CN220509031U - 一种用于多设备电量计量的智能计量装置及其系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于多设备电量计量的智能计量装置及其系统，智能计量装置的输入接口与供电线路电连接，智能计量装置的输出接口与负载电连接；智能计量装置包括：检测模块和控制模块；检测模块的输入端与供电线路电连接，检测模块的输出端与控制模块电连接，检测模块用于发送负载的电参数值；控制模块用于依据电参数值计算负载的电量值。无需在每个负载一端安装电量计量装置，运用所输入各负载的额定工作电流值及检测的电流值进行比较得出各负载的工作电流值，结合各负载的工作电流值、检测的电压值及负载的工作时间计算各负载的电量值。

Description

一种用于多设备电量计量的智能计量装置及其系统

技术领域

本实用新型涉及计量技术领域，具体涉及一种用于多设备电量计量的智能计量装置及其系统。

背景技术

目前，随着社会用电负荷的不断增加，对电量计量要求也在不断提高，现有的电量计量方法中，在每个用电设备的负载回路都安装电量计量装置。若用电设备较多，需在每个用电设备接入电量计量装置，工程繁琐且成本高。

实用新型内容

为解决上述问题的一个或多个，本实用新型提出了一种用于多设备电量计量的智能计量装置及其系统。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于多设备电量计量的智能计量装置，智能计量装置的输入接口与供电线路电连接，智能计量装置的输出接口与负载电连接；

智能计量装置包括：检测模块和控制模块；

检测模块的输入端与供电线路电连接，检测模块的输出端与控制模块电连接，检测模块用于发送负载的电参数值；控制模块用于依据电参数值计算负载的电量值。

作为上述技术方案的进一步改进，检测模块包括电流传感器，电流传感器的输入端与供电线路电连接，电流传感器的输出端与控制模块电连接，电流传感器用于检测电流值，并将电流值发送给控制模块。由此，可以测量负载的电流值。

作为上述技术方案的更进一步改进，提供了检测电流值的实现方式，电流传感器为电流互感器，电流互感器的主线圈一端与供电线路串联连接，电流互感器的主线圈另一端与负载串联连接，电流互感器的副线圈与控制模块连接；电流互感器用于检测电流。

作为上述技术方案的更进一步改进，检测模块包括电压传感器，电压传感器的输入端与供电线路电连接，电压传感器的输出端与控制模块电连接，电压传感器用于检测电压值，并将电压值发送给控制模块。由此，可以测量负载的电压值。

作为上述技术方案的更进一步改进，提供了检测电压值的实现方式，检测模块包括电压测量器，电压传感器为电压互感器，电压互感器的一端与供电线路并联连接，电压互感器的另一端与电压测量器连接。并联的各支路电压相等，由此，可以得知负载的实际电压值。

作为上述技术方案的更进一步改进，控制模块包括：信号处理器和MCU；

信号处理器用于接收电流值并将电流值转换成电流信号后，将电流信号输出；

MCU用于接收电流信号，并比较电流信号与预设值的大小；MCU还用于将电流信号大于预设值的时间点设置为负载的开始工作时间和将电流信号小于预设值的时间点设置为负载的停止工作时间，并计算负载的开始工作时间和停止工作时间的时间差值，时间差值为负载的使用时间。由此，可以得知各负载的实际电流值。

作为上述技术方案的更进一步改进，信号处理器用于接收电压值并将电压值转换成电压信号后，将电压信号输出；

MCU用于接收电压信号。

作为上述技术方案的更进一步改进，MCU依据电流信号、电压信号和负载的使用时间计算负载的电量值。由此，无需在各负载前接计量装置。

作为上述技术方案的更进一步改进，还包括：存储器，存储器与控制模块连接，存储器至少用于存储负载的电能消耗数据和负载参数信息；和/或

还包括：输入装置，输入装置与控制模块连接，输入装置至少用于向控制模块输入负载参数信息，负载参数信息至少包括负载的额定工作电流；和/或

还包括：显示装置，显示装置与控制模块连接，显示装置至少用于显示负载的电能消耗和装置运行状态。由此，可以将负载的启停时间记录在存储器中，方便后续进行负载的能耗计算。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种用于多设备电量计量的智能计量系统，包括上述的用于多设备电量计量的智能计量装置、与智能计量装置电连接的供电线路、与智能计量装置电连接的负载；负载的数量至少一个。

