专利名称：网络探针漏电智能检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及信号测试技术领域中一种漏电检测电路，特别是涉及一种网络探 针漏电智能检测电路。
背景技术：
爆轰试验中需要将爆轰波到达的不同时刻通过探针短路形成序列电脉冲信号，送 到时间间隔测量仪和示波器进行记时和数据采集。由于爆轰测试时加在探针上的电压有 几百伏，容易造成测试电路漏电，从而在爆轰实验时丢失脉冲信号，使爆轰实验测试数据丢 失。以前使用万用表手工测试每路网络探针是否漏电，手工检测几十个甚至上百个爆轰测 试点的网络探针漏电情况非常繁琐，工作量大。目前中国专利文献专利号200520118736. 5，公开专利名称为《漏电检测电路》，采 用光耦和可控硅检测电源插头/插座电源输出线中的火线或零线是否存在漏电现象。专利 号200920182584. 3公开专利名称《漏电检测电路系统》，采用单片机、整流电路和继电器矩 阵驱动电路对多路三相电实现漏电流检测并进行断路保护。它们都是检测电源线或电源插 头/插座漏电情况，不适用于爆轰测试点的网络探针漏电检测。
实用新型内容本实用新型的目的是解决现有技术中手工检测爆轰测试点网络探针漏电情况的 复杂度和工作量大的问题。提出一种网络探针漏电智能检测电路，用于智能检测爆轰试验 中多路网络探针在加载几百伏电压的情况下是否有漏电的情况，克服了手工检测非常繁琐 的缺陷，大大节约了工作量。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种网络探针漏电智能检测电路，包括人机交互控制模块、继电器矩阵电路模块、 网络探针电路模块、漏电检测电路模块、CPLD控制电路模块，其中人机交互控制模块，用 于下发设置通道开关命令，显示通道漏电状态；CPLD控制电路模块，包括通道选择控制模 块、漏电电流显示模块，通道选择控制模块用于接收人机交互控制模块的通道选择控制命 令，并控制继电器矩阵电路模块，漏电电流显示模块接收漏电检测电路模块的输出信号；继 电器矩阵电路模块，用于接收通道选择控制模块通道选择信号并控制网络探针电路模块和 漏电检测电路模块；网络探针电路模块，由于给检测电路提供漏电检测信号；漏电检测电 路模块，用于检测网络探针是否有漏电现象；其中人机交互控制模块、通道选择控制模块、 继电器矩阵电路模块、漏电检测电路模块、漏电显示控制模块、人机交互控制模块顺序电连 接，继电器矩阵电路模块与网络探针电路模块电连接，网络探针电路模块与漏电检测电路 模块电连接。所述网络探针漏电智能检测电路还包括显示漏电电流的电流微安表，电流微安表 与漏电检测电路模块电连接。所述继电器矩阵电路模块包括多路继电器控制电路。[0009]所述多路网络探针电路与多路继电器控制电路相对应。所述继电器控制电路包括光电耦合器Ul、继电器Jl，光电耦合器Ul的管脚Ul 1与 通道控制模块电连接，光电耦合器Ul第二管脚U12、第三管脚U13共地，光电耦合器Ul的第 五管脚U15与继电器Jl第三管脚J13连接，继电器Jl第二管脚J12与网络探针电路模块 的第一电阻Rl相连接，继电器Jl第八管脚J18与漏电检测电路模块的第三限流电阻R3连 接，继电器Jl第四管脚J14与漏电检测电路模块的第五分压电阻R5、第六分压电阻R6连接 处连接。所述网络探针电路包括第一电阻Rl、电容Cl、第二电阻R2和探针T1，第一电阻Rl 与继电器Jl第二管脚J12相连接，第一电阻Rl分别与电容Cl、探针Tl的金属探针层Ta连 接，电容Cl另一端与第二电阻R2连接，第二电阻R2另一端与探针的银镀膜层Tb同时接地。