CN218331921U - 水中漏电电压检测系统 - Google Patents

Abstract

一种水中漏电电压检测系统，包括至少一个检测端子，安装在水中的用电设备附近，采集水中的电压值；水体带电监测及智能通断电设备，将探测端子传回的水中的电压值进行解析运算得到待检测电压的电压值，并根据用户设定的负载控制按键的按键值控制水中的用电设备的供电电源，同时发送上述待检测电压的电压值数据；云端服务器，接收待检测电压的电压值数据并进行解析处理后，发送短信、语音通知用户此时发生的漏电情况。本实用新型无需间接采集电流大小,直接检测水中电压大小，检测范围大，检测方式直接，故障率更低；能够直接检测水中电压大小，并直接根据用户设定控制通断电情况，同时发送短信、语音通知用户，让用户及时了解异常情况。

Description

水中漏电电压检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种水中漏电电压检测设备，更具体地说涉及一种能够实时对水中电压进行监测并及时让用户及时了解漏电情况的水中漏电电压检测系统。

背景技术

随着人们生活水平的不断提升，很多人开始养殖观赏性鱼类或经济性鱼类。养殖户为了给予水中鱼类一个良好的生活环境，常在水中加入一些用电设备，比如：加氧设备、恒温加热水体设备、过滤水体设备等用电设备。然而，这些用电设备常年处于水中，经过长时间的工作，极易老化、出现漏电的情况，对于水中养殖的鱼类和养殖户都存在安全隐患。

但是，申请人发现，目前人们用于应对上述安全隐患的措施，通常是漏电保护插座，而此类插座通常存在以下问题：

1)其探测方法是通过判断用电线路上电流大小是否超限，来判断是否漏电，进而断开供电线路，这样的方法属于间接探测法，无法直观地了解水中是否漏电；

2)探测需要耗费的时间较长，只能判断有无漏电的情况，且必须等到水中设备老化到一定程度（这是一个漫长的时间过程），超过设定的漏电电流以后，才能知道是否漏电；

3)探测范围较小，只能检测单一供电线路上的漏电情况；

4)缺乏及时通知方式，漏电保护插座没有任何通知方式能及时告知养殖户发生漏电情况。

实用新型内容

本实用新型的目的，是提供一种水中漏电电压检测系统，这种水中漏电电压检测系统能够实时对水中电压进行监测并及时让用户及时了解漏电情况。采用的技术方案如下：

一种水中漏电电压检测系统，其特征在于：包括

至少一个检测端子，安装在水中的用电设备附近，采集水中的电压值；

水体带电监测及智能通断电设备，将探测端子传回的水中的电压值进行解析运算得到待检测电压的电压值，并根据用户设定的负载控制按键的按键值控制水中的用电设备的供电电源，同时发送上述待检测电压的电压值数据；

云端服务器，接收待检测电压的电压值数据并进行解析处理后，发送短信、语音通知用户此时发生的漏电情况。

较优的方案，所述水体带电监测及智能通断电设备包括按键模块、NB通讯模块、开关控制模块、显示模块、电源供电模块、检测模块、微控制器模块；所述按键模块包含一个负载控制编码按键和一个自检验按键，负载控制编码按键的引脚、自检验按键的引脚分别与微控制器模块的输入引脚连接；所述NB通讯模块与微控制器的Uart引脚连接，将微控制器模块收集到的数据与云端服务器双向传输；开关控制模块与微控器模块的输出引脚连接，由微控器控制输出端220V市电的开关状态进而控制接入的用电设备；所述显示模块与微控器模块的输出引脚连接，微控制器控制显示模块显示开关控制模块输出的状态、水中是否漏电的状态；所述电源模块将220V市电电源转化为供水体带电监测及智能通断电设备正常运行的电源电压；所述检测模块与微控制器的输入引脚连接，将检测端子检测到的水中的电压值经过降压后转化成可检测的电压信号传输给微控制器；所述微控制器模块将上述可检测的电压信号进行计算得出水中的实时电压值，并根据用户设定的按键模块的负载控制编码按键的按键值控制开关控制模块的输出220V电源，根据水中的实时电压值控制显示模块显示开关控制模块输出的状态、水中是否漏电的状态，通过NB通讯模块将微控制器计算出来的水中的实时电压值封包成数据传输至云端服务器。

较优的方案，所述水体带电监测及智能通断电设备的负载控制按键，用于在发生漏电时断开接在设备开关控制模块220V输出端的用电设备的电源。

较优的方案，所述水体带电监测及智能通断电设备计算出漏电时的水中的实时电压值数据后，根据负载控制按键的按键值去控制接在设备开关控制模块220V输出端的用电设备的电源。

较优的方案，所述水体带电监测及智能通断电设备的自检验按键，按下自检验按键，水体带电监测及智能通断电设备会将当前探测端子检测到的电压值作为漏电判断的基准电压值，后续探测端子检测到的水中的电压值都会与该基准电压值做比较，一旦水中的电压值超过该基准电压值时就判断水中有漏电。

