CN217181030U - 一种岸电箱电压异常报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种岸电箱电压异常报警装置，涉及岸电箱安全技术领域，包括电压采样模块，电流采样模块，信号调理模块，主控制模块，报警模块，通信模块，显示模块；所述电压采样模块用于电压采样，电流采样模块用于电流采样，信号调理模块用于对信号进行转换；主控制模块接收采样信号和输出控制信号，报警模块用于报警，通信模块用于与用户终端无线通信。本实用新型岸电箱电压异常报警装置采用互感器对岸电箱的电压进行隔离采集、安全性和精度较高，根据数据判断出过压、欠压、过载等电压异常，并采用钳位电路将主控制器与其前级连接，避免电压跳而导致主控制器损坏，并且采用开关管控制报警器进行报警，减小对电路的干扰。

Description

一种岸电箱电压异常报警装置

技术领域

本实用新型涉及岸电箱安全技术领域，具体是一种岸电箱电压异常报警装置。

背景技术

随着环保意识的增强，节能环保工作的重视并结合所在区域特点落实了一系列的节能环保措施，意在提升自身发展的可持续性，而岸电技术就是在这种情况下诞生的，在港口城市当中对岸电技术加强应用，能够使船舶靠岸期间的污染问题得到有效的控制，岸电箱的优良性取决于其供电的精度和供电的安全性，就需要对岸电箱的供电电压进行检测，目前市面上，大多数岸电箱随着装置功能复杂性提高，岸电箱内部供电系统相应变得复杂，传统的岸电箱使用传统的供电线路布局和控制方法，缺失有效的检测系统，无法实现船舶安全、快速和高效地检测岸电箱供电电压。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种岸电箱电压异常报警装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本实用新型实施例中，提供一种岸电箱电压异常报警装置，该岸电箱电压异常报警装置包括：电压采样模块，电流采样模块，信号调理模块，主控制模块，报警模块，通信模块，显示模块；

所述电压采样模块，用于对岸电箱的电压进行采样并输出电流信号；

所述电流采样模块，用于对岸电箱的电流进行采样并输出电流信号；

所述信号调理模块，连接所述电压采样模块的输出端和电流采样模块的输出端并接收电压采样模块和电流采样模块输出的电流信号，用于对接收的电流信号进行信号转换和钳位保护并输出电压信号；

所述主控制模块，连接信号调理模块的第一输出端和第二输出端并接收其输出的电压信号，用于分析处理接收的电压信号并输出控制信号和数据信号；

所述报警模块，连接所述主控制模块的第一输出端，用于接收主控制模块输出的控制信号并发出声光报警；

所述通信模块，连接主控制模块的第二输出端，用于接收所述主控制模块输出的数据信号并与用户终端进行无线通信；

所述显示模块，连接主控制模块的第三输出端，用于接收所述主控制模块输出的数据信号并显示供电电压数值。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型岸电箱电压异常报警装置采用互感器对岸电箱的电压进行隔离采样、安全性和精度较高，根据数据判断出过压、欠压、过载等电压异常，并采用钳位电路将主控制器与其前级连接，避免电压跳而导致主控制器损坏，并且采用开关管控制报警器进行报警，减小电路的电磁干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例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。

图1为本实用新型实例提供的一种岸电箱电压异常报警装置的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的信号调理模块的方框示意图。

图3为本实用新型实例提供的电压电流采样并处理的电路图。

图4为本实用新型实例提供的报警模块电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型实施例提供一种岸电箱电压异常报警装置，该岸电箱电压异常报警装置包括：电压采样模块1，电流采样模块2，信号调理模块3，主控制模块4，报警模块5，通信模块6，显示模块7；