所述漏电检测电路模块包括第三限流电阻R3、射极跟随器、光电耦合器U2，第三 限流电阻R3与继电器Jl第八管脚J18相连，第三限流电阻R3另一端与电流微安表A相 连，电流微安表A另一端与射极跟随器相连接，射极跟随器另一端与光电耦合器U2第一管 脚U21相连，光电耦合器U2第四管脚U24与漏电显示电路模块电连接。所述射极跟随器包括第四限流电阻R4、第五分压电阻R5、第六分压电阻R6、第七 限流电阻R7、第一三极管Q1、第二三极管Q2，第四限流电阻R4与电流微安表A连接，第四限 流电阻R4另一端分别与第五分压电阻R5、第一三极管Ql基极相连，第五分压电阻R5另一 端与第六分压电阻R6相连接，第六分压电阻R6另一端分别与第二三极管Q2发射级、第七 限流电阻R7连接，第一三极管Ql发射级与第二三极管Q2基极相连接，第七限流电阻R7另 一端与光电耦合器U2的第一管脚U21连接，光电耦合器U2的第四管脚UM与漏电显示控 制模块电连接。所述探针Tl是银镀膜同轴探针、弹簧光杆探针、螺纹光杆探针、薄膜探针或银盖 探针的一种。从上述本实用新型的结构特征可以看出，其优点是本实用新型有效降低了手工 检测多路网络探针漏电耗费的时间和工作量，智能检测电路工作可靠，具有很强的实用性。
本实用新型将通过附图比较以及结合实例的方式说明图1本实用新型中银镀膜同轴探针结构示意图；图2本实用新型的系统原理框图；图3网络探针漏电智能检测电路的结构框图；图4本实用新型的单路网络探针漏电智能检测电路原理图；附图标记1-1为金属探针 1-2为银镀膜 1-3为绝缘层1-4为金属管 1-4为IC脉冲形成电路
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。[0024]原理分析漏电检测电路设计由CPLD电路控制模块控制按网络的排列顺序依次 给多路网络电路加探针电压，依次检测各路探针银镀膜与金属探针通过绝缘层后是否导通 后，若探针绝缘层损坏或绝缘层耐压值不够，探针就会短路漏电，则需要重新更换探针。探 针结构如图1所示。总体设计系统的原理框图如图2所示，主要包括人机交互控制模块(显示器)、 CPLD控制电路模块、继电器矩阵电路模块、网络探针电路模块、漏电检测电路模块。为了 使整个网络探针漏电检测电路实现工作高效性、智能化，CPLD控制电路模块主要是利用可 编程逻辑器件(CPLD)作为系统智能控制核心器件，设计通道选择控制模块和漏电电流显 示模块，其中人机交互控制模块与通道选择控制模块电连接。通道选择控制模块与继电 器(一个继电器控制两个开关电路)矩阵电路模块电相连、继电器矩阵电路模块分别于网 络探针电路模块和漏电检测电路模块输入端电连接，漏电检测电路模块与漏电电流显示表 (微安表)电相连。首先通过人机交互控制模块下发控制需要检测的通道号控制命令，通道选通控制 电路模块接收人机交互控制模块的命令，并控制继电器矩阵电路模块，使网络探针电路模 块与相应控制的漏电检测电路模块接通进行电路测试，漏电检测电路模块的输出信号去控 制漏电电路显示控制电路模块，漏电电路显示控制电路模块最终输出信号并在显示器显示 通道漏电状态。如图3所示，其中人机交互控制模块通过通道选择控制模块设置通道开关， 顺序控制继电器控制电路1，继电器控制电路2直至继电器控制电路N (N表示爆轰实验测试 点的数量)，使网络探针电路1，网络探针电路2直至网络探针电路N分别通过继电器矩阵 电路模块与漏电检测电路模块接通，检测各路网络是否有漏电电流并通过图3中的电流微 安表显示漏电电流，同时有漏电的探针电路反馈高电平给漏电显示控制模块，漏电显示控 制模块把某路漏电的结果显示在显示器上。