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CN102818926B - 一种智能电压警示仪 - Google Patents

一种智能电压警示仪 Download PDF

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王轶铭
袁力超
周法兴
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Abstract

本发明公开了一种智能电压警示仪，包括：电路板，包括语音电路和CPU，所述语音电路与CPU相连且其输出端连接有一扬声器；所述CPU连接有一数据库，所述数据库中包括多个高压线的电压值及安全距离、以及与每一个高压线的电压值对应的线性变化的距离值、以及与该距离值对应的电场强度值和磁场强度值，且其对应关系是唯一的；天线单元，与所述CPU电性相连，感应高压线路中工频交流电产生的电场并测量其强度值；磁场测量单元，与所述CPU电性相连，感应高压线路中工频交流电产生的磁场并测量其强度值；指示灯LED1和显示单元，与所述CPU电性相连。本发明所述智能电压警示仪报警准确度高、低功率、智能化且体积小。

Description

一种智能电压警示仪
技术领域
本发明涉及一种警示仪，尤其涉及一种在高压线路相应范围内测量出输电电压值和安全活动范围数据的智能电压警示仪。
背景技术
现代电力系统的迅猛发展给人们的生活带来了很多的方便，同时也给电力系统维修人员的安全带来了更多的挑战。目前的近电报警器发出的警报声是持续的，长时间的声响会给维修人员带来困扰，在嘈杂的场合，维修人员也有可能听不到报警声，给人身安全带来隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本、低功耗、免开关和自动报警的智能电压警示仪。
本发明的另一目的是提供一种能在高压线路相应范围内测量出输电电压值和安全活动范围数据、将相关数据显示在显示屏上并语音通报的智能电压警示仪。
为了解决现有技术存在的问题，达到上述目的，本发明提供了一种智能电压警示仪，包括：
电路板，包括语音电路和CPU，所述语音电路与CPU相连且其输出端连接有一扬声器；所述CPU连接有一数据库，所述数据库中包括多个高压线的电压值及安全距离、以及与每一个高压线的电压值对应的线性变化的距离值、以及与该距离值对应的电场强度值和磁场强度值，且其对应关系是唯一的；
天线单元，与所述CPU电性相连，感应高压线路中工频交流电产生的电场并测量其强度值；
磁场测量单元，与所述CPU电性相连，感应高压线路中工频交流电产生的磁场并测量其强度值；
指示灯LED1和显示单元，与所述CPU电性相连；
其中，所述天线单元和所述磁场测量单元分别测量周围高压线路中工频交流电产生的电场和磁场的强度值，并将结果发送给所述CPU；CPU将得到的电场和磁场的强度值与数据库中的数据进行匹配，得出所述高压线的电压值和距离值，并与所述高压线的安全距离进行比较，得到维修人员的安全活动范围数据，并将结果发送给所述显示单元和所述语音电路，所述显示单元和所述扬声器分别显示和语音播报相关数据；同时，当匹配结果中的距离值小于得出的高压线的安全距离时，所述CPU发送信号给所述指示灯LED1，所述指示灯LED1开启。
优选的是，所述智能电压警示仪还包括自检开关，按下所述自检开关后，整个智能电压警示仪处于自检状态：当周围不存在电场时，所述智能电压警示仪自动进入休眠状态，当天线单元感应到工频交流电时，所述智能电压警示仪自动进入警戒状态。
优选的是，所述智能电压警示仪还包括一晶振，其与CPU电性相连，以提供计时功能。
优选的是，所述智能电压警示仪还包括电池，与所述电路板相连，为整个智能电压警示仪提供稳压电源。
优选的是，所述磁场测量单元包括一磁场传感器。
优选的是，所述智能电压警示仪还包括指示灯LED2和指示灯LED3。
优选的是，所述三个指示灯LED1、LED2和LED3具有三个颜色互不相同的灯。
优选的是，所述显示单元为一液晶显示屏。
优选的是，所述智能电压警示仪电压值的测量范围为220伏～50万伏。
