CN218158281U - 非接触式交流检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非接触式交流检测装置，包括：第一感应电路，其包括第一感应天线以及与其连接的第一放大电路，所述第一感应天线用于采集交流信号，通过所述第一放大电路放大输出交流信号；第二感应电路，其包括第二感应天线以及与其连接的第二放大电路，所述第二感应天线用于采集环境噪声信号，通过所述第二放大电路放大输出环境噪声信号；减法电路，其与所述第一感应电路和所述第二感应电路连接，用于对交流信号进行降噪处理，还原交流信号；以及控制器，其与所述减法电路连接，对信号的周期及电压值进行判断，同时控制整个系统的运行。本实用新型非接触式交流检测装置，能提高检测的准确性，减少误差。

Description

非接触式交流检测装置

技术领域

本实用新型涉及漏电检测技术领域，特别涉及一种非接触式交流检测装置，该装置应用于用电设备的漏电检测。

背景技术

随着工商业和居民家庭用电设备日益增加，低压用电节点越来越多，由于用电设备和接线的不规范或者设备老化等原因，导致因漏电引起的各种安全用电事故频发，给社会财产和人身安全带来了巨大的损失。为了防止漏电引起安全用电事故，需要对用电设备和用电线路进行漏电查找。

现有的漏电查找手段是基于钳形电流表来检测，以判断该用电设备是否发生漏电。也有用无线检测技术，即感应天线通过感应漏电信号产生的电磁场，采集交流信号的电压、周期信号来判断外壳是否带电。现有无线检测技术通过感应天线采集信号，如图1所示，通过计算两个连续最大值之间的时间来计算信号周期。然而感应天线容易受到环境噪声的影响，一旦存在干扰信号，最大值容易发生改变，出现误判的现象，如图2所示。即测量的误差较大，精确度低。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的非接触式交流检测装置，从而克服漏电检测设备测量误差大、精确度低的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种非接触式交流检测装置，包括：第一感应电路，其包括第一感应天线以及与其连接的第一放大电路，所述第一感应天线用于采集交流信号，通过所述第一放大电路放大输出交流信号；第二感应电路，其包括第二感应天线以及与其连接的第二放大电路，所述第二感应天线用于采集环境噪声信号，通过所述第二放大电路放大输出环境噪声信号；减法电路，其与所述第一感应电路和所述第二感应电路连接，用于对交流信号进行降噪处理，还原交流信号；以及控制器，其与所述减法电路连接，对信号的周期及电压值进行判断，同时控制整个系统的运行。

优选地，上述技术方案中，所述第一放大电路包括第一NPN型三极管、第三NPN型三极管和第一电阻，第一NPN型三极管的基极与所述第一感应天线连接，所述第一NPN型三极管的集电极与电源端连接，所述第一NPN型三极管的发射极与所述第三NPN型三极管的基极连接，所述第三NPN型三极管的集电极与所述第一电阻的一端连接，所述第三NPN型三极管的发射极接地，所述第一电阻的另一端与电源端连接。

优选地，上述技术方案中，所述第二放大电路包括第二NPN型三极管、第四NPN型三极管和第二电阻，第二NPN型三极管的基极与所述第二感应天线连接，所述第二NPN型三极管的集电极与电源端连接，所述第二NPN型三极管的发射极与所述第四NPN型三极管的基极连接，所述第四NPN型三极管的集电极与所述第二电阻的一端连接，所述第四NPN型三极管的发射极接地，所述第二电阻的另一端与电源端连接。

优选地，上述技术方案中，所述第一放大电路通过第一耦合电容与所述减法电路连接，所述第二放大电路通过第二耦合电容与所述减法电路连接。

优选地，上述技术方案中，所述的减法电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和集成运算放大器，所述第三电阻和所述第四电阻组成分压电阻，与所述集成运算放大器连接，所述第五电阻和第六电阻组成反馈电阻，与所述集成运算放大器连接。

优选地，上述技术方案中，所述第三电阻一端与所述第一放大电路连接，另一端与所述集成运算放大器的输入端连接，所述第四电阻一端与所述第二放大电路连接，另一端与所述集成运算放大器的输入端连接，所述第五电阻一端与所述集成运算放大器的输入端连接，另一端接地，所述第六电阻一端与所述集成运算放大器的输入端连接，另一端与所述集成运算放大器的输出端连接。

