，用于根据连接电路的连接状态进行报警。

这里，本申请实施例提供的电路检测设备还包括报警单元，报警单元可以针对连接电路的连接状态进行报警，例如在检测到连接电路出现故障时，通过蜂鸣器、声音模块等进行声音报警，或者是通过指示灯进行报警灯，用于提示当前电路连接出现故障，便于工作人员针对故障进行维修，以减少故障引起的损失。

可选的，还包括通信单元；

通信单元与MCU连接；

通信单元，用于将连接电路的连接状态发送给终端或服务器。

这里，本申请实施例的电路检测设备还包括通信单元，可以通过该通信单元进行数据的传输，将连接电路的连接状态发送给终端或者服务器，便于终端和服务器针对连接状态对电路进行控制，提高了电路的安全性，减少了电路故障造成的损失，提高了用户体验。

可选的，还包括显示单元；

显示单元与MCU连接；

显示单元，用于显示连接电路的连接状态。

可选的，显示单元可以是液晶屏或者(Light-Emitting Diode，LED)。

这里，本申请实施例提供的电路检测设备还包括显示单元，显示单元可以显示连接电路的连接状态，便于工作人员掌握电路的实际工作情况及故障信息，针对电路和故障对电路进行监控，进一步地提高了用户体验。

可以通过上述实施例中的报警单元、通信单元和显示单元中的至少一个，提示电路连接发生故障，具体的，可以通过报警单元发出声音或者指示灯报警，可以通过通信单元将提示信息发送给用户终端或服务器，也可以是通过显示单元显示提示信息。

示范性的，若确定电路的连接状态为断路，则提示电路连接发生故障，上述提示信息可以为“电路的连接状态为断路”，或者是“电路连接故障”等信息。

在一种可能的实现方式中，流量计一般通过485总线与数据采集器连接，采集器每隔一段时间通过485总线发指令给流量计来读取流量计计量数据并存储和上传给远程服务器，此时如果流量计故障或485总线断开或接触不良都会导致数据无法读取，因此检测485总线状态可以分析故障原因。本申请实施例在上述数据采集器未执行采集任务时，在485总线上通过充电单元施加电流源脉冲，电流源会对流量计485芯片的输入等效电容充电，充电一段时间后通过数据采集模块采样总线上电压，然后停止电流源并对电容放电，当总线处于正常连接状态时，与数据采集器的MCU连接的数据采集模块会采样到一定的电压值，当总线断开时，数据采集模块采样不到电压，如此循环往复，即可实时连续检测总线连接状态，还可以根据总线连接状态提供断线报警。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例采用CTMU模块作为充电单元，配合定时器及AD模块进行采样，相应的，图2为本申请实施例提供的一种单片机内部CTMU模块配置原理图，图3为本申请实施例提供的一种电流脉冲示意图，如图2所示，通过配置使用内部定时器自动控制CTMU模块产生电流脉冲，配置CTMU模块控制内部AD模块在一个充电周期完成时(例如图3中采样点)自动检测此时检测引脚上的电压，即外部电容的充电电压，例如图3中的脉冲下降沿时进行检测。图3中T1为电流源对电容的充电时间，T2为放电时间，T1和T2根据外部电容的大小设定，本申请实施例对此不做具体限制，其中，外部电容较小时充电时间可相对较短，在T2时间段内，CTMU模块内部会自动控制内部MOS管导通对地导通放电。此时可以通过两种方式可以检测连接状态：

可选方式一：数据采集器上电前保证流量计处于正常连接状态，此时上电软件获取一个电压值作为总线处于正常连接状态下的电压基准值V1，当485总线断开时，引脚2上的电压V2<V1。

可选方式二，通过采样电压值V、电流源驱动时间T1、驱动电流值经过校准后(输出电流乘以校准系数K)的电流值I，利用公式I＝C×dV/dT1计算出电容值C，与总线上的等效电容值比较，当计算的电容C小于总线正常连接时的等效电容时，认为总线断开。