本发明的有益效果是：本发明所述的智能电压警示仪通过电子开关自动开关机，天线单元和磁场测量单元分别对工频交流电产生的电场和磁场的强度进行测量，通过本发明所述智能电压警示仪，维修人员可以清楚的知道所在区域是否存在工频交流电，高压电电压值、距离和安全活动范围数据，而同时给予电力系统维修人员视觉和声音的警示信息，即使在嘈杂环境、或夜间也可以通过液晶显示屏看到相关数据，安全可靠。所述智能电压警示仪报警准确度高、低功率、智能化且体积小，可随身携带，如夹在胸口，领口，装在安全帽上，也可以当验电笔使用。
附图说明
图1为本发明所述智能电压警示仪的结构示意图
图2为本发明所述智能电压警示仪的电路图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明，以使本领域普通技术人员参照本说明书后能够据以实施。
图1为本发明所述智能电压警示仪的结构示意图，其包括电路板、天线单元、磁场测量单元、指示灯LED1、显示单元和电池。所述电路板包括语音电路和CPU，所述语音电路与CPU相连且其输出端连接有一扬声器；所述CPU连接有一数据库，所述数据库中包括多个高压线的电压值及安全距离、以及与每一个高压线的电压值对应的线性变化的距离值、以及与该距离值对应的电场强度值和磁场强度值，且其对应关系是唯一的；所述天线单元与所述CPU电性相连，包括天线，感应周围环境中高压线路中工频交流电产生的电场并测量其电场强度值；所述磁场测量单元与所述CPU连接，包括一磁感应器，测量周围环境中高压线路中工频交流电产生的磁场强度值；所述天线单元和磁场测量单元还包括放大电路、滤波电路、绝对值电路、有效值电路和A/D转换器，所述天线和所述磁感应器感应周围环境中的电场和磁场，再依次经放大电路、滤波电路、绝对值电路、有效值电路和A/D转换器后，将测量结果发送给所述CPU；所述指示灯LED1和显示单元与所述CPU电性相连；所述电池与所述电路板相连，为整个智能电压警示仪提供稳压电源。
本发明所述的智能电压警示仪的工作过程包括如下步骤：
步骤一、所述天线单元对周围高压线路中工频交流电产生的电场进行感应，并对其电场强度进行测量，将结果发送给所述CPU；所述磁场测量单元测量周围环境中的磁场强度，并将测量结果发送给CPU；所述天线单元只能在特定距离范围内感应工频交流电产生的电场，因为一般高压线都架设在较高的位置上，较远的距离是感应不到其中的工频交流电产生的电场，只有在较近的距离内，如电力维修人员在维修过程中靠近高压线路时才能检测到。
步骤二、CPU将得到的电场和磁场的强度值与数据库中的数据进行匹配，得出所述高压线的电压值和距离值，并与所述高压线的安全距离进行比较，得到维修人员的安全活动范围数据，并将结果发送给所述显示单元和所述语音电路；同时，当匹配结果中的距离值小于得出的高压线的安全距离时，所述CPU发送信号给所述指示灯LED1。例如，高压线的电压为C值，其安全距离为E值，在距离高压线的距离为D值的地方，其磁场强度B值和电场强度A值是一定的，所述磁场强度B值和电场强度A值与距离D值的对应关系是唯一的，所以只要知道了电场强度A值和磁场强度B值，根据其对应关系CPU很快就能得出高压线的电压值C值和距离D值，当距离D值小于或等于安全距离E值时，维修人员处于危险状态，CPU发送信号给所述LED1，当距离D值大于安全距离E值时，维修人员处于安全状态。
步骤三、所述扬声器和所述显示单元分别播报和显示相关数据，所述指示灯LED1开启。所述语音电路接收来自CPU的电压值及安全距离、距离值、安全活动数据范围，并通过其输出端的扬声器进行语音播报，从听觉上提醒电力维修人员注意；所述显示单元为一液晶显示屏，接收来自CPU的电压值和距离数据并在其上显示，从视觉上提醒电力维修人员注意。所述液晶显示屏具有背光灯，在夜晚光线较暗时，也可以通过液晶显示屏清楚地看到电压值及安全距离、距离值和安全活动范围数据，方便维修人员夜晚作业。
