CN218866072U - 一种新型的漏电流检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了中频感应炉技术领域的一种新型的漏电流检测装置，包括端子排、内电源模块、信号放大模块、信号处理模块和报警输出模块，端子排与内电源模块、信号放大模块、信号处理模块和报警输出模块连接，内电源模块为信号放大模块和信号处理模块供电，信号处理模块与信号放大模块和报警输出模块连接，端子排的端子CON4和端子CON5连接中频感应炉保护级电流互感器的二次侧电流端子，端子排的端子CON6和CON7还连接有指针式直流电压表，且量程为0‑10V，信号放大模块用于进行报警电流值的预设，报警输出模块加载有用于报警的故障灯，本装置可以防止漏电事故的发生，有效得保护了生命财产安全，具有市场推广价值。

Description

一种新型的漏电流检测装置

技术领域

本实用新型涉及中频感应炉技术领域，具体为一种新型的漏电流检测装置。

背景技术

由于中频感应电炉在使用中经常会发生由于设备故障等原因，造成内部电流泄露，泄露电流对设备还是人身都有重大的危害。例如CN201921076688.6公开了一种中频感应炉泄漏检测保护系统，包括中频感应炉的炉体，在炉体内壁表面设有炉衬，在炉体外侧绕接有感应线圈，炉体底面的炉衬上埋设有一根接地探针，接地探针的针尖深入炉体底面上的炉衬内；炉体底面开设有接地连接口，一根接地连接管卡接在接地连接口内，其上部与接地探针的针尖接触连接，其管体下部向下伸出炉体，并通过导线接地；感应线圈的顶层线圈和底层线圈分别与一个外接电源连接，其中底层线圈输入顶层线圈输出，底层线圈同时与一个漏电测量装置连接，漏电测量装置接地。本方案可以将炉体内部的金属液体的感应电流接入大地，同时能够根据漏电流反应炉衬当前状态，但是现有装置缺少内部电路漏电检测报警功能，基于此，本实用新型设计了一种新型的漏电流检测装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的漏电流检测装置，以解决上述背景技术中提出的现有装置缺少内部电路漏电检测报警功能的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型的漏电流检测装置，包括端子排、内电源模块、信号放大模块、信号处理模块和报警输出模块，所述端子排上设置有交流220V的L与N接口、端子CON4、端子CON5、端子CON6、端子CON7、端子CON8、端子CON10、端子CON12和端子CON13，所述交流220V的L与N接口共同连接内电源模块，所述端子CON4、端子CON5、端子CON6和端子CON7共同连接信号放大模块，所述端子CON8连接信号处理模块和复位信号端，所述端子CON10接地，所述端子CON12和端子CON13共同连接报警输出模块，所述报警输出模块与信号处理模块信号连接，所述信号处理模块与信号放大模块信号连接，所述内电源模块分别与信号放大模块和信号处理模块电连接，所述端子CON4和端子CON5连接中频感应炉保护级电流互感器的二次侧电流端子，所述端子CON6和CON7还连接有指针式直流电压表，且量程为0-10V，所述信号放大模块用于进行报警电流值的预设，所述报警输出模块加载有用于报警的故障灯。

优选的，所述内电源模块包括交流变压器V1，所述交流变压器V1的高压侧连接交流220V电源且火线上串接有熔断器F1，所述交流变压器V1的低压侧连接有整流桥B1，所述交流变压器V1的接地端口接地，所述整流桥B1的输出正电源端并接有电容C12和稳压管U2，所述电容C12的另一端并接有地线、电容C11、电容C13、电容C14、电阻R11、电阻R12、稳压管U1的GND端和稳压管U2的GND端，所述稳压管U2的VOUT端口并接有电容C14另一端、发光二极管LED2和+15V端口，所述发光二极管LED2的另一端与电阻R12另一端连接，所述电阻R11的另一端串接有发光二极管LED1，所述发光二极管LED1的另一端并接有-15V端口、电容C13另一端和稳压管U1的VOUT端口，所述稳压管U1的VIN端口并接电容C11另一端和整流桥B1的输出负电源端。

