CN214753597U - 一种负载状态的远程指示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种负载状态的远程指示装置，方案通过状态检测器检测所述断路器上的第一示窗口和第二窗口的内的指示板卡的显露状态，并输出与所述第一示窗口和第二窗口的内的指示板卡的显露状态相匹配的状态信号，所述状态信号经所述MCU处理器预处理后发送给上位机，再通过上位机以无线或有线的方式发送给目标终端，实现了用户可以通过所述目标终端远程监控所述断路器的通断状态，并且，由于断路器出现不同类型的脱扣时，所述第一窗口和所述第二窗口内的指示板卡的显露状态不同，因此，用户还可以通过所述状态信号判断所述第一窗口和所述第二窗口内的指示板卡的显露，进而确定所述断路器的脱扣类型。

Description

一种负载状态的远程指示装置

技术领域

本发明涉及设备检测技术领域，具体涉及一种通过检测断路器脱扣种类来检测负载状态的，负载状态的远程指示装置。

背景技术

断路器是家庭或工业中必不可少的安全设备之一，其用于当用电负荷过高或者是用电设备短路时，进行跳闸保护。现有技术中，当用户使用的插座的连接负载中的某一个发生异常短路时，或者当用户在某几个插座上连接负载过多时，甚至上级断路器会因为过载或者短路跳闸。此时用户是无法知道到底用电设备过多了还是用电设备短路了。一般来说，用户所能做的只能是将所有这个断路器所连接的插座上用电器都拔下来，然后上电再一一排除尝试。在家用情况下，由于用电防护知识，有些用户会选择不拔负载直接再次合闸空开，但是如果断路器跳闸是由于过载造成的脱扣，这个操作并没有危险性，但当已经有用电设备短路情况发生了的时候，这个操作就会变得非常危险。有时，在工业应用中，如果跳闸的是更上级的断路器，由于此时下级断路器没有供电了，更无法通过传统的手段(电流检测)来获知到底是哪路开关发生了短路。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种负载状态的远程指示装置，以实现断路器在发生脱扣时，将用于表征断路器脱扣类型的数据信息发送给目标终端。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种负载状态的远程指示装置，包括：

状态检测器和MCU处理器；

所述状态检测器，用于输出与断路器上的第一窗口和第二窗口的窗口状态相匹配的状态信号，当所述断路器磁脱扣时，所述第一窗口和第二窗口内有指示板显露，当所述断路器热脱扣时，所述第一窗口内有指示板显露；