请参考图2，所述智能电压警示仪电路结构包括天线单元ANTENNA(2)、电池BAT(1)、扬声器SPK(3)、磁场测量单元IC3(4)、显示单元U1(12)以及与上述元件均电性相连的电路板；所述电路板包括语音电路-IC2(5)和CPU-IC1(6)，还连有相关指示灯。当所述天线单元感应到工频交流电时，维修人员通过视觉和听觉很方便地获得周围高压线的电压值及安全距离、距离值和安全活动范围数据，所述智能电压警示仪电压值的测量范围为220伏～50万伏。
所述智能电压警示仪还包括还包括自检开关S1(8)和一晶振XT(10)，与所述CPU相连，按下所述自检开关后，整个智能电压警示仪处于自检状态：当周围不存在电场时，所述智能电压警示仪自动进入休眠状态，当天线单元感应到工频交流电时，所述智能电压警示仪自动进入警戒状态。自检开关的设计使电压警示仪更加智能化，只要按下一次开关就可以在整个维修过程中自动检测周围的电场和磁场，不用频繁地开关电源按钮，省去了很多麻烦。所述智能电压警示仪还包括指示灯LED2和指示灯LED3，所述三个指示灯LED1、LED2和LED3具有三个颜色互不相同的灯，分别表示所述智能电压警示仪所处的不同状态，如指示灯LED1、LED2和LED3分别为红色、黄色和绿色，分别代表高压危险状态、警戒状态和休眠状态。所述晶振与CPU电性相连，以提供计时功能。本发明所述的智能电压警示仪在进入电场自动开机后连续响30秒(可根据需要设置时间)，以提醒维修人员周围有电场，之后会处于警戒状态，所述扬声器每隔5秒(可根据需要设置时间)播报一次所在区域的高压线的电压值及安全距离、距离值和安全活动范围数据，同时会有所述指示灯和所述液晶显示屏的视觉提示，以方便工作人员在不方便看显示屏或嘈杂中听不到报警声的情况下都可以知道所处区域的高压线电压值及安全距离、距离值和安全活动范围数据，在作业中采取相应措施保证人身安全。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种智能电压警示仪，其特征在于，包括：
电路板，包括语音电路和CPU，所述CPU连接有一数据库，所述数据库中包括多个高压线的电压值及安全距离、以及与每一个高压线的电压值对应的线性变化的距离值、以及与该距离值对应的电场强度值和磁场强度值，且以上对应关系均是唯一的，所述语音电路与CPU相连且其输出端连接有一扬声器；
晶振，与所述CPU电连接，以提供计时功能；
天线单元，与所述CPU电连接，感应高压线路中工频交流电产生的电场并测量其强度值；
磁场测量单元，与所述CPU电连接，感应高压线路中工频交流电产生的磁场并测量其强度值；
指示灯LED1和显示单元，与所述CPU电连接；
显示单元，其为一液晶显示屏，与所述CPU电连接，用于显示所在区域的高压线路的电压值及安全距离、距离值和安全活动范围数据；
其中，所述天线单元和所述磁场测量单元分别测量周围高压线路中工频交流电产生的电场和磁场的强度值，并将结果发送给所述CPU；CPU将得到的电场和磁场的强度值与数据库中的数据进行匹配，得出所述高压线的电压值和距离值，并与所述高压线的安全距离进行比较，得到维修人员的安全活动范围数据，并将结果发送给所述显示单元和所述语音电路，所述显示单元和所述扬声器分别显示和语音播报相关数据；同时，当匹配结果中的距离值小于得出的高压线的安全距离时，所述CPU发送信号给所述指示灯LED1，所述指示灯LED1开启。
2.如权利要求1所述的智能电压警示仪，其特征在于，还包括自检开关，按下所述自检开关后，整个智能电压警示仪处于自检状态：当周围不存在电场时，所述智能电压警示仪自动进入休眠状态，当天线单元感应到工频交流电时，所述智能电压警示仪自动进入警戒状态。
3.如权利要求1所述的智能电压警示仪，其特征在于，还包括电池，与所述电路板相连，为整个智能电压警示仪提供稳压电源。
4.如权利要求1所述的智能电压警示仪，其特征在于，所述磁场测量单元包括一磁场传感器。
5.如权利要求1所述的智能电压警示仪，其特征在于，还包括指示灯LED2和指示灯LED3。
6.如权利要求5所述的智能电压警示仪，其特征在于，所述三个指示灯LED1、LED2和LED3为三个颜色互不相同的灯。
7.如权利要求1所述的智能电压警示仪，其特征在于，其电压值的测量范围为220伏～50万伏。
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