CN201408885Y - 一种墙壁插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种墙壁插座，有一个插座壳体，在所述的插座壳体上安装有做为电源输入端的电源输入线、电能显示屏和电源输出插孔，所述电源输出插孔中装有电源输出接口，所述的电源输入线与所述的电源输出接口电连接，在所述的插座壳体内安装有电能显示装置，所述的电能显示装置通过电线连接在所述电源输入线和电源输出接口之间，所述的电能显示装置设有电路板，该电路板上安装有电流参数采集器、电压参数采集器、过零点参数采集器、中央处理器和数据显示器。本实用新型采用电能显示装置的设计，可以消除潜在的用电安全隐患，有效提高其使用寿命；采用安装过零点参数采集装置的设计，可帮助用户合理选择用电设备，提高电能使用效率。

Description

一种墙壁插座

技术领域

本实用新型涉及一种墙壁插座，特别涉及一种安装有电能显示装置和过零点参数采集器的墙壁插座，该种墙壁插座可以同步测量并显示电能数值及告警提示，可消除安全隐患，方便用户使用。

技术背景

目前市面上的插座构造一般是由金属插脚、电源指示灯、塑料外壳组成，有些插座还带简单的机械电压表。这种插座只能起到电气连接作用，不具备其它功能，如不能检测用电器(负载)的电流、电压、功率等信息。一般用户是不太注意到所用的插座能带动多大功耗的用电器，而如果用电器的电流超出插座的额定电流，插座电线就会发热，甚至会引起火警，特别是在发生过载情况时对负载也会产生损害，这种潜在的安全隐患一般用户是不易察觉的，因此针对上述问题有人提出了中国专利200720193554的一种带有过载保护器的墙壁插座，包括插座体(1)、插座孔(2)组成，其特征在于：在插座体(1)上设有凹槽(3)，凹槽(3)内设装有过载保护电路(6)，凹槽(3)上盖有与凹槽(3)大小相配的活动凹槽盖板(4)，活动凹槽盖板(4)面上设装有发光二极管D(7)。该种墙壁插座很好的解决了过载问题，但是该种墙壁插座无法实时监控电器的电流、电压、功率等信息，无法最大限度消除潜在的用电安全隐患；因此需要提供一种新型的墙壁插座以解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种安装有电能显示装置的墙壁插座，在该墙壁插座内安装有过零点参数采集器，该插座能够清楚显示用电器电压、电流、功率及告警提示。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种墙壁插座，有一个插座壳体，在所述的插座壳体上安装有做为电源输入端的电源输入线、电能显示屏和电源输出插孔，所述电源输出插孔中装有电源输出接口，所述的电源输入线与所述的电源输出接口电连接，在所述的插座壳体内安装有电能显示装置，所述的电能显示装置通过电线连接在所述电源输入线和电源输出接口之间，所述的电能显示装置设有电路板，该电路板上安装有电流参数采集器、电压参数采集器、过零点参数采集器、中央处理器和数据显示器，所述的电流参数采集器的输入端串联在电源输入线和电源输出接口之间，所述的电压参数采集器的输入端并联在电源输出接口上，所述的电流参数采集器的输出端与中央处理器的输入端口电连接，所述的电压参数采集器的输出端与中央处理器的输入端口电连接，所述的过零点参数采集器的输入端分别与电流参数采集器和电压参数采集器的输出端电连接，所述过零点参数采集器的输出端与中央处理器的输入端口电连接，所述的中央处理器的数据输出端与所述的数据显示器电连接。

所述的电能显示装置设有两个电路板，其中一个电路板上安装有电流参数采集器、电压参数采集器、过零点参数采集器和中央处理器，另一个电路板上安装有数据显示器，两个电路板是双层叠加设置。

所述的过零点参数采集器由过零点电压采集器和过零点电流采集器组成，所述的过零点电压采集器包括变压器、分压电阻和信号放大器，所述分压电阻的输入端并联在所述变压器的输出端上，所述分压电阻输出端与信号放大器的输入端电连接，所述的信号放大器的输出端与所述中央处理器的外部中断端口电连接；所述的过零点电流采集器包括电流互感器和信号放大器，所述电流互感器的一次线圈的输入端串联在电源输入端与电源输出接口之间，所述电流互感器的二次线圈的输出端与所述信号放大器的输入端电连接，所述的信号放大器的输出端与所述的中央处理器的外部中断端口电连接。

所述电压参数采集器包括变压器、分压电阻和信号放大器，所述分压电阻的输入端并联在所述变压器的输出端上，所述分压电阻的输出端与信号放大器的输入端电连接，所述的信号放大器的输出端与所述的中央处理器的采集端口电连接。

所述电流参数采集器包括电流互感器和信号放大器，所述电流互感器的一次线圈串联在电源输入端与电源输出接口之间，所述电流互感器的二次线圈与所述信号放大器的输入端电连接，所述的信号放大器的输出端与所述的中央处理器的采集端口电连接。