优选地，上述技术方案中，所述的非接触式交流检测装置，还包括：显示器，其与所述控制器连接，用于显示采集的信号信息；键盘，其与所述控制器连接，用于设置报警特征参数；以及报警器，其与所述控制器连接，用于报警。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型非接触式交流检测装置，利用差分原理，采用两个感应电路。一个用于采集有用信号，一个用于采集环境噪声，最后通过减法电路从噪声电路中还原有用信号。实现有用信号的降噪处理，增强信号的信噪比。使用本实用新型的非接触式交流检测装置，能提高检测的准确性，减少误差。

附图说明

图1是计算信号周期的原理图；

图2是现有技术差分采样技术的原理图；

图3是根据本实用新型非接触式交流检测装置的功能流程图；

图4是根据本实用新型非接触式交流检测装置的系统框架图；

图5是根据本实用新型非接触式交流检测装置中差分采样的原理图；

图6是根据本实用新型非接触式交流检测装置中差分采样的电路图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图3至图6所示，根据本实用新型具体实施方式的一种非接触式交流检测装置，该装置的工作流程如图3所示，交流信号的采集→信号放大→计算信号周期(采用差分采样电路进行分析)→计算信号幅度→预警判断(满足漏电信号特征)→报警输出。

如图4-5所示，一种非接触式交流检测装置，其包括第一感应电路、第二感应电路、减法电路、控制器。第一感应电路包括第一感应天线1和与其连接的第一放大电路2，第一感应天线1用于采集交流信号，即采集有用的信号。第一放大电路2将天线采集的信号进行放大输出。第二感应电路包括第二感应天线3和与其连接的第二放大电路4，第二感应天线3用于采集环境噪声信号，第二放大电路4将第二感应天线3采集的信号进行放大输出。第一放大电路2和第二放大电路4与减法电路5连接，通过减法电路5对交流信号进行降噪处理，还原交流信号。第一放大电路2、第二放大电路4和减法电路5组成差分采样电路，利用差分原理，采用两个感应电路。一个用于采集有用信号，一个用于采集环境噪声，最后通过减法电路从噪声电路中还原有用信号。实现有用信号的降噪处理，增强信号的信噪比。能提高检测的准确性，减少误差。减法电路5输出端与控制器6连接，输出信号传输至控制器6，控制器6采用STC单片机，对信号的周期及电压值进行判断，同时控制整个系统的运行机制。显示器7与控制器6连接，显示器显示采集信号的周期、幅度大小及状态信息。键盘8与控制器6连接，用于设置报警特征参数，如报警电压、信号周期等参数。报警器9与控制器6连接，报警器采用声光报警器，有危险时进行报警。

本实用新型非接触式交流检测装置的工作过程如下：第一感应天线18收集交流信号，该交流信号为有用信号。经过第一放大电路2将天线采集的信号进行放大输出。第二感应天线3用于采集环境噪声信号，第二放大电路4将第二感应天线3采集的信号进行放大输出。有用信号和环境噪声信号传输至减法电路，经通过减法电路5对交流信号进行降噪处理，还原交流信号。还原后的交流信号传送至控制器6，控制器6对信号的周期及电压值进行判断。显示器7显示采集到的信号信息。通过键盘8输入设置的报警特定参数信息。当采集到的信号信息满足设置的报警特定参数信息时，通过报警器9发出报警。

优选地，如图6所示，第一放大电路包括第一NPN型三极管Q1、第三NPN型三极管Q3和第一电阻R1(1KΩ)，第一NPN型三极管Q1的基极与第一感应天线连接，第一NPN型三极管Q1的集电极与电源端(+5V)连接，第一NPN型三极管Q1的发射极与第三NPN型三极管Q3的基极连接，第三NPN型三极管Q3的集电极与第一电阻R1的一端连接，第三NPN型三极管Q3的发射极接地，第一电阻R1的另一端与电源端连接。第一感应天线1采集交流信号后，信号经过第一NPN型三极管Q1和第三NPN型三极管Q3进行放大输出。

优选地，如图6所示，第二放大电路包括第二NPN型三极管Q2、第四NPN型三极管Q4和第二电阻R2(1KΩ)，第二NPN型三极管R2的基极与第二感应天线连接，第二NPN型三极管Q2的集电极与电源端(+5V)连接，第二NPN型三极管Q2的发射极与第四NPN型三极管Q4的基极连接，第四NPN型三极管Q4的集电极与第二电阻R2的一端连接，第四NPN型三极管Q4的发射极接地，第二电阻R2的另一端与电源端连接。第二感应天线3采集交流信号后，信号经过第二NPN型三极管Q2和第四NPN型三极管Q4进行放大输出。

