CN215117298U - 一种电控柜的抗老化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电控柜的抗老化装置，包括主控单元、环境监测单元和环境调节单元，所述环境监测单元与所述主控单元电气连接，所述主控单元与所述环境调节单元电气连接，其中，所述环境监测单元包括温度监测单元、湿度监测单元和涉水检测单元，所述环境调节单元包括温度调节单元和湿度调节单元。本实用新型通过设置环境监测单元对电控柜内部环境实时监测，在电控柜出现水浸险情时能够及时预警。主控单元能够通过解析环境监测单元采集的环境数据生成用于控制环境调节单元的调制信号，环境调节单元基于所述调制信号调节电控柜的内部环境，避免了电控柜内部电路因内部环境影响产生劣化，解决了传统的电控柜存在的可靠性较差的问题。

Description

一种电控柜的抗老化装置

技术领域

本实用新型涉及电控柜监测技术领域，特别涉及一种电控柜的抗老化装置。

背景技术

随着工业自动化领域的发展，电控柜的应用越来越广泛，电控柜是相对密封的一个箱体，电缆传输线大多是从地下接入电控柜内，电控柜的底部与地面接触。在电控柜投入使用后，由于电控柜所述的环境复杂环境，电控柜会由于湿气、高温、涉水、电缆连接点过热、电气元件缺失等问题，产生断路等危险事故，造成用电设备的非正常停工。

而目前的电控柜通常采用常规温控开关控制，仅能实现过温保护，使得电控柜的内部电路在实际使用过程中老化迅速，需要用户定期人工检测以保证电控柜可靠性，耗费极大的人力物力。

综上所述，现有的电控柜存在可靠性较差的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种电控柜的抗老化装置，通过设置环境监测单元、主控单元和环境调节单元，实现了电控柜内部环境的实时调节，避免了电控柜内部电路因内部环境影响产生劣化，解决了传统的电控柜存在的可靠性较差的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为采用一种电控柜的抗老化装置，包括主控单元、环境监测单元和环境调节单元，所述环境监测单元与所述主控单元的输入端电气连接，所述主控单元的输出端与所述环境调节单元电气连接，其中，所述环境监测单元包括温度监测单元、湿度监测单元和涉水检测单元，所述环境调节单元包括温度调节单元和湿度调节单元。

可选地，所述主控单元的输入端和输出端上设置有用于隔离电压波动和提升信噪比的多个隔离器和外接检测接口，所述涉水检测单元、所述外接检测接口、所述隔离器和所述主控单元的输入端按照依次级联的方式电气连接。

可选地，所述隔离器包括功率放大器和继电器，其中，所述主控单元的输出端、所述功率放大器和所述继电器按照依次级联的方式电气连接；所述继电器、所述功率放大器和所述主控单元的输入端按照依次级联的方式电气连接。

可选地，所述抗老化装置还包括通信单元，其中，所述主控单元通过所述通信单元与上位机电气连接。

可选地，所述抗老化装置还包括供电单元，所述供电单元包括集成插座、交流/直流转换器和低压差线性稳压器，其中，所述交流/直流转换器的输入端与外部市电供电电路电气连接，所述交流/直流转换器的输出端与所述低压差线性稳压器的输入端电气连接。

可选地，所述低压差线性稳压器包括第一稳压器和第二稳压器，其中，所述第一稳压器的输出端分别与所述主控单元、所述功率放大器和所述通信单元电气连接，所述第二稳压器的输出端分别与所述功率放大器、所述通信单元和所述继电器电气连接。

可选地，所述隔离器还包括状态指示单元，所述状态指示单元与所述功率放大器电气连接，或所述状态指示单元与所述继电器电气连接。

本实用新型的首要改进之处为提供的一种电控柜的抗老化装置，通过设置环境监测单元对电控柜内部环境实时监测，在电控柜出现水浸险情时能够及时预警。同时，主控单元能够通过解析环境监测单元采集的环境数据生成用于控制环境调节单元的调制信号，环境调节单元基于所述调制信号调节电控柜的内部环境，避免了电控柜内部电路因内部环境影响产生劣化，解决了传统的电控柜存在的可靠性较差的问题。