优选的，所述信号放大模块包括由二极管D1-D4组成的整流桥B2，所述整流桥B2的输入端分别连接有端子CON4和端子CON5，所述整流桥B2的输出端之间并接有电阻R1，所述电阻R1的一端串接有电阻R302，所述电阻R302的另一端并接有电阻R3、电容C100和电阻R4，所述电阻R3的另一端串接有TEST测试端口，所述TEST测试端口串接有-15V端口，所述电容C100的另一端并接有地线、电阻R1另一端和电阻R6，所述电阻R4的另一端并接有电阻R5和运放芯片U3A的负极输入端，所述电阻R6的另一端与运放芯片U3A的正极输入端连接，所述电阻R5的另一端串接有电位器P2，所述电位器P2的另一端并接有运放芯片U3A的输出端、电阻R7和运放芯片U3B的正极输入端，所述电阻R7的另一端串接有电压比较器U4C的输入端，所述电压比较器U4C的另一输入端串接有二极管D41，所述二极管D41的另一端串接有电位器P1，所述电位器P1的另一端串接有+15V端口，所述电压比较器U4C的输出端串接有U4.14端子，所述运放芯片U3B的负极输入端并接有其输出端和二极管D5，所述二极管D5的另一端并接有电阻R100和电容C101，所述电阻R100的另一端串接端子CON6，所述电容C101的另一端并接有地线和电阻R101，所述电阻R101的另一端串接端子CON7。

优选的，所述信号处理模块包括CD4043BE芯片，所述CD4043BE芯片的VDD端口、R4端口、S4端口、S3端口和R3端口均连接有+15V端口和电阻R19，所述CD4043BE芯片的S2端口、R2端口和VSS端口均接地，所述电阻R19的另一端连接有RS触发器和CD4043BE芯片的R1端口，所述CD4043BE芯片的Q1端口连接有U5.2端子，所述CD4043BE芯片的S1端口并接有电容C51、电阻R51、二极管D51和电阻R801，所述电容C51、电阻R51和二极管D51的另一端均接地，所述电阻R801的另一端串接有端子CON8。

优选的，所述报警输出模块包括HE721C2410型继电器U7，所述HE721C2410型继电器U7的14号端口连接端子CON12，所述HE721C2410型继电器U7的8号端口并接有二极管D13和电阻R905，所述二极管D13的另一端连接端子CON13，所述电阻R905的另一端与HE721C2410型继电器U7的2号端口连接，所述HE721C2410型继电器U7的6号端口连接有MP5测试点和三极管Q3，所述三极管Q3的基极并接有电阻R9和R20，所述电阻R20的另一端和三极管Q3的集电极均接地，所述电阻R9的另一端并接电阻R61和U5.2端子，所述电阻R61的另一端串接有发光二极管LED3，所述发光二极管LED3的另一端接地。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型利用内电源模块、信号放大模块、信号处理模块和报警输出模块，在设备电流泄露时迅速产生报警信号，并主动发出指令停止设备运行，直至故障解除后重新启动，防止漏电事故的发生，有效得保护了生命财产安全，具有市场推广价值。

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，下面将对实施例描述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为本实用新型电路示意图；

图2为图1中内电源模块电路原理图；

图3为图1中信号放大模块电路原理图；

图4为图1中信号处理模块电路原理图；

图5为图4中RS触发器的真值表；

图6为图1中报警输出模块电路原理图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种新型的漏电流检测装置，包括端子排、内电源模块、信号放大模块、信号处理模块和报警输出模块，端子排上设置有交流220V的L与N接口、端子CON4、端子CON5、端子CON6、端子CON7、端子CON8、端子CON10、端子CON12和端子CON13，交流220V的L与N接口共同连接内电源模块，端子CON4、端子CON5、端子CON6和端子CON7共同连接信号放大模块，端子CON8连接信号处理模块和复位信号端，接收复位信号，端子CON10接地，端子CON12和端子CON13共同连接报警输出模块，且端子CON13连接直流24V电源，报警输出模块与信号处理模块信号连接，信号处理模块与信号放大模块信号连接，内电源模块分别与信号放大模块和信号处理模块电连接，其中，交流220V的L与N接口外接交流220V电源，进入检测装置内部的内电源模块，内电源模块转换后提供+-15V电供放大模块与信号处理模块使用，端子CON4和端子CON5连接中频感应炉保护级电流互感器的二次侧电流端子，端子CON6和CON7还连接有指针式直流电压表，且量程为0-10V，具体为：通过信号放大模块处理后，将信号提供给信号处理模块，同时将放大的电压信号通过端子CON6和CON7输出给外接电压表，信号放大模块用于进行报警电流值的预设，报警输出模块加载有用于报警的故障灯，具体为：通过信号放大模块的内部可调电位器P1和P2进行报警电流值的预设。