所述MCU处理器，用于获取所述状态检测器输出的状态信号，并对所述状态信号预处理后，发送给上位机，以通过所述上位机将预处理后的状态信号发送给目标终端。

可选的，上述负载状态的远程指示装置中，所述状态检测器为距离传感器或光电开关，用于输出与所述第一窗口和第二窗口内的指示板的显露状态相匹配的状态信号。

可选的，上述负载状态的远程指示装置中，所述状态检测器包括：

用于检测第一窗口内的指示板的显露状态的第一PCB微型漫反射式光电开关；

用于检测第二示窗口内的指示板的显露状态的第二PCB微型漫反射式光电开关。

可选的，上述负载状态的远程指示装置中，还包括：与所述MCU处理器相连的地址编码器，用于提供所述断路器的唯一地址编码；

所述预处理包括：将所述断路器的唯一地址编码以及所述状态信号进行打包封装。

可选的，上述负载状态的远程指示装置中，所述地址编码为编码开关。

可选的，上述负载状态的远程指示装置中，所述状态检测器、所述MCU 处理器和所述地址编码器集成设置于第一壳体内，所述第一壳体与所述断路器的壳体通过可拆卸方式连接。

可选的，上述负载状态的远程指示装置中，所述第一壳体上设置有与所述编码开关位置相对应的通孔。

可选的，上述负载状态的远程指示装置中，还包括上位机安装于第二壳体内，所述第二壳体通过可拆卸方式安装于所述断路器的壳体上，所述上位机包括：

供电电路和发射电路；

所述供电电路用于为所述发射电路、状态检测器和微处理器提供工作电流；

所述发射电路，用于将预处理后的状态信号通过无线或有限的方式发送给目标终端。

可选的，上述负载状态的远程指示装置中，所述第二壳体上还设置有网关接口，所述网关接口与所述发射电路的输出端相连。

可选的，上述负载状态的远程指示装置中，所述上位机的壳体上设置有第一4pin插口，所述第一4pin插口由第一pin插口和第二pin插口构成；

所述断路器壳体上设置有第二4pin插口，所述第一4pin插口由第三pin 插口和第四pin插口；

所述第一pin插口的第一端与所述供电电路的输出端相连，所述第一pin 插口的第二端与所述第三pin插口的第二端相连；

所述第二pin插口的第一端与所述发射电路的输入端相连，所述第二pin 插口的第二端与所述第四pin插口的第二端相连；

所述第三pin插口的第一端与所述状态检测器和MCU处理器的供电接口相连；所述第四pin插口的第一端与所述MCU处理器的信号输出端相连。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的上述方案，本申请通过状态检测器检测所述断路器上的第一窗口和第二窗口的内的指示板卡的显露状态，并输出与所述第一窗口和第二窗口的内的指示板卡的显露状态相匹配的状态信号，所述状态信号经所述MCU处理器预处理后发送给上位机，再通过上位机以无线或有线的方式发送给目标终端，实现了用户可以通过所述目标终端远程监控所述断路器的通断状态，并且，由于断路器出现不同类型的脱扣时，所述第一窗口和所述第二窗口内的指示板卡的显露状态不同，因此，用户还可以通过所述状态信号判断所述第一窗口和所述第二窗口内的指示板卡的显露，进而确定所述断路器的脱扣类型。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的负载状态的远程指示装置的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的状态检测器的检测场景示意图；

图3为本申请实施例公开的编码器的类型示意图；

图4为本申请实施例公开的断路器和上位机的主视图；

图5本申请另一实施例公开的负载状态的远程指示装置的结构示意图；

图6为本申请另一实施例公开的负载状态的远程指示装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的上位机的壳体的结构示意图；

图8为本申请另一实施例提供的上位机的壳体的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的第三壳体得内部结构示意图；

图10为本申请另一实施例公开的MCU微处理器与上位机的通讯方式示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本申请公开了一种负载状态的远程指示装置，该装置可以包括：

状态检测器100和MCU处理器200，其中，所述状态检测器100和MCU 处理器200的安装位置可以依据用户需要选择，在本申请实施例公开的技术方案中，所述状态检测器100和MCU处理器200可以集成于第一壳体内，所述第一壳体通过可拆卸方式安装在所述断路器壳体上，本申请实施例所提到的断路器的结构可以参见专利号为ZL201310254853.3所公开的断路器；

现有专利ZL201310254853.3公开了一种用于断路器的脱扣指示装置和断路器，该专利提供的断路器结构中，利用断路器现有结构增加一个磁脱扣连杆和一个红标，利用磁脱扣时该脱扣连杆带动新增红标来达到指示短路故障。人为分断和过载故障的指示方式不变。将磁脱扣，非故障脱扣和热脱扣在两个小窗口内加以明确指示。

所述状态检测器，用于输出与所述断路器上的第一窗口和第二窗口的窗口状态相匹配的状态信号，在ZL201310254853.3专利所公开的断路器中，当所述断路器磁脱扣时，所述第一窗口和第二窗口内有指示板显露，当所述断路器热脱扣时，所述第一窗口内有指示板显露；

所述MCU处理器200，用于获取所述状态检测器输出的状态信号，并对所述状态信号预处理后，发送给上位机，以通过所述上位机将预处理后的状态信号发送给目标终端，所述预处理可以指的是将所述状态信号进行模数转换。