具体地，电压采样模块1，用于对岸电箱的电压进行采样并输出电流信号；所述电压采样模块1的输出端连接信号调理模块3的第一输入端；

电流采样模块2，用于对岸电箱的电流进行采样并输出电流信号；所述电流采样模块 2的输出端连接信号调理模块3的第二输入端；

信号调理模块3，用于接收电压采样模块1和电流采样模块2输出的电流信号，用于对接收的电流信号进行信号转换和钳位保护并输出电压信号；

主控制模块4，连接信号调理模块3的第一输出端和第二输出端并接收其输出的电压信号，用于分析处理接收的电压信号并输出控制信号和数据信号；

报警模块5，连接所述主控制模块4的第一输出端，用于接收主控制模块4输出的控制信号并发出声光报警；

通信模块6，连接主控制模块4的第二输出端，用于接收所述主控制模块4输出的数据信号并与用户终端进行无线通信；

显示模块7，连接主控制模块4的第三输出端，用于接收所述主控制模块4输出的数据信号并显示供电电压数值。

在具体实施例中，上述电压采样模块1可采用采样电阻和隔离变压器U2将采样电压转换为电流信号进行采样，或者通过电阻分压式和采样电阻进行电压采样；上述电流采样模块2可采用电流互感器U3直接对岸电箱电源电流进行检测；上述信号调理模块3可采用运算放大器组成电流-电压转换电路将采样的电流信号转换为电压信号，并采用钳位电路对钳位电路的前后级进行保护；上述主控制模块4可采用DSP(DigitalSignalProcess，数字信号处理)或者单片机接收处理后的采样信号，利用内部软件系统进行处理分析输出控制信号和数据信号；上述报警模块5可采用开关管控制的方式或者电磁开关控制的方式控制声光报警，在此选用开关管控制的方式；上述显示模块7可采用显示器接收主控制模块4输出的信号，并显示采样的电压电流值，在此不做赘述；上述通信模块6可采用电平转换器直接连接该岸电箱内部的通信器，或者可采用GPRS(Generalpacketradioservice，通用无线分组业务)通信、以太网通信、LoRa(LongRange，长距离)通信中的一种实现与用户终端的无线数据交互，在此不在赘述。

实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2和图3，在本实用新型所述的一种岸电箱电压异常报警装置的一个具体实施例中，所述信号调理模块3包括第一电流转换单元 301、第二电流转换单元302、第一钳位单元303和第二钳位单元304；

具体地，第一电流转换单元301，用于将所述电压采样模块1输出的电流信号转换为电压信号；

第二电流转换单元302，用于将所述电压采样模块1输出的电流信号转换为电压信号；

第一钳位单元303和第二钳位单元304，分别用于预防第一电流转换单元301和第二电流转换单元302输出的电压信号发生跳变；所述第一电流转换单元301的第一端连接电压采样模块1的输出端，第一电流转换单元301的第二端通过第一钳位单元303连接主控制模块4的第一输入端，第二电流转换单元302的第一端连接电压采样模块1的输出端，第二电流转换单元302的第二端通过第二钳位单元304连接主控制模块4的第二输入端。

进一步地，所述电压采样模块1包括第一电阻R1和隔离变压器U2；所述第一电流转换单元301包括第一运放A1、第二电阻R2、第一电容C1和第一晶体管VD1；

具体地，第一电阻R1和隔离变压器U2的第一端连接岸电箱的供电输出端，第一电阻 R1的另一端连接隔离变压器U2的第二端，隔离变压器U2的第三端连接第一运放A1的反相端、第二电阻R2、第一电容C1和第一晶体管VD1，第一运放A1的输出端连接第二电阻 R2的另一端和第一电容C1的另一端，隔离变压器U2的第四端连接第一运放A1的同相端和第一晶体管VD1的另一端。

进一步地，所述第一钳位单元303包括第三电阻R3、第二电容C2、第一二极管D1、第二二极管D2和第一电源+3.3V；所述主控制模块4包括第一控制器U1；

具体地，第三电阻R3的第一端连接第一运放A1的输出端，第三电阻R3的第二端连接第二电容C2、第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极和第一控制器U1的第一模数端，第二电容C2的另一端和第二二极管D2的阳极接地，第一二极管D1的阴极连接第一电源+3.3V。

进一步地，所述第二钳位单元304的结构与所述第一钳位单元303的结构相同。

进一步地，所述电流采样模块2包括电流互感器U3；所述第二电流转换单元302包括第二运放A2、第五电阻R5、第四电容C4、第五二极管D5、第六二极管D6和第六电阻R6；