请参阅图2，内电源模块包括交流变压器V1，交流变压器V1的高压侧连接交流220V电源且火线上串接有熔断器F1，交流变压器V1的低压侧连接有整流桥B1，交流变压器V1的接地端口接地，整流桥B1的输出正电源端并接有电容C12和稳压管U2，电容C12的另一端并接有地线、电容C11、电容C13、电容C14、电阻R11、电阻R12、稳压管U1的GND端和稳压管U2的GND端，稳压管U2的VOUT端口并接有电容C14另一端、发光二极管LED2和+15V端口，发光二极管LED2的另一端与电阻R12另一端连接，电阻R11的另一端串接有发光二极管LED1，发光二极管LED1的另一端并接有-15V端口、电容C13另一端和稳压管U1的VOUT端口，稳压管U1的VIN端口并接电容C11另一端和整流桥B1的输出负电源端，外部提供220V交流电源，经交流变压器V1降压，整流桥B1整流成直流电，分别由型号为7915CV和7815CV的稳压管U1和U2稳压后，提供-15V与+15V电压给其它功能模块芯片提供驱动电源；发光二极管LED1和发光二极管LED2分别显示内电源模块已正常供电。

请参阅图3，信号放大模块包括由二极管D1-D4组成的整流桥B2，整流桥B2的输入端分别连接有端子CON4和端子CON5，整流桥B2的输出端之间并接有电阻R1，电阻R1的一端串接有电阻R302，电阻R302的另一端并接有电阻R3、电容C100和电阻R4，电阻R3的另一端串接有TEST测试端口，TEST测试端口串接有-15V端口，电容C100的另一端并接有地线、电阻R1另一端和电阻R6，电阻R4的另一端并接有电阻R5和运放芯片U3A的负极输入端，电阻R6的另一端与运放芯片U3A的正极输入端连接，电阻R5的另一端串接有电位器P2，电位器P2的另一端并接有运放芯片U3A的输出端、电阻R7和运放芯片U3B的正极输入端，电阻R7的另一端串接有电压比较器U4C的输入端，电压比较器U4C的另一输入端串接有二极管D41，二极管D41的另一端串接有电位器P1，电位器P1的另一端串接有+15V端口，电压比较器U4C的输出端串接有U4.14端子，运放芯片U3B的负极输入端并接有其输出端和二极管D5，二极管D5的另一端并接有电阻R100和电容C101，电阻R100的另一端串接端子CON6，电容C101的另一端并接有地线和电阻R101，电阻R101的另一端串接端子CON7，泄露电流信号由端子CON4和CON5进入该装置内部，经整流桥B2及电阻R1将交变电流信号转变成直流负电压信号，由电阻R302、电容C100滤波，消除信号尖刺，整流后电压可通过电阻R4与R302之间的测试点MP2测得，通过电阻R4、电阻R5及点位器P2，运放芯片U3A部分组成的电压放大信号将整流电压放大，放大系数为（R5+P2）/R4，再将此电压通过芯片U3B部分搭建成的电压跟随器，传输至端子CON6和CON7外接的电压表；

另一方面，将放大后的电压进入电压比较器U4C，电压比较器U4C参考电压由内电源模块提供的15V电压作为初始电压，可通过电位器P1调整电压比较器参考电压，因外接电压表量程为10V，基准电压调整后需小于10V，放大电压信号可通过电位器P2调整，当泄露电流大小超过设定值时，电压比较器U4C的14号端子输出正向信号，传递给信号处理模块。