设计过程以图4单路网络探针漏电智能检测电路原理图为例，说明具体单路电 路设计过程1.继电器矩阵电路模块继电器矩阵电路模块包括多路继电器控制模块，继电器控制电路包括光电耦合器 Ul、继电器Jl，光电耦合器Ul的管脚Ul 1与通道控制模块电连接，光电耦合器Ul第二管脚 U12、第三管脚U13共地，光电耦合器Ul的第五管脚U15与继电器Jl第三管脚J13连接，继 电器Jl第二管脚J12与网络探针电路模块的第一电阻Rl相连接，继电器Jl第八管脚J18 与漏电检测电路模块的第三限流电阻R3连接，继电器Jl第四管脚J14与漏电检测电路模 块的第五分压电阻R5、第六分压电阻R6连接处连接。光电耦合器Ul (Ul 输入端为发光二 级管，输出端为基极接收三级管，输入端和输出端隔离电压大于500V。其中第一管脚Ul 1为 发光二级管输入端，第二管脚U12为发光二级管输出端，第六管脚U16为三级管基极，第五 管脚U15为三级管集电极，第四管脚U14为三级管发射极。当输入有电流发光二级管发光 三极管导通。在这里的用途是把CPLD低电压控制电路的地和网络负高压的地隔离，避免控 制电路受后端高压电路的干扰)。2.网络探针电路模块网络探针电路模块包括与继电器控制电路相对应的网络探针电路，网络探针电路 包括第一电阻R1、电容Cl、第二电阻R2和耐电压几百伏的银镀膜同轴探针Tl (Ta为金属探针，Tb为银镀膜)，第一电阻Rl与继电器Jl第二管脚J12相连接，第一电阻Rl分别与电容 Cl、探针Tl的金属探针层Ta连接，电容Cl另一端与第二电阻R2连接，第二电阻R2另一端、 探针的银镀膜层Tb同时接地。若一个继电器可以选择控制M路开关，N路网络探针电路则对应的继电器控制电 路就有N/M路。探针类型包括银镀膜同轴探针、弹簧光杆探针、螺纹光杆探针、薄膜探针或银盖探 针等。3.漏电检测电路模块漏电检测电路模块包括第三限流电阻R3、射极跟随器、光电耦合器U2，第三限流 电阻R3与继电器Jl第八管脚J18相连，第三限流电阻R3另一端与电流微安表A相连，电流 微安表A另一端与射极跟随器相连接，射极跟随器另一端与光电耦合器U2(型号同Ul)第 一管脚U21相连，光电耦合器U2第四管脚U24与漏电显示电路模块电连接。射极跟随器包 括第四限流电阻R4、第五分压电阻R5、第六分压电阻R6、第七限流电阻R7、第一三极管Q1、 第二三极管Q2，第四限流电阻R4与电流微安表A连接，第四限流电阻R4另一端分别与第 五分压电阻R5、第一三极管Ql基极相连，第五分压电阻R5另一端与第六分压电阻R6相连 接，第六分压电阻R6另一端分别与第二三极管Q2发射级、第七限流电阻R7连接，第一三极 管Ql发射级与第二三极管Q2基极相连接，第七限流电阻R7另一端与光电耦合器U2的管 脚1连接，光电耦合器U2的管脚4与漏电显示控制模块电连接。总之，在漏电检测之前负高压V2经过继电器Jl第二、四管脚J12、J14与第一电阻 Rl连接，第一电阻Rl另一端分别与探针Tl、电容Cl连接，Cl另一端与第二电阻R2连接， 探针Tl和第二电阻R2另一端共同连接负高压地G2。当探针Tl漏电时a点电压为零，负高 压加在第一电阻Rl上，探针Tl不漏电时负高压通过第一电阻Rl给电容Cl充电，a点电压 为负高压V2，负高压范围(-20V -400V)。漏电检测时人机交互控制模块通过发送通道选通信号命令，通道选通控制电路模 块接收通道选通信号命令，输出控制信号给光电耦合器Ul的管脚1输入高电平，光电耦合 器Ul第5管脚U15输出低电平，继电器Jl吸合管脚J12和管脚J18相连，当探针Tl漏电 时a点电压高于c点电压，从而b点电压高于c点电压，而d点电压高于c点电压，这样第 一三极管Q1、第二三极管Q2导通，电流微安表A有漏电流显示，并且光电耦合器U2导通第 4脚U M输出高电平信号Vout给漏电电路显示控制电路模块，将漏电的结果显示在显示器 上。