具体地，电流互感器U3的输入端连接岸电箱的供电输出端，电流互感器U3的第一输出端连接第二运放A2的反相端、第五二极管D5的阳极和第六二极管D6的阴极，电流互感器U3的第二输出端连接第六电阻R6、第六二极管D6的阳极、第五二极管D5的阴极、第五电阻R5和第四电容C4，第四电容C4的另一端和第五电阻R5的另一端连接第二运放 A2的输出端和所述第二钳位单元304的输入端，第六电阻R6的另一端连接第二运放A2的同相端。

在具体实施例中，上述第一运放A1和第二运放A2可选用LM358运算放大器或者TL082 运放放大器，其中第一运放A1配合周围元器件实现对岸电箱供电电压进行采样处理，第二运放A2配合周围元器件实现对岸电箱供电电流进行采样并处理；上述第三电阻R3和第二电容C2组成RC滤波电路；上述第一晶体管VD1可选用双向二极管，避免出现过压现象。

实施例3：在实施例1的基础上，请参阅图4，在本实用新型所述的一种岸电箱电压异常报警装置的一个具体实施例中，所述报警模块5包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二晶体管SCR、指示灯LED、报警芯片IC1、第一开关管N1、第二开关管N2、第三开关管N3、报警器BL和第二电源+5V；

具体地，第七电阻R7连接第一控制器U1的第一控制端，第七电阻R7的另一端连接第一开关管N1的基极，第一开关管N1的集电极依次通过指示灯LED和第八电阻R8连接第二电源+5V、报警芯片IC1的第一端、第十电阻R10和第三开关管N3的发射极，第一开关管N1的发射极连接第二晶体管SCR的控制端，第二晶体管SCR的阳极连接报警芯片IC1 的第二端，第二晶体管SCR的阴极连接第二开关管N2的发射极和报警器BL，报警器BL的另一端连接第三开关管N3的集电极，第二开关管N2的集电极连接第十电阻R10的另一端和第三开关管N3的基极，报警芯片IC1的第三端通过第九电阻R9连接第四端，通信芯片的第五端连接报警芯片IC1的第五端。

在具体实施例中，上述第一开关管N1和第二开关管N2可选用NPN型三极管，第三开关管N3可选用PNP型三极管，其中第二开关管N2和第三开关管N3组成达林顿管，加强放大导通的能力；上述报警芯片IC1可选用KD-9561，实现警笛报警；上述第二晶体管SCR 可选用可控硅SCT2K。

在本实用新型实施例中，通过电压采样模块1检测岸电箱输出的电压信号，电压信号通过第一电阻R1转换为电流信号，并通过隔离变压器U2进行输出电流，再通过次级运放转换为电压信号后传输给第一控制器U1的第一输入端，电流采样模块2通过电流互感器U3对岸电箱进行采样并输出小电流信号，经过第二运放A2转换为电压信号输出，由第一控制器U1进行接收，通过第一控制器U1内部的软件系统进行分析处理，当采样的电压电流异常时，便会控制报警模块5进行声光报警，控制通讯模块进行无线通信，显示模块7 显示当前采样的电压信号值，在报警模块5中，通过第一控制器U1输出控制信号，第一开关管N1和第二晶体管SCR导通，报警器BL和报警芯片IC1得电，其中报警器BL经过报警芯片IC1控制发出警笛声。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种岸电箱电压异常报警装置，其特征在于：

该岸电箱电压异常报警装置包括：电压采样模块，电流采样模块，信号调理模块，主控制模块，报警模块，通信模块，显示模块；

所述电压采样模块，用于对岸电箱的电压进行采样并输出电流信号；

所述电流采样模块，用于对岸电箱的电流进行采样并输出电流信号；

所述信号调理模块，连接所述电压采样模块的输出端和电流采样模块的输出端并接收电压采样模块和电流采样模块输出的电流信号，用于对接收的电流信号进行信号转换和钳位保护并输出电压信号；