较优的方案，所述云端服务器显示水体带电监测及智能通断电设备检测到的水中的实时电压值，并同时发送给至少一个紧急联系人短信、语音告警水中漏电情况。

本实用新型对照现有技术的有益效果是，无需间接采集电流大小,直接检测水中电压大小，检测范围大，检测方式直接，故障率更低；由于设有云端服务器，水体带电监测及智能通断电设备，探测端子，因此能够直接检测水中电压大小，并直接根据用户设定控制通断电情况，同时发送短信、语音通知用户，让用户及时了解异常情况。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2是水体带电监测及智能通断电设备的微控制器的电路图；

图3是水体带电监测及智能通断电设备的按键模块的负载控制编码按键的电路图；

图4是水体带电监测及智能通断电设备的按键模块的自检验按键的电路图；

图5是水体带电监测及智能通断电设备的NB通讯模块的电路图；

图6是水体带电监测及智能通断电设备的开关控制模块的电路图；

图7是水体带电监测及智能通断电设备的显示模块的电路图；

图8是水体带电监测及智能通断电设备的检测模块的电路图；

图9是市电的电压经二极管整流后的波形；

图10是市电220V的波形。

具体实施方式

如图1所示，本申请一个实施例中的一种水中漏电电压检测系统，包括

至少一个检测端子，安装在水中的用电设备附近，采集水中的电压数据；

水体带电监测及智能通断电设备，将探测端子传回的电压数据进行解析运算，并根据用户的设定控制水中的用电设备的供电电源，同时发送待检测电压的电压值数据；

云端服务器，将上述（水体带电监测及智能通断电设备上传的）待检测电压的电压值数据进行解析处理后，发送短信、语音通知用户此时发生的漏电情况。

如图1-7所示，所述水体带电监测及智能通断电设备包括按键模块、NB通讯模块、开关控制模块、显示模块、电源供电模块、检测模块、微控制器模块；所述按键模块包含一个负载控制编码按键和一个自检验按键，负载控制编码按键的引脚、自检验按键的引脚分别与微控制器模块的输入引脚连接；所述NB通讯模块与微控制器的Uart引脚连接，将微控制器模块收集到的数据与云端服务器双向传输；开关控制模块与微控器模块的输出引脚连接，由微控器控制输出端220V市电的开关状态进而控制接入的用电设备；所述显示模块与微控器模块的输出引脚连接，微控制器控制显示模块显示开关控制模块输出的状态、水中是否漏电的状态；所述电源模块将220V市电电源转化为供水体带电监测及智能通断电设备正常运行的电源电压；所述检测模块与微控制器的输入引脚连接，将检测端子检测到的水中的电压值经过降压后转化成可检测的电压信号传输给微控制器；所述微控制器模块将上述可检测的电压信号进行计算得出水中的实时电压值，并根据用户设定的按键模块的负载控制编码按键的按键值控制开关控制模块的输出220V电源，根据水中的实时电压值控制显示模块显示开关控制模块输出的状态、水中是否漏电的状态，通过NB通讯模块将微控制器计算出来的水中的实时电压值封包成数据传输至云端服务器。

所述云端服务器显示水体带电监测及智能通断电设备检测到的水中的实时电压值，并同时发送给至少一个紧急联系人短信语音告警水中漏电情况。

如图2所示，微处理器模块的微控制器采用HC32L136K8TA，该微控制器包含一个32位ARM处理器和内置A/D转换器。结合图2-4、6所示，自校验按键和负载控制编码按键分别与微控制器的第27号和28号引脚连接，微控制器的第35号引脚接连接后端220V负载开关控制的控制引脚，微控制器识别负载控制编码按键的按键值，决定当发生漏电时后端220V负载开关控制引脚是打开或者关闭；结合图2-4，NB通讯模块接入微控制器第29号和30号引脚的LPUart接口连接，微控制器将采集到的数据打包后通过该接口利用NB通讯模块将数据传输至云服务器；结合图2和图7，显示模块的LED与微控制器的的第25号和26号引脚连接，微控制器通过控制显示LED灯来反应水体带电监测及智能通断电设备的运行状态；水体带电监测及智能通断电设备通过电源供电模块将AC220V转化为DC12V后，再由开关电源芯片MT2492降压为5V，接着再由两个LR6232分别降压为俩路3.3V为NB通讯模块与微控制器及外围电路供电；结合图2、8、9、10，探测端子接入图8的P3端口，D1二极管进行半波整流后，原如图10所示的市电220V的波形转变为图9的波形，接着再由R8-R15和R20九个电阻进行分压，将原本的高电压进行降压，分压成毫伏级别的小电压，R12与R20之间连接处在接入到微控制器的第21号引脚，再由内部A/D转换器转化为对应的AD数值，再通过积分法和卡马克快速平方根算法计算出电压值。