请参阅图4，信号处理模块包括CD4043BE芯片，CD4043BE芯片的VDD端口、R4端口、S4端口、S3端口和R3端口均连接有+15V端口和电阻R19，CD4043BE芯片的S2端口、R2端口和VSS端口均接地，电阻R19的另一端连接有RS触发器和CD4043BE芯片的R1端口，CD4043BE芯片的Q1端口连接有U5.2端子，CD4043BE芯片的S1端口并接有电容C51、电阻R51、二极管D51和电阻R801，电容C51、电阻R51和二极管D51的另一端均接地，电阻R801的另一端串接有端子CON8，CD4043BE芯片选用一个通道作为RS触发器，R1端口接电压比较器U4C的14号端子输出正向信号，由真值表（见图5）可知，可分为三种情况：当U4.14端子无输出，即漏电流未达到设定值时，端子CON8输入一个触发信号，端口Q1输出触发信号；端口S1和端口R1输入低电平，即端口Q1保持触发状态；当端口R1输入高电平，即漏电流超过设定值时，端口Q1输出低电平。

请参阅图6，报警输出模块包括HE721C2410型继电器U7，HE721C2410型继电器U7的14号端口连接端子CON12，HE721C2410型继电器U7的8号端口并接有二极管D13和电阻R905，二极管D13的另一端连接端子CON13，电阻R905的另一端与HE721C2410型继电器U7的2号端口连接，HE721C2410型继电器U7的6号端口连接有MP5测试点和三极管Q3，三极管Q3的基极并接有电阻R9和R20，电阻R20的另一端和三极管Q3的集电极均接地，电阻R9的另一端并接电阻R61和U5.2端子，电阻R61的另一端串接有发光二极管LED3，发光二极管LED3的另一端接地，信号处理模块输出端口Q1，端子号为U5.2；正常情况下，端口Q1高电平时，发光二极管LED3亮，继电器U7不触发，端子CON12无输出；检测电流超大时，端口Q1低电平，发光二极管LED3灯灭，继电器U7触发，端子CON12输出24V电压信号给电炉控制系统，控制电炉急停。

在使用本实用新型一种新型的漏电流检测装置时：当中频感应炉发生对地泄漏电流时，设备的泄露电流检测回路中的电流互感器把交变电流输入端子CON4和端子CON5内，通过整流桥B2和电阻R1把电流信号转化为电压信号，通过信号处理模块内部滤波和放大电路，输出0-10V直流电压信号至端子CON5和CON6内，显示到外接指针式直流电压表；

同时信号处理模块内部比较电路对电压值和预设的报警值进行对比，超过预设值后从端子CON12输出24V报警电压，同时故障灯熄灭；

当中频炉恢复正常，无泄漏电流时，给端子CON7输入24V直流复位电压后，检测装置内部寄存器被复位，故障灯恢复常亮，端子CON11报警电压也消除；

感应电炉产生漏电情况时通常电流比较大，一旦漏电进入控制系统，将对控制系统产生干扰，更严重的情况会击穿控制系统元器件，使控制系统无法工作；另一方面，漏电时对操作人员产生人身伤害，且生命财产有很大的威胁，本装置就是在电炉漏电时产生报警，并及时关断电炉，防止漏电事故的发生，有效得保护了生命财产安全。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种新型的漏电流检测装置，包括端子排、内电源模块、信号放大模块、信号处理模块和报警输出模块，其特征在于：所述端子排上设置有交流220V的L与N接口、端子CON4、端子CON5、端子CON6、端子CON7、端子CON8、端子CON10、端子CON12和端子CON13，所述交流220V的L与N接口共同连接内电源模块，所述端子CON4、端子CON5、端子CON6和端子CON7共同连接信号放大模块，所述端子CON8连接信号处理模块和复位信号端，所述端子CON10接地，所述端子CON12和端子CON13共同连接报警输出模块，所述报警输出模块与信号处理模块信号连接，所述信号处理模块与信号放大模块信号连接，所述内电源模块分别与信号放大模块和信号处理模块电连接，所述端子CON4和端子CON5连接中频感应炉保护级电流互感器的二次侧电流端子，所述端子CON6和CON7还连接有指针式直流电压表，且量程为0-10V，所述信号放大模块用于进行报警电流值的预设，所述报警输出模块加载有用于报警的故障灯。