由上述实施例公开的技术方案可见，本申请通过状态检测器检测所述断路器上的第一窗口和第二窗口的内的指示板卡的显露状态，并输出与所述第一窗口和第二窗口的内的指示板卡的显露状态相匹配的状态信号，所述状态信号经所述MCU处理器预处理后发送给上位机，再通过上位机以无线或有线的方式发送给目标终端，实现了用户可以通过所述目标终端远程监控所述断路器的通断状态，并且，由于断路器出现不同类型的脱扣时，所述第一窗口和所述第二窗口内的指示板卡的显露状态不同，因此，用户还可以通过所述状态信号判断所述第一窗口和所述第二窗口内的指示板卡的显露，进而确定所述断路器的脱扣类型。

在本申请实施例公开的技术方案中，所述状态检测器100的具体类型可依据用户需求自行设定，例如，其可以为距离检测器，当所述第一窗口和第二窗口中的指示板未显露时，所述距离检测器会输出第一电平信号，当所述第一窗口和第二窗口中的有指示板显露时，所述距离检测器会检测到有物体靠近或远离，此时，输出预设的第二电平信号，所述距离检测器的数量可以为两个，其中一个用于检测所述第一窗口内指示板的显露状态，另一个用于检测所述第二窗口内指示板的显露状态。所述状态检测器还可以为光电开关，当所述第一窗口和第二窗口中的指示板未显露时，所述光电开关中的发光器件输出的光信号可以传输到所述光电开关中的受光器件上，此时，所述受光器件输出第一电平信号，当所述第一窗口和第二窗口中的指示板显露时，所述光电开关中的发光器件输出的光信号无法传输到所述光电开关中的受光器件上，此时，所述受光器件输出第二电平信号。当然也可以是，当所述第一窗口和第二窗口中的指示板未显露时，所述光电开关中的发光器件输出的光信号无法传输到所述光电开关中的受光器件上，此时，所述受光器件输出第一电平信号，参见图2，当所述第一窗口和第二窗口中的指示板显露时，所述光电开关中的发光器件输出的光信号在所述指示板的反射下传输到所述光电开关中的受光器件上，此时，所述受光器件输出第二电平信号。所述光电开关的数量可以为两个，其中一个用于检测所述第一窗口内指示板的显露状态，另一个用于检测所述第二窗口内指示板的显露状态。具体的，本申请实施例中的所述光电开关可以为PCB微型漫反射式光电开关，它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。以用来检测地面明暗和颜色的变化，也可以探测有无接近的物体。在本方案中，所述状态检测器包括：第一PCB微型漫反射式光电开关和第二PCB微型漫反射式光电开关，所述第一PCB微型漫反射式光电开关用于检测第一窗口内的指示板的显露状态；所述第二PCB微型漫反射式光电开关用于检测第二示窗口内的指示板的显露状态。

在本申请实施例公开的技术方案中，为了便于用户判断是哪个断路器出现脱扣故障，参见图3和图4，本申请上述实施例公开的上述断路器内还可以包括地址编码器400，所述图4用于表示地址编码器的位置，所述地址编码器与所述断路器之间一一对应，用于提供所述断路器的唯一地址编码，在本方案中，所述地址编码器与所述MCU处理器相连，用于向所述MCU处理器提供所述断路器的唯一地址编码；所述MCU处理器的预处理过程包括：将所述断路器的唯一地址编码以及所述状态信号进行打包封装。参见图3，所述编码器为旋钮式编码开关，可以通过所述编码器上的旋钮开关为所述断路器提供不同的地址编码。

进一步的，参见图5，所述第一壳体上设置有与所述编码开关位置相对应的通孔K，用户可以通过所述通孔K调节所述编码开关的位置，以实现基于用户需求调节所述断路器的编码。

在本申请实施例公开的负载状态的远程指示装置中，还可以包括上位机，上位机用于实现与目标终端之间的通讯，所述上位机与所述断路器可以并排设置在安装导轨上，也可以将所述上位机安装于所述断路器壳体外部，以便于与所述MCU处理器进行通讯，在本方案中，在本申请实施例公开的技术方案中，所述上位机可以安装于第二壳体上，所述第二壳体通过可拆卸方式安装于断路器上，也可以如图5所示，将所述第二壳体与所述断路器并排设置，此时，参见图5所示，所述第一壳体和第二壳体可以为分别独立的两个模块。在本方案中，为了节省断路器上第一壳体内的控件，所述第一壳体内的用电器件可以采用所述上位机供电，此时，所述第一壳体内还设置有modbus板件，所述MCU微处理器与上位机之间通过modbus板件相连，所述MCU微处理器通过所述modbus板件以菊花链形式将数据上传给上位机，以通过上位机将信号发送给目标终端。