所述主控制模块，连接信号调理模块的第一输出端和第二输出端并接收其输出的电压信号，用于分析处理接收的电压信号并输出控制信号和数据信号；

所述报警模块，连接所述主控制模块的第一输出端，用于接收主控制模块输出的控制信号并发出声光报警；

所述通信模块，连接主控制模块的第二输出端，用于接收所述主控制模块输出的数据信号并与用户终端进行无线通信；

所述显示模块，连接主控制模块的第三输出端，用于接收所述主控制模块输出的数据信号并显示供电电压数值。

2.根据权利要求1所述的一种岸电箱电压异常报警装置，其特征在于，所述信号调理模块包括第一电流转换单元、第二电流转换单元、第一钳位单元和第二钳位单元；

所述第一电流转换单元，用于将所述电压采样模块输出的电流信号转换为电压信号；

所述第二电流转换单元，用于将所述电压采样模块输出的电流信号转换为电压信号；

所述第一钳位单元和第二钳位单元，分别用于预防第一电流转换单元和第二电流转换单元输出的电压信号发生跳变；

所述第一电流转换单元的第一端连接电压采样模块的输出端，第一电流转换单元的第二端通过第一钳位单元连接主控制模块的第一输入端，第二电流转换单元的第一端连接电压采样模块的输出端，第二电流转换单元的第二端通过第二钳位单元连接主控制模块的第二输入端。

3.根据权利要求2所述的一种岸电箱电压异常报警装置，其特征在于，所述电压采样模块包括第一电阻和隔离变压器；所述第一电流转换单元包括第一运放、第二电阻、第一电容和第一晶体管；

所述第一电阻和隔离变压器的第一端连接岸电箱的供电输出端，第一电阻的另一端连接隔离变压器的第二端，隔离变压器的第三端连接第一运放的反相端、第二电阻、第一电容和第一晶体管，第一运放的输出端连接第二电阻的另一端和第一电容的另一端，隔离变压器的第四端连接第一运放的同相端和第一晶体管的另一端。

4.根据权利要求3所述的一种岸电箱电压异常报警装置，其特征在于，所述第一钳位单元包括第三电阻、第二电容、第一二极管、第二二极管和第一电源；所述主控制模块包括第一控制器；

所述第三电阻的第一端连接第一运放的输出端，第三电阻的第二端连接第二电容、第一二极管的阳极、第二二极管的阴极和第一控制器的第一模数端，第二电容的另一端和第二二极管的阳极接地，第一二极管的阴极连接第一电源。

5.根据权利要求4所述的一种岸电箱电压异常报警装置，其特征在于，所述第二钳位单元的结构与所述第一钳位单元的结构相同。

6.根据权利要求5所述的一种岸电箱电压异常报警装置，其特征在于，所述电流采样模块包括电流互感器；所述第二电流转换单元包括第二运放、第五电阻、第四电容、第五二极管、第六二极管和第六电阻；

所述电流互感器的输入端连接岸电箱的供电输出端，电流互感器的第一输出端连接第二运放的反相端、第五二极管的阳极和第六二极管的阴极，电流互感器的第二输出端连接第六电阻、第六二极管的阳极、第五二极管的阴极、第五电阻和第四电容，第四电容的另一端和第五电阻的另一端连接第二运放的输出端和所述第二钳位单元的输入端，第六电阻的另一端连接第二运放的同相端。

7.根据权利要求4所述的一种岸电箱电压异常报警装置，其特征在于，所述报警模块包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二晶体管、指示灯、报警芯片、第一开关管、第二开关管、第三开关管、报警器和第二电源；

所述第七电阻连接第一控制器的第一控制端，第七电阻的另一端连接第一开关管的基极，第一开关管的集电极依次通过指示灯和第八电阻连接第二电源、报警芯片的第一端、第十电阻和第三开关管的发射极，第一开关管的发射极连接第二晶体管的控制端，第二晶体管的阳极连接报警芯片的第二端，第二晶体管的阴极连接第二开关管的发射极和报警器，报警器的另一端连接第三开关管的集电极，第二开关管的集电极连接第十电阻的另一端和第三开关管的基极，报警芯片的第三端通过第九电阻连接第四端，通信芯片的第五端连接报警芯片的第五端。

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