本实用新型的有益效果是：

将该智能计量装置接在供电线路与负载之间，通过检测模块对所有负载进行检测电流值和电压值，通过MCU中的比较器进行比较电流信号与预设值的大小从而得知负载的启闭时间，通过MCU中的计算器进行计算负载的启闭时间得出负载的使用时间；MCU通过电流值、电压值和负载的使用时间可以计算出负载的用电情况。现有的电量计量装置安装于每一负载的一端，若负载较多且安装距离较远时，安装起来耗时耗力，较为繁琐。本实用新型无需在每个负载一端均安装电量计量装置，运用所输入各负载的额定工作电流值及检测的电流值进行比较得出各负载的工作电流值，结合各负载的工作电流值、检测的电压值及负载的工作时间计算各负载的电量值。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的一种用于多设备电量计量的智能计量系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型一实施方式的一种用于多设备电量计量的智能计量系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括供电线路、至少一个的负载和电连接于供电线路与所有负载之间的智能计量装置。本实施例中，供电线路为一个火线和一个零线；负载为三个用电设备。其中，多个用电设备均并联连接；智能计量装置的输入接口与供电线路连接，智能计量装置的输出接口与负载连接。

智能计量装置包括检测模块和控制模块。具体的，检测模块包括电流传感器和电压传感器；电流传感器可以为霍尔电流传感器。通过检测模块获取负载的电流值和电压值，并将电流值和电压值发送给控制模块；控制模块依据所接收的电流值和电压值进行计算负载的电量值。控制模块包括信号处理器和MCU；信号处理器用于将所接收的电流值和电压值分别转换为电流信号和电压信号并输出，具体的，信号处理器将电流值和电压值转换为数字信号，即电流信号和电压信号；MCU用于根据电流信号和电压信号计算负载的电量值。

本实施例中，电流传感器采用电流互感器，电流互感器电连接于供电线路与负载之间。进一步的，火线穿过电流互感器的主线圈，电流互感器的副线圈通过电流表与信号处理器的输入接口连接。电流互感器用于检测电流值，电流表用于输出电流值。该电流值为所有负载的工作电流值之和。

本实施例中的电压传感器采用电压互感器。电压互感器的一端与供电线路并联连接，电压互感器的另一端与电压测量器连接；电压互感器用于测量各用电设备的电压。一次绕组的一端与火线连接，另一端接地，二次绕组的两端分别接在电压测量器的两端。电压测量器为电压表。进一步的，一次绕组的第一端通过电阻与火线连接，一次绕组的第二端与二次绕组的第二端接地，二次绕组的第一端通过电阻与电压表第一端连接，二次绕组的第二端与电压表第二端连接。电压测量器与信号处理器连接。电压测量器用于输出电压值。

其中，MCU还用于比较电流信号与预设值的大小，将电流信号大于预设值的时间点设置为负载的开始工作时间和将电流信号小于预设值的时间点设置为负载的停止工作时间。该部分可在MCU中的比较器中完成。MCU还用于计算负载的开始工作时间和停止工作时间的时间差值，时间差值为负载的使用时间。该部分可在MCU中的计算器中完成。可以理解的是，MCU至少包括比较器和计算器，MCU为市购芯片的一种，例如：ARM 32位Cortex-M3核心的STM32系列MCU中的任意一种。MCU通过所测得的电流值、电压值和负载的使用时间，计算得出负载的电量值。

优选的，还包括输入装置，输入装置与MCU连接。输入装置可为键盘等。输入装置用于向MCU输入用电设备的参数信息，参数信息至少包括用电设备的额定工作电流，还可以包括用电设备的名称、型号等。MCU依据不同用电设备之间所对应的不同额定工作电流和所检测的电流值进行比较得出，各用电设备的实际工作电流。

例如，在本实施例中，用电设备a的额定工作电流为5A，用电设备b的额定工作电流为10A，用电设备c的额定工作电流为2A。在第一时间段，检测的电流值为5A，可以得知该时间段只有用电设备a在工作；在第二时间段，检测的电流值为7A，可以得知该时间段用电设备a和用电设备c在工作，电流分别为5A和2A；在第三时间段，检测的电流值为15A，可以得知该时间段用电设备a和用电设备b在工作，电流分别为5A和10A；在第四时间段，检测的电流值为17A，可以得知该时间段用电设备a、用电设备b和用电设备c在工作，电流分别为5A、10A和2A。