当所述第一壳体内的器件采用所述上位机供电时，所述上位机内设置有供电电路、发电电路，上位机和所述MCU微处理器之间通过modbus通讯，当状态检测器100检测到断路器脱扣以后，所述MCU在获取到所述状态检测器输出的信号后，对信号进行分析得到脱扣类别，将脱扣类别信号经模数转换之后传输给上位机。从而上位机得以获悉是断路器出现了什么形式的脱扣。上位机储存这一信息后通过Wireless MCU或者Ethernet传输给目标终端。

参见图6，所述上位机包括供电电路301和发射电路302，当然也可以包括其他辅助功能组件；所述供电电路用于为所述发射电路302、状态检测器 100和MCU微处理器200提供工作电流，本实施例通过将所述断路器内的用电器件的供电电源设置在所述上位机内，降低了断路器的结构复杂度，使得所述断路器的体积不会过度增大；此时，所述发射电路与所述MCU处理器之间可以采用Modbus通讯或采用RS485通讯方式进行通讯，所述发射电路302用于将MCU处理器200预处理后的状态信号通过无线或有线的方式发送给目标终端，在本方案中，当断路器脱扣后，状态检测器将用于表征所述断路器的脱扣类别的状态信号经MCU处理器模数转换之后，和地址编码器设定的地址位信号一起传输给上位机。从而上位机能够根据所述状态信息和地址位信号获悉是几号断路器(地址编码器设定的地址位信号确定)出现了什么形式的脱扣(由所述状态信号确定)。上位机储存这一信息后通过Wireless MCU或者Ethernet传输给目标终端，为了便于上位机将数据传输给目标终端，参见图7，所述上位机的壳体上还设置有网关接口，所述网关接口与所述发射电路的输出端相连，所述网关接口用于实现上位机与所述目标终端的数据交互。

参见图5，所述MCU处理器与所述发射电路之间通过RS485通信时，上述方案还包括与所述MCU处理器200相连的RS485通信模块，以及与所述发射电路相连的RS485通信模块，这两个RS485通信模块之间相互匹配。在本申请实施例公开的技术方案中，所述MCU处理器200和所述上位机之间也可以采用有线通信，其中，参见图7，所述上位机的壳体上设置有第一4pin 插口，所述第一4pin插口由第一pin插口和第二pin插口构成；所述断路器壳体上设置有第二4pin插口，所述第一4pin插口由第三pin插口和第四pin插口；所述第一pin插口的第一端与所述供电电路的输出端相连，所述第一pin 插口的第二端与所述第三pin插口的第二端相连；所述第二pin插口的第一端与所述发射电路的输入端相连，所述第二pin插口的第二端与所述第四pin插口的第二端相连；所述第三pin插口的第一端与所述状态检测器和MCU处理器的供电接口相连；所述第四pin插口的第一端与所述MCU处理器的信号输出端相连。由于从安装于断路器上的状态检测器和MCU处理器到上位机之间传输距离短，故可以不需要地线，第一pin插口和第三pin插口之间，第二pin 插口和第四pin插口之间，采用两线传输即可。同样由于传输的距离短，故干扰较小，在本方案中，所述第一pin插口和第三pin插口之间，第二pin插口和第四pin插口之间总共采用一条4Pin排线进行数据交互，其中，4Pin排线中的一条2Pin排线用于进行供电，另外一条2Pin排线用于进行信号传递。

在本申请实施例公开的技术方案中，所述发射电路可以通过有线或无线的方式与所述目标终端进行数据交互，此时，所述上位机的壳体上还设置有网关接口，所述网关接口与所述发射电路的输出端相连，所述网关接口可以通过数据线与无线数据交互设备相连，以通过所述无线数据交互设备与所述目标终端相连。