本实用新型与已有技术相比有以下优点：

1.本实用新型采用电能显示装置的设计，可以检测并实时显示用电器的电流、电压、功率等信息，最大限度消除潜在的用电安全隐患，有效的保护插座提高其使用寿命；

2.本实用新型采用在电能显示装置内安装过零点参数采集装置的设计，可使数据显示器显示负载的有功功率和无功功率，帮助用户合理选择用电设备，提高电能使用效率；

3.本实用新型采用过流过压报警器的设计，在当电流、电压超出中央处理器的设定值后，中央处理器会发出一个音频信号传输到蜂鸣器并产生告警提示。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的立体图；

图2为本实用新型实施例一的电路原理图；

图3为本实用新型实施例二的电路原理图；

图4为本实用新型实施例三的电路原理图；

图5为本实用新型实施例四的电路原理图；

图6为本实用新型实施例五的电路原理图。

具体实施方式

实施例一

参见图1、图2所示，本实施例所述的墙壁插座，有一个插座壳体1，在所述的插座壳体上安装有做为电源输入端的电源输入线2、电能显示屏3和电源输出插孔4，所述电源输出插孔中装有电源输出接口5，所述的电源输入线与所述的电源输出接口电连接，在所述的插座壳体内安装有电能显示装置6，所述的电能显示装置通过电线连接在所述电源输入线和电源输出接口之间，所述的电能显示装置设有电路板，该电路板上安装有电流参数采集器、电压参数采集器、过零点参数采集器、中央处理器和数据显示器，所述的电流参数采集器的输入端串联在电源输入线和电源输出接口之间，所述的电压参数采集器的输入端并联在电源输出接口上，所述的电流参数采集器的输出端与中央处理器的采集端口电连接，所述的电压参数采集器的输出端与中央处理器的采集端口电连接，所述的过零点参数采集器的输入端分别与电流参数采集器和电压参数采集器的输出端电连接，所述过零点参数采集器的输出端与中央处理器的外部中断端口电连接，所述的中央处理器的数据输出端与所述的数据显示器电连接。

可在所述中央处理器的I/O端口上电连接一个过流过压报警器，本实施例中该过流过压报警器为蜂鸣器；在当电流、电压超出中央处理器的设定值后，中央处理器会发出一个音频信号传输到蜂鸣器并产生告警提示。

根据实际安装需要，可将所述的电能显示装置设两个电路板，其中一个电路板上安装有电流参数采集器、电压参数采集器、过零点参数采集器和中央处理器，另一个电路板上安装有数据显示器，两个电路板是双层叠加设置。这样设计可节省安装空间，减小墙壁插座的整体体积。

本实施例中所述的中央处理器型号为PIC16F690，该处理器包括有多通道A/D转换和多通道电平中断、可编程分频器、计数器、定时器、脉冲测量、I/O输出等功能，非常适合做墙壁插座用能耗处理器，在该中央处理器上设有U-AD采集端口、I-AD采集端口、U-INT外部中断端口和I-INT外部中断端口，所述的信号放大器是运算放大器。

电压参数采集器的输出U连接至中央处理器的采集端口U-AD，电流参数采集器的输出I连接至中央处理器的采集端口I-AD，本实施例数据显示器是LCD或LED显示器，该数据显示器可将中央处理器分析后的电压、电流、有功功率和无功功率显示出来。

所述的电压参数采集器和电流参数采集器分别采集到本实施例中所述的插座的电压值和电流值，过零点电路采集电压和电流的偏移时间并将其实时输入到中央处理器中进行运算，计算出功率值，通过数据显示器可同步显示数值，以达到随时观察电源插座数值，监控用电情况的目的。

实施例二

参见图3所示，本实施例是在实施例一的基础上改进的，所述的电压参数采集器可以有多种形式，本实施例中所述的电压参数采集器包括变压器、分压电阻和信号放大器，所述分压电阻的输入端R1和R2并联在所述变压器的输出端上，分压电阻R2的分压输出端与所述的信号放大器的输入端电连接，所述的信号放大器的输出端与所述的中央处理器的U-AD采集端口电连接，中央处理器将输入的模拟信号转换成数字信号，并对采集的参数进行分析。分压电阻R2的分压输出电压小于5伏。

实施例三

参见图4所示，本实施例是在实施例一的基础上改进的，所述电流参数采集器包括电流互感器和信号放大器，所述电流互感器的一次线圈串联在电源输入端与电源输出接口之间，所述电流互感器的二次线圈与所述信号放大器的输入端电连接，所述的信号放大器的输出端与所述的中央处理器的I-AD采集端口电连接，中央处理器将输入的模拟信号转换成数字信号，并对采集的参数进行分析。所述的电流互感器的二次线圈输出电压小于5伏。