附图说明

图1是本实用新型的电控柜的抗老化装置的简化结构电气连接图；

图2是本实用新型的外接检测接口的简化电路连接图；

图3是本实用新型的隔离器的简化电路连接图；

图4是本实用新型的通信单元的简化电路连接图；

图5是本实用新型的主控单元的简化电路连接图；

图6是本实用新型的温度监测单元的简化电路连接图；

图7是本实用新型的湿度监测单元的简化电路连接图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

一种电控柜的抗老化装置，包括主控单元、环境监测单元和环境调节单元，所述环境监测单元与所述主控单元电气连接，所述主控单元与所述环境调节单元电气连接，其中，所述环境监测单元包括温度监测单元、湿度监测单元和涉水检测单元，所述环境调节单元包括温度调节单元和湿度调节单元。其中，主控单元1可以是STM8/STM32 MCU控制器、ARM架构微处理器等；温度调节单元131可以是散热风扇等能够降低电控柜内部环境温度的装置，用户能够基于实际工况及使用需求自行选择能够降低电控柜内部环境温度的装置，本实用新型不对温度调节单元131的种类进行具体限定；湿度调节单元132可以是加热片等能够降低电控柜内部环境湿度的装置，用户能够基于实际工况及使用需求自行选择能够降低电控柜内部环境湿度的装置，本实用新型不对湿度调节单元132的种类进行具体限定。

进一步的，所述主控单元1的输入端和输出端上设置有用于隔离电压波动和提升信噪比的多个隔离器和外接检测接口，所述涉水检测单元123、所述外接检测接口、所述隔离器和所述主控单元1的输入端按照依次级联的方式电气连接。其中，所述隔离器包括功率放大器和继电器，其中，所述主控单元1的输出端、所述功率放大器和所述继电器按照依次级联的方式电气连接；所述继电器、所述功率放大器和所述主控单元1的输入端按照依次级联的方式电气连接。其中，功率放大器可以是体积小且能够有效提升信噪比的光耦。本实用新型通过设置光耦和继电器实现了在外界供电波动时对于电信号有效隔离，提升了抗老化装置的各电子元器件的供电稳定性，提升了抗老化装置的可靠性，进一步保证了对于电控柜内部环境调节的稳定性。

更进一步的，所述隔离器还包括状态指示单元。其中，对于与所述主控单元1的输出端通信连接的所述隔离器，该隔离器的所述状态指示单元可以与所述继电器电气连接；对于与所述主控单元1的输入端通信连接的所述隔离器，该隔离器的所述状态指示单元可以与所述功率放大器电气连接。状态指示单元能够基于输入信号的电平变化实现导通或关闭，其中，状态指示单元可以是LED灯；外接检测接口外接的信号种类还可以包括柜门开关状态信息、市电供电信息和UPS供电信息等，相应的，主控单元1上设置有用于接收多种信号种类的接收端。本实用新型通过设置状态指示单元，实现了对于电控柜内部环境状态、用电状态的实时显示，便于用户直观的了解电控柜状态。

为便于理解本申请的外接检测接口及隔离器的工作原理，以图2和图3为例，图2中所示的外接检测接口基于外部检测信号输出X0、X1两路检测信号，其中，X0可以是所述涉水检测信号，X1可以是用于表征柜门开关状态的调制信号，以X0为例进行与所述主控单元1的输入端通信连接的所述隔离器的工作原理说明，如图3中所示的型号为HFD4-S的继电器接收到所述X0信号时，若XO信号的电压及电流大小在阈值范围内且HFD4-S的第4引脚连接的供电电源正常时，所述继电器导通并输出X0信号至型号为EL354N的光耦中，所述光耦按照电信号-光信号-电信号的转换方式将所述X0信号进行滤波及功率放大后通过第四引脚传输至所述主控单元1的接收端。同时，与所述光耦的第四引脚电气连接的状态指示单元LED7，基于输出信号的电平变化实现导通或关断。其中，与所述主控单元1的输出端通信连接的所述隔离器的工作原理与上述隔离器的工作原理相同，其差别仅在于状态指示单元与继电器的输出端相连接及状态指示单元的供电方式不同，因此不再赘述，本发明不对状态指示单元的供电方式做具体限定。

进一步的，所述抗老化装置还包括通信单元2，所述主控单元1通过所述通信单元2与上位机电气连接。其中，如图4所示，通信单元2可以是RS485通信接口及通信电缆等能够实现内部主控单元1与外界上位机电气连接的装置，使得用户能够通过上位机对所述主控单元1进行参数配置的同时，主控单元1能够上传多种检测数据至上位机。其中，配置的参数类型可以是目标温湿度阈值区间数据。