在本申请另一实施例公开的技术方案中，参见图8所示，所述第一壳体和第二壳体为一个整体模块，将该模块记为第三壳体，本申请实施例公开的各个模块均设置于所述第三壳体内，所述第三壳体上设置有卡扣，用于将所述第三壳体卡接在断路器上。

参见图9，为了便于装置内的用电器件取电，所述第三壳体内设置有取电片，当所述第三壳体以可拆卸方式安装于所述断路器上时，参见图10，所述取电片与所述断路器的进线端子电连接，进而与断路器进线L1和N电连接，然后经过AC-DC转换模块后为状态检测器100供电，经过DC-DC转换模块后为MCU微处理器供电，所述MCU微处理器通过近场无线通信技术与上位机通讯。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种负载状态的远程指示装置，其特征在于，包括：

状态检测器和MCU处理器；

所述状态检测器，用于输出与断路器上的第一窗口和第二窗口的窗口状态相匹配的状态信号，当所述断路器磁脱扣时，所述第一窗口和第二窗口内有指示板显露，当所述断路器热脱扣时，所述第一窗口内有指示板显露；

所述MCU处理器，用于获取所述状态检测器输出的状态信号，并对所述状态信号预处理后，发送给上位机，以通过所述上位机将预处理后的状态信号发送给目标终端。

2.根据权利要求1所述的负载状态的远程指示装置，其特征在于，所述状态检测器为距离传感器或光电开关，用于输出与所述第一窗口和第二窗口内的指示板的显露状态相匹配的状态信号。

3.根据权利要求2所述的负载状态的远程指示装置，其特征在于，所述状态检测器包括：

用于检测第一窗口内的指示板的显露状态的第一PCB微型漫反射式光电开关；

用于检测第二示窗口内的指示板的显露状态的第二PCB微型漫反射式光电开关。

4.根据权利要求1所述的负载状态的远程指示装置，其特征在于，还包括：与所述MCU处理器相连的地址编码器，用于提供所述断路器的唯一地址编码；

所述预处理包括：将所述断路器的唯一地址编码以及所述状态信号进行打包封装。

5.根据权利要求4所述的负载状态的远程指示装置，其特征在于，所述地址编码为编码开关。

6.根据权利要求5所述的负载状态的远程指示装置，其特征在于，所述状态检测器、所述MCU处理器和所述地址编码器集成设置于第一壳体内，所述第一壳体与所述断路器的壳体通过可拆卸方式连接。

7.根据权利要求6所述的负载状态的远程指示装置，其特征在于，所述第一壳体上设置有与所述编码开关位置相对应的通孔。

8.根据权利要求1所述的负载状态的远程指示装置，其特征在于，还包括上位机安装于第二壳体内，所述上位机包括：

供电电路和发射电路；

所述供电电路用于为所述发射电路、状态检测器和微处理器提供工作电流；

所述发射电路，用于将预处理后的状态信号通过无线或有限的方式发送给目标终端。

9.根据权利要求8所述的负载状态的远程指示装置，其特征在于，所述第二壳体上还设置有网关接口，所述网关接口与所述发射电路的输出端相连。

10.根据权利要求8所述的负载状态的远程指示装置，其特征在于，

所述上位机的壳体上设置有第一4pin插口，所述第一4pin插口由第一pin插口和第二pin插口构成；

所述断路器壳体上设置有第二4pin插口，所述第一4pin插口由第三pin插口和第四pin插口；

所述第一pin插口的第一端与所述供电电路的输出端相连，所述第一pin插口的第二端与所述第三pin插口的第二端相连；

所述第二pin插口的第一端与所述发射电路的输入端相连，所述第二pin插口的第二端与所述第四pin插口的第二端相连；

所述第三pin插口的第一端与所述状态检测器和MCU处理器的供电接口相连；所述第四pin插口的第一端与所述MCU处理器的信号输出端相连。

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