可选的，还包括存储装置，存储装置与MCU连接。存储装置可以为可插入的存储卡等。存储装置至少用于存储用电设备的参数信息和用电设备的电量值，还可以存储电流信号对应的电流值和电压信号对应的电压值以及计算电量时的中间值。

可选的，还可以包括显示装置，显示装置与MCU连接。显示装置可以为显示屏。显示装置可用于显示各负载的用电能耗和智能计量装置的运行状态。

本实用新型提供了一种用于多设备电量计量的智能计量装置及其系统，连接在总的供电线路与所有负载之间，无需逐一在用电设备前安装，通过电流传感器和电压传感器测得电流值和电压值，继而通过将电流信号与预设值进行比较得出负载的启停时间得出负载的使用时间，MCU通过实际工作电流值、电压值和负载的使用时间可以计算出负载的电量值。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于多设备电量计量的智能计量装置，其特征在于，所述智能计量装置的输入接口与供电线路电连接，所述智能计量装置的输出接口与负载电连接；

所述智能计量装置包括：检测模块和控制模块；

所述检测模块的输入端与所述供电线路电连接，所述检测模块的输出端与所述控制模块电连接，所述检测模块用于发送负载的电参数值；所述控制模块用于依据所述电参数值计算负载的电量值。

2.根据权利要求1所述的一种用于多设备电量计量的智能计量装置，其特征在于，所述检测模块包括电流传感器，所述电流传感器的输入端与供电线路电连接，所述电流传感器的输出端与所述控制模块电连接，所述电流传感器用于检测电流值，并将电流值发送给控制模块。

3.根据权利要求2所述的一种用于多设备电量计量的智能计量装置，其特征在于，所述电流传感器为电流互感器，所述电流互感器的主线圈一端与所述供电线路串联连接，所述电流互感器的主线圈另一端与所述负载串联连接，所述电流互感器的副线圈与所述控制模块连接；所述电流互感器用于检测电流。

4.根据权利要求2所述的一种用于多设备电量计量的智能计量装置，其特征在于，所述检测模块包括电压传感器，所述电压传感器的输入端与供电线路电连接，所述电压传感器的输出端与所述控制模块电连接，所述电压传感器用于检测电压值，并将电压值发送给控制模块。

5.根据权利要求4所述的一种用于多设备电量计量的智能计量装置，其特征在于，所述检测模块包括电压测量器，所述电压传感器为电压互感器，所述电压互感器的一端与所述供电线路并联连接，所述电压互感器的另一端与所述电压测量器连接。

6.根据权利要求4所述的一种用于多设备电量计量的智能计量装置，其特征在于，所述控制模块包括：信号处理器和MCU；

所述信号处理器用于接收电流值并将所述电流值转换成电流信号后，将所述电流信号输出；

所述MCU用于接收所述电流信号；所述MCU还用于计算所述负载的开始工作时间和停止工作时间的时间差值，所述时间差值为负载的使用时间。

7.根据权利要求6所述的一种用于多设备电量计量的智能计量装置，其特征在于，所述信号处理器用于接收电压值并将所述电压值转换成电压信号后，将所述电压信号输出；

所述MCU用于接收所述电压信号。

8.根据权利要求7所述的一种用于多设备电量计量的智能计量装置，其特征在于，所述MCU依据电流信号、电压信号和负载的使用时间计算负载的电量值。

9.根据权利要求1所述的一种用于多设备电量计量的智能计量装置，其特征在于，还包括：存储器，所述存储器与所述控制模块连接，所述存储器至少用于存储负载的电能消耗数据和负载参数信息；和/或

还包括：输入装置，所述输入装置与所述控制模块连接，所述输入装置至少用于向控制模块输入负载参数信息；和/或

还包括：显示装置，所述显示装置与所述控制模块连接，所述显示装置至少用于显示负载的电能消耗和装置运行状态。

10.一种用于多设备电量计量的智能计量系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项的所述智能计量装置、与所述智能计量装置电连接的供电线路、与所述智能计量装置电连接的负载；所述负载至少一个。