2.根据权利要求1所述的一种新型的漏电流检测装置，其特征在于：所述内电源模块包括交流变压器V1，所述交流变压器V1的高压侧连接交流220V电源且火线上串接有熔断器F1，所述交流变压器V1的低压侧连接有整流桥B1，所述交流变压器V1的接地端口接地，所述整流桥B1的输出正电源端并接有电容C12和稳压管U2，所述电容C12的另一端并接有地线、电容C11、电容C13、电容C14、电阻R11、电阻R12、稳压管U1的GND端和稳压管U2的GND端，所述稳压管U2的VOUT端口并接有电容C14另一端、发光二极管LED2和+15V端口，所述发光二极管LED2的另一端与电阻R12另一端连接，所述电阻R11的另一端串接有发光二极管LED1，所述发光二极管LED1的另一端并接有-15V端口、电容C13另一端和稳压管U1的VOUT端口，所述稳压管U1的VIN端口并接电容C11另一端和整流桥B1的输出负电源端。

3.根据权利要求1所述的一种新型的漏电流检测装置，其特征在于：所述信号放大模块包括由二极管D1-D4组成的整流桥B2，所述整流桥B2的输入端分别连接有端子CON4和端子CON5，所述整流桥B2的输出端之间并接有电阻R1，所述电阻R1的一端串接有电阻R302，所述电阻R302的另一端并接有电阻R3、电容C100和电阻R4，所述电阻R3的另一端串接有TEST测试端口，所述TEST测试端口串接有-15V端口，所述电容C100的另一端并接有地线、电阻R1另一端和电阻R6，所述电阻R4的另一端并接有电阻R5和运放芯片U3A的负极输入端，所述电阻R6的另一端与运放芯片U3A的正极输入端连接，所述电阻R5的另一端串接有电位器P2，所述电位器P2的另一端并接有运放芯片U3A的输出端、电阻R7和运放芯片U3B的正极输入端，所述电阻R7的另一端串接有电压比较器U4C的输入端，所述电压比较器U4C的另一输入端串接有二极管D41，所述二极管D41的另一端串接有电位器P1，所述电位器P1的另一端串接有+15V端口，所述电压比较器U4C的输出端串接有U4.14端子，所述运放芯片U3B的负极输入端并接有其输出端和二极管D5，所述二极管D5的另一端并接有电阻R100和电容C101，所述电阻R100的另一端串接端子CON6，所述电容C101的另一端并接有地线和电阻R101，所述电阻R101的另一端串接端子CON7。

4.根据权利要求1所述的一种新型的漏电流检测装置，其特征在于：所述信号处理模块包括CD4043BE芯片，所述CD4043BE芯片的VDD端口、R4端口、S4端口、S3端口和R3端口均连接有+15V端口和电阻R19，所述CD4043BE芯片的S2端口、R2端口和VSS端口均接地，所述电阻R19的另一端连接有RS触发器和CD4043BE芯片的R1端口，所述CD4043BE芯片的Q1端口连接有U5.2端子，所述CD4043BE芯片的S1端口并接有电容C51、电阻R51、二极管D51和电阻R801，所述电容C51、电阻R51和二极管D51的另一端均接地，所述电阻R801的另一端串接有端子CON8。

5.根据权利要求1所述的一种新型的漏电流检测装置，其特征在于：所述报警输出模块包括HE721C2410型继电器U7，所述HE721C2410型继电器U7的14号端口连接端子CON12，所述HE721C2410型继电器U7的8号端口并接有二极管D13和电阻R905，所述二极管D13的另一端连接端子CON13，所述电阻R905的另一端与HE721C2410型继电器U7的2号端口连接，所述HE721C2410型继电器U7的6号端口连接有MP5测试点和三极管Q3，所述三极管Q3的基极并接有电阻R9和R20，所述电阻R20的另一端和三极管Q3的集电极均接地，所述电阻R9的另一端并接电阻R61和U5.2端子，所述电阻R61的另一端串接有发光二极管LED3，所述发光二极管LED3的另一端接地。

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