优选地，如图6所示，第一放大电路通过第一耦合电容C1(0.1uF)与减法电路连接，第二放大电路通过第二耦合电容C2(0.1uF)与减法电路连接。

优选地，如图6所示，减法电路5包括第三电阻R3(10KΩ)、第四电阻R4(10KΩ)、第五电阻R5(20KΩ)、第六电阻R6(20KΩ)和集成运算放大器U1，第三电阻R3和第四电阻R4组成分压电阻，与集成运算放大器U1的连接，分压电阻提供合适的信号电压。第五电阻R5和第六电阻R6组成反馈电阻，与集成运算放大器U1连接。反馈电阻用来提高放大器的性能。

具体的连接方式为：第三电阻R3一端与通过第一耦合电容C1与第一放大电路连接，另一端与集成运算放大器U1输入端的“+”极连接，第四电阻R4一端与通过第一耦合电容C2与第二放大电路连接，另一端与集成运算放大器U1输入端的“-”极连接，第五电阻R5一端与集成运算放大器U1输入端“+”极连接，另一端接地，第六电阻R6一端与集成运算放大器U1输入端的“-”极连接，另一端与集成运算放大器U1的输出端连接。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种非接触式交流检测装置，其特征在于，包括：

第一感应电路，其包括第一感应天线以及与其连接的第一放大电路，所述第一感应天线用于采集交流信号，通过所述第一放大电路放大输出交流信号；

第二感应电路，其包括第二感应天线以及与其连接的第二放大电路，所述第二感应天线用于采集环境噪声信号，通过所述第二放大电路放大输出环境噪声信号；

减法电路，其与所述第一感应电路和所述第二感应电路连接，用于对交流信号进行降噪处理，还原交流信号；以及

控制器，其与所述减法电路连接，对信号的周期及电压值进行判断，同时控制整个系统的运行。

2.根据权利要求1所述的非接触式交流检测装置，其特征在于，所述第一放大电路包括第一NPN型三极管、第三NPN型三极管和第一电阻，第一NPN型三极管的基极与所述第一感应天线连接，所述第一NPN型三极管的集电极与电源端连接，所述第一NPN型三极管的发射极与所述第三NPN型三极管的基极连接，所述第三NPN型三极管的集电极与所述第一电阻的一端连接，所述第三NPN型三极管的发射极接地，所述第一电阻的另一端与电源端连接。

3.根据权利要求1所述的非接触式交流检测装置，其特征在于，所述第二放大电路包括第二NPN型三极管、第四NPN型三极管和第二电阻，第二NPN型三极管的基极与所述第二感应天线连接，所述第二NPN型三极管的集电极与电源端连接，所述第二NPN型三极管的发射极与所述第四NPN型三极管的基极连接，所述第四NPN型三极管的集电极与所述第二电阻的一端连接，所述第四NPN型三极管的发射极接地，所述第二电阻的另一端与电源端连接。

4.根据权利要求1所述的非接触式交流检测装置，其特征在于，所述第一放大电路通过第一耦合电容与所述减法电路连接，所述第二放大电路通过第二耦合电容与所述减法电路连接。

5.根据权利要求1所述的非接触式交流检测装置，其特征在于，所述的减法电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和集成运算放大器，所述第三电阻和所述第四电阻组成分压电阻，与所述集成运算放大器连接，所述第五电阻和第六电阻组成反馈电阻，与所述集成运算放大器连接。

6.根据权利要求5所述的非接触式交流检测装置，其特征在于，所述第三电阻一端与所述第一放大电路连接，另一端与所述集成运算放大器的输入端连接，所述第四电阻一端与所述第二放大电路连接，另一端与所述集成运算放大器的输入端连接，所述第五电阻一端与所述集成运算放大器的输入端连接，另一端接地，所述第六电阻一端与所述集成运算放大器的输入端连接，另一端与所述集成运算放大器的输出端连接。

7.根据权利要求1所述的非接触式交流检测装置，其特征在于，还包括：

显示器，其与所述控制器连接，用于显示采集的信号信息；

键盘，其与所述控制器连接，用于设置报警特征参数；以及

报警器，其与所述控制器连接，用于报警。

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