本申请实施例的电路检测设备可以用于检测流量计和数据采集器的连接电路的故障，其中，电路检测设备由充电单元和数据采集单元组成，充电单元和数据采集单元分别与数据采集器的微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)连接，可以实现与数据采集器的连接，以及与数据采集器连接的流量计的连接，充电单元可以根据数据采集器的工作状态为流量计和数据采集器的等效电容充电，数据采集单元用于采集连接电路上的线上电压，若在充电单元为等效电容充电后采集到的电压值过小，小于第二预设阈值，那么可以准确判断连接电路发生故障，电路连接断路，这里的充电单元和数据采集单元可以集成于数据采集器主板上，无需特殊安装或拆开流量计，电路检测实现简单，而且无需增加防断线检测模块，减少了成本。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的燃气检测装置还包括校准单元，相应的，图4为本申请实施例提供的另一种电路检测设备的结构示意图，如图4所示，该电路检测设备用于检测流量计103和数据采集器104的连接电路的故障，包括：充电单元101、数据采集单元102和校准单元201，充电单元101和数据采集单元102分别与数据采集器104的MCU1041连接，校准单元401与充电单元101连接。

校准单元401，用于对充电单元输出的电流进行校准。

可选的，校准单元包括精密电阻。

本申请实施例中的校准单元包括精密电阻，充电单元可以通过精密电阻进行接地，通过检测到的电压与精密电阻求得电流值与理论充电电流值进行对比，得到比例系数或者偏差值，从而实现对实际充电电流值进行校准的目的，对充电单元进行校准，进一步地提高了电流检测的准确性。

可选的，图5为本申请实施例提供的一种电路检测设备的电路结构示意图，如图5所示，该电路检测设备的电路结构用于检测流量计103和数据采集器104的连接电路的故障，包括充电单元101和数据采集单元102，充电单元101和数据采集单元102通过集成在数据采集器104的单片机上的方式与数据采集器的MCU连接，数据采集器104内部的充电单元101输出电流脉冲通过其中一个引脚(图中以引脚2为例)接入总线的A端或B端(图中以A端为例)，另一个引脚作为校准端(如图中引脚1)通过精密电阻501对CTMU模块输出电流进行校准，可以理解的是，精密电阻之后本电路还包括其他部件，图5中不作具体示出。

本申请实施例提供的电路检测设备还包括校准单元，校准单元可以对充电单元输出的电流进行校准，从而实现对充电单元的精准控制，减少了充电单元输出电流误差对检测结果造成的影响，进一步地提高了电流检测的准确性。

本申请实施例还提供一种电路检测系统，包括流量计和数据采集器，以及与数据采集器的MCU连接的如上述实施例所述的电路检测设备。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种电路检测设备，用于检测流量计和数据采集器的连接电路的故障，其特征在于，所述数据采集器包括微控制单元、充电单元和数据采集单元，所述充电单元和所述数据采集单元分别与所述微控制单元连接；

所述充电单元，用于根据所述数据采集器的工作状态，通过所述流量计和所述数据采集器的连接电路，为所述流量计和所述数据采集器的等效电容充电；

所述数据采集单元，用于采集所述连接电路上的线上电压；

所述微控制单元，用于接收所述线上电压，并根据所述线上电压判断所述连接电路的连接状态。

2.根据权利要求1所述的电路检测设备，其特征在于，还包括定时单元；

所述定时单元与所述微控制单元连接；

所述定时单元，用于为所述微控制单元提供时钟信号，以使所述微控制单元根据所述时钟信号实现充电、数据采集和放电功能。

3.根据权利要求1所述的电路检测设备，其特征在于，所述充电单元为充电时间测量单元CTMU。

4.根据权利要求1所述的电路检测设备，其特征在于，还包括校准单元；

所述校准单元与所述充电单元连接；

所述校准单元，用于对所述充电单元输出的电流进行校准。

5.根据权利要求4所述的电路检测设备，其特征在于，所述校准单元包括精密电阻。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电路检测设备，其特征在于，还包括报警单元；

所述报警单元与所述微控制单元连接；

所述报警单元，用于根据所述连接电路的连接状态进行报警。

7.根据权利要求1至5任一项所述的电路检测设备，其特征在于，还包括通信单元；

所述通信单元与所述微控制单元连接；

所述通信单元，用于将所述连接电路的连接状态发送给终端或服务器。

8.根据权利要求1至5任一项所述的电路检测设备，其特征在于，还包括显示单元；

所述显示单元与所述微控制单元连接；

所述显示单元，用于显示所述连接电路的连接状态。

9.根据权利要求1所述的电路检测设备，其特征在于，所述微控制单元还用于检测所述数据采集器是否在数据采集状态。

10.一种电路检测系统，其特征在于，包括流量计和数据采集器，以及与所述数据采集器的MCU连接的如权利要求1至9任一项所述的电路检测设备。

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