实施例四

参见图5所示，本实施例是在实施例一的基础上改进的，所述的过零点参数采集器7由过零点电压采集器8和过零点电流采集器9组成，所述的过零点电压采集器包括变压器、分压电阻和信号放大器，所述分压电阻R7、R8的输入端并联在所述变压器的输出端上，分压电阻R8的分压输出端与所述的信号放大器的输入端电连接，所述的信号放大器的输出端与所述的中央处理器的U-INT外部中断端口电连接，所述电流参数采集器包括电流互感器和信号放大器，所述电流互感器的一次线圈串联在电源输入端与电源输出接口之间，所述电流互感器的二次线圈与所述信号放大器的输入端电连接，所述的信号放大器的输出端与所述的中央处理器的I-INT外部中断端口电连接。中央处理器根据信号放大器传送的电压方波和电流方波进行分析，并读出电压和电流过零点的时间；此时，中央处理器比较两时间的差值计算出电压、电流的偏移并通过数据显示器将有功功率和无功功率显示。

本实用新型采用过零点参数采集装置的设计，可使数据显示器显示负载的有功功率和无功功率，帮助用户合理选择用电设备，提高电能使用效率。

实施例五

参见图6所示，本实施例是在实施例一的基础上改进的，在所述的电源输入线与所述的电源输出接口之间电连接有半波整流稳压电源，该半波整流稳压电源包括变压器、二极管和稳压芯片，所述变压器的输出端与所述二极管的输入端电连接，所述二极管的输出端与所述稳压芯片输入端电连接，所述稳压芯片输出端与电能显示装置电连接。本实施例中所述的稳压芯片采用5V稳压管。

Claims (8)

1.一种墙壁插座，其特征在于：有一个插座壳体，在所述的插座壳体上安装有做为电源输入端的电源输入线、电能显示屏和电源输出插孔，所述电源输出插孔中装有电源输出接口，所述的电源输入线与所述的电源输出接口电连接，在所述的插座壳体内安装有电能显示装置，所述的电能显示装置通过电线连接在所述电源输入线和电源输出接口之间，所述的电能显示装置设有电路板，该电路板上安装有电流参数采集器、电压参数采集器、过零点参数采集器、中央处理器和数据显示器，所述的电流参数采集器的输入端串联在电源输入线和电源输出接口之间，所述的电压参数采集器的输入端并联在电源输出接口上，所述的电流参数采集器的输出端与中央处理器的输入端口电连接，所述的电压参数采集器的输出端与中央处理器的输入端口电连接，所述的过零点参数采集器的输入端分别与电流参数采集器和电压参数采集器的输出端电连接，所述过零点参数采集器的输出端与中央处理器的输入端口电连接，所述的中央处理器的数据输出端与所述的数据显示器电连接。

2.根据权利要求1所述的墙壁插座，其特征在于：所述的过零点参数采集器由过零点电压采集器和过零点电流采集器组成，所述的过零点电压采集器包括变压器、分压电阻和信号放大器，所述分压电阻的输入端并联在所述变压器的输出端上，所述分压电阻输出端与信号放大器的输入端电连接，所述的信号放大器的输出端与所述中央处理器的外部中断端口电连接；所述的过零点电流采集器包括电流互感器和信号放大器，所述电流互感器的一次线圈的输入端串联在电源输入端与电源输出接口之间，所述电流互感器的二次线圈的输出端与所述信号放大器的输入端电连接，所述的信号放大器的输出端与所述的中央处理器的外部中断端口电连接。

3.根据权利要求1所述的墙壁插座，其特征在于：所述的电能显示装置设有两个电路板，其中一个电路板上安装有电流参数采集器、电压参数采集器、过零点参数采集器和中央处理器，另一个电路板上安装有数据显示器，两个电路板是双层叠加设置。

4.根据权利要求1所述的墙壁插座，其特征在于：所述电压参数采集器包括变压器、分压电阻和信号放大器，所述分压电阻的输入端并联在所述变压器的输出端上，所述分压电阻的输出端与信号放大器的输入端电连接，所述的信号放大器的输出端与所述的中央处理器的采集端口电连接。

5.根据权利要求1所述的墙壁插座，其特征在于：所述电流参数采集器包括电流互感器和信号放大器，所述电流互感器的一次线圈串联在电源输入端与电源输出接口之间，所述电流互感器的二次线圈与所述信号放大器的输入端电连接，所述的信号放大器的输出端与所述的中央处理器的采集端口电连接。

6.根据权利要求1所述的墙壁插座，其特征在于：所述中央处理器型号为PIC16F690。

7.根据权利要求1所述的墙壁插座，其特征在于：所述数据显示器为LCD显示器或LED显示器的其中之一。

8.根据权利要求1所述的墙壁插座，其特征在于：在所述中央处理器的输入输出端口上电连接一个过流过压报警器。

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