进一步的，为便于理解本申请所要求的保护的抗老化装置的工作原理，如图5所示，以主控单元1为STM32F103C8T6、温度监测单元121的电路采用如图6所示的电路、湿度监测单元122采用如图7所示的电路为例，主控单元1的第38引脚、第39引脚、第40引脚和第41引脚为输出端，其中任意两个引脚可以通过所述隔离器与温度调节单元131和湿度调节单元132电气连接，主控单元1的第42和第43引脚通过IIC集成电路总线与温度监测单元121、湿度监测单元122电气连接，主控单元1的第25引脚、第26引脚、第27引脚、第28引脚和第29引脚为输入端，所述涉水检测单元123、所述外接检测接口、所述隔离器和所述主控单元1的输入端按照依次级联的方式电气连接，从而实现在温度监测单元121生成温度监测信号、湿度监测单元122生成湿度监测信号和涉水检测单元123生成涉水检测信号时，主控单元1能够基于所述涉水检测信号判断电控柜内部环境是否涉水，若电控柜内部环境涉水，则主控单元1能够基于第8引脚和第9引脚与通信单元2建立的通信关系，通过所述通信单元2向外界的上位机发送电控柜内部涉水的预警。同时，主控单元1能够基于温度监测信号和湿度监测信号，通过与预设阈值数据比对生成相应的温湿度控制策略及输出用于控制环境调节单元的调制信号。本实用新型通过设置主控单元1实现了基于监测信号与预设阈值数据的差异程度，调用与差异差异程度对应的控制策略实现电控柜内部环境的实时调节，避免了电控柜内部电子元器件因内部环境的温湿度脱离最佳阈值区间而加速老化。其中，预设阈值数据为目标温湿度阈值区间数据，存储于主控单元1的内部存储器中，此处需说明的是，本申请未限定主控单元1的种类，在本实用新型的其他实施方式中，若主控单元1的内部存储空间不足时，能够通过外接外部存储器实现预设阈值数据及采集数据的存储，外部存储器可以是SPI FLASH、EMMC、NAND FLASH等。

更进一步的，所述抗老化装置还包括供电单元，所述供电单元包括集成插座、交流/直流转换器和低压差线性稳压器，其中，所述交流/直流转换器用于将外部的交流市电转换为直流电，所述交流/直流转换器的输入端与外部市电供电电路电气连接，所述交流/直流转换器的输出端与所述低压差线性稳压器的输入端电气连接。

更进一步的，所述低压差线性稳压器包括第一稳压器和第二稳压器，其中，所述第一稳压器的输出端分别与所述主控单元1、所述功率放大器和所述通信单元2电气连接，所述第二稳压器的输出端分别与所述功率放大器、所述通信单元和所述继电器电气连接。

本实用新型通过设置环境监测单元对电控柜内部环境实时监测，在电控柜出现水浸险情时能够及时预警。同时，主控单元能够通过解析环境监测单元采集的环境数据生成用于控制环境调节单元的调制信号，环境调节单元基于所述调制信号调节电控柜的内部环境，避免了电控柜内部电路因内部环境影响产生劣化，解决了传统的电控柜存在的可靠性较差的问题。

以上对本发明实施例所提供的电控柜的抗老化装置进行了详细介绍。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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (7)

1.一种电控柜的抗老化装置，其特征在于，包括主控单元（1）、环境监测单元（12）和环境调节单元（13），所述环境监测单元（12）与所述主控单元（1）的输入端电气连接，所述主控单元（1）的输出端与所述环境调节单元（13）电气连接，其中，

所述环境监测单元（12）包括温度监测单元（121）、湿度监测单元（122）和涉水检测单元（123），

所述环境调节单元（13）包括温度调节单元（131）和湿度调节单元（132）。

2.根据权利要求1所述的电控柜的抗老化装置，其特征在于，所述主控单元（1）的输入端和输出端上设置有用于隔离电压波动和提升信噪比的多个隔离器和外接检测接口，

所述涉水检测单元（123）、所述外接检测接口、所述隔离器和所述主控单元（1）的输入端按照依次级联的方式电气连接。

3.根据权利要求2所述的电控柜的抗老化装置，其特征在于，所述隔离器包括功率放大器和继电器，其中，

所述主控单元（1）的输出端、所述功率放大器和所述继电器按照依次级联的方式电气连接；

所述继电器、所述功率放大器和所述主控单元（1）的输入端按照依次级联的方式电气连接。

4.根据权利要求3所述的电控柜的抗老化装置，其特征在于，所述抗老化装置还包括通信单元（2），其中，

所述主控单元（1）通过所述通信单元（2）与上位机电气连接。

5.根据权利要求4所述的电控柜的抗老化装置，其特征在于，所述抗老化装置还包括供电单元，所述供电单元包括集成插座、交流/直流转换器和低压差线性稳压器，其中，

所述交流/直流转换器的输入端与外部市电供电电路电气连接，所述交流/直流转换器的输出端与所述低压差线性稳压器的输入端电气连接。

6.根据权利要求5所述的电控柜的抗老化装置，其特征在于，所述低压差线性稳压器包括第一稳压器和第二稳压器，其中，

所述第一稳压器的输出端分别与所述主控单元（1）、所述功率放大器和所述通信单元（2）电气连接，

所述第二稳压器的输出端分别与所述功率放大器、所述通信单元（2）和所述继电器电气连接。

7.根据权利要求3所述的电控柜的抗老化装置，其特征在于，所述隔离器还包括状态指示单元，所述状态指示单元与所述功率放大器电气连接，或所述状态指示单元与所述继电器电气连接。

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