下面结合图1-10介绍一下工作过程：

水体带电监测及智能通断电设备通过检测端子实时监测水中的电压，一旦检测到水中的电压值大于基准电压值时，水体带电监测及智能通断电设备会根据用户设定的负载控制编码按键的按键值控制开关控制模块的电源输出，同时显示模块会通过LED灯显示水中是否检测到漏电电压，水体带电监测及智能通断电设备会同步发送待检测电压的电压值数据至云服务器，云服务器根据用户在平台的设定决定是否发送语音或短信通知相关负责人，具体工作步骤如下：

1)用户根据实际情况设置负载控制按键的按键值，即当发生漏电情况时，水体带电监测及智能通断电设备会根据此按键值去控制开关控制模块的输出220V的电源；

2)在确认探测端子所处的水中无漏电时，按住水体带电监测及智能通断电设备的自检验按键，水体带电监测及智能通断电设备将探测端子此时采集到的电压值作为准电压值，此后采集到的电压值与此准电压值比较，判断是否漏电；

3)水体带电监测及智能通断电设备将探测端子检测到的电压经二极管整流后，按比例降压（本实施例中，降压的比例为209：1）至可检测的毫伏级别的待检测电压；

4)水体带电监测及智能通断电设备的0伏特电压参考平面与大地的0伏特电压的零势面连接在一起，使其为同一个等势面，水体带电监测及智能通断电设备以大地的零势面作为参考平面，水体带电监测及智能通断电设备用特定的算法（本实施例中，采用积分法和卡马克快速平方根算法）实时计算出待检测电压的电压值；

5)水体带电监测及智能通断电设备计算所得的电压值与之前采集到的基准值做对比，若出现漏电情况时，水体带电监测及智能通断电设备根据负载控制按键的按键值控制开关控制模块输出端220V用电器的供电电源，同时将数据发送至云端服务器；

6)云端服务器接收来自水体带电监测及智能通断电设备发送漏电数据后，服务器发送短信和语音通知用户。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种水中漏电电压检测系统，其特征在于：包括

至少一个检测端子，安装在水中的用电设备附近，采集水中的电压值；

水体带电监测及智能通断电设备，将探测端子传回的水中的电压值进行解析运算得到待检测电压的电压值，并根据用户设定的负载控制按键的按键值控制水中的用电设备的供电电源，同时发送上述待检测电压的电压值数据；

云端服务器，接收待检测电压的电压值数据并进行解析处理后，发送短信、语音通知用户此时发生的漏电情况。

2.如权利要求1所述的水中漏电电压检测系统，其特征在于：所述水体带电监测及智能通断电设备包括按键模块、NB通讯模块、开关控制模块、显示模块、电源供电模块、检测模块、微控制器模块；所述按键模块包含一个负载控制编码按键和一个自检验按键，负载控制编码按键的引脚、自检验按键的引脚分别与微控制器模块的输入引脚连接；所述NB通讯模块与微控制器的Uart引脚连接，将微控制器模块收集到的数据与云端服务器双向传输；开关控制模块与微控器模块的输出引脚连接，由微控器控制输出端220V市电的开关状态进而控制接入的用电设备；所述显示模块与微控器模块的输出引脚连接，微控制器控制显示模块显示开关控制模块输出的状态、水中是否漏电的状态；所述电源供电模块将220V市电电源转化为供水体带电监测及智能通断电设备正常运行的电源电压；所述检测模块与微控制器的输入引脚连接，将检测端子检测到的水中的电压值经过降压后转化成可检测的电压信号传输给微控制器；所述微控制器模块将上述可检测的电压信号进行计算得出水中的实时电压值，并根据用户设定的按键模块的负载控制编码按键的按键值控制开关控制模块的输出220V电源，根据水中的实时电压值控制显示模块显示开关控制模块输出的状态、水中是否漏电的状态，通过NB通讯模块将微控制器计算出来的水中的实时电压值封包成数据传输至云端服务器。

3.如权利要求2所述的水中漏电电压检测系统，其特征在于：所述水体带电监测及智能通断电设备的负载控制按键，用于在发生漏电时断开接在设备开关控制模块220V输出端的用电设备的电源。

4.如权利要求2所述的水中漏电电压检测系统，其特征在于：所述水体带电监测及智能通断电设备计算出漏电时的水中的实时电压值数据后，根据负载控制按键的按键值去控制接在设备开关控制模块220V输出端的用电设备的电源。

5.如权利要求2所述的水中漏电电压检测系统，其特征在于：所述水体带电监测及智能通断电设备的自检验按键，按下自检验按键，水体带电监测及智能通断电设备会将当前探测端子检测到的电压值作为漏电判断的基准电压值，后续探测端子检测到的水中的电压值都会与该基准电压值做比较，一旦水中的电压值超过该基准电压值时就判断水中有漏电。

6.如权利要求1或2所述的水中漏电电压检测系统，其特征在于：所述云端服务器显示水体带电监测及智能通断电设备检测到的水中的实时电压值，并同时发送给至少一个紧急联系人短信、语音告警水中漏电情况。

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