当探针Tl不漏电时a点电压与c点电压相等，三极管Ql、Q2截止，电流微安表A无漏 电流显示。其中，Vl 继电器电源电压；V2 网络探针电路的负高压；V3 第一三极管Q1、第 二三极管Q2的电源电压MV，其值为V2+12V ；V4为光电耦合器U2的电源电压。本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙 述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
权利要求1.一种网络探针漏电智能检测电路，其特征在于包括人机交互控制模块、继电器矩阵 电路模块、网络探针电路模块、漏电检测电路模块、CPLD控制电路模块，其中人机交互控制模块，用于下发设置通道开关命令，显示通道漏电状态；CPLD控制电路 模块，包括通道选择控制模块、漏电电流显示模块，通道选择控制模块用于接收人机交互控 制模块的通道选择控制命令，并控制继电器矩阵电路模块，漏电电流显示模块接收漏电检 测电路模块的输出信号；继电器矩阵电路模块，用于接收通道选择控制模块通道选择信号 并控制网络探针电路模块和漏电检测电路模块；网络探针电路模块，用于给检测电路提供漏电检测信号；漏电检测电路模块，用于检测网络探针是否有漏电现象；其中人机交互控制模块、通道选择控制模块、继电器矩阵电路模块、漏电检测电路模 块、漏电显示控制模块、人机交互控制模块顺序电连接，继电器矩阵电路模块与网络探针电 路模块电连接，网络探针电路模块与漏电检测电路模块电连接。
2.根据权利要求1所述的一种网络探针漏电智能检测电路，其特征在于所述网络探针 漏电智能检测电路还包括显示漏电电流的电流微安表，电流微安表与漏电检测电路模块电 连接。
3.根据权利要求1所述的一种网络探针漏电智能检测电路，其特征在于所述继电器矩 阵电路模块包括多路继电器控制电路。
4.根据权利要求1所述的一种网络探针漏电智能检测电路，其特征在于所述多路网络 探针电路与多路继电器控制电路一一对应连接。
5.根据权利要求3所述的一种网络探针漏电智能检测电路，其特征在于所述继电器控 制电路包括光电耦合器(Ul)、继电器(Jl)，光电耦合器(Ul)的管脚(Ull)与通道控制模块 电连接，光电耦合器(Ul)第二管脚(U12)、第三管脚(UU)共地，光电耦合器(Ul)的第五 管脚(U15)与继电器(Jl)第三管脚(J13)连接，继电器(Jl)第二管脚(J12)与网络探针 电路模块的第一电阻(Rl)相连接，继电器(Jl)第八管脚(J18)与漏电检测电路模块的第 三限流电阻(R3)连接，继电器(Jl)第四管脚(J14)与漏电检测电路模块的第五分压电阻 (R5)、第六分压电阻(R6)连接处连接。
6.根据权利要求4所述的一种网络探针漏电智能检测电路，其特征在于所述网络探 针电路包括第一电阻(R1)、电容(Cl)、第二电阻(R2)和探针(Tl)，第一电阻(Rl)与继电 器(Jl)第二管脚(J12)相连接，第一电阻(Rl)分别与电容(Cl)、探针(Tl)的金属探针层 (Ta)连接，电容(Cl)另一端与第二电阻(R2)连接，第二电阻(R2)另一端与探针的银镀膜 层(Tb)同时接地。
7.根据权利要求1所述的一种网络探针漏电智能检测电路，其特征在于所述漏电检测 电路模块包括第三限流电阻(R3)、射极跟随器、光电耦合器(U2)，第三限流电阻(旧)与继 电器(Jl)第八管脚(J18)相连，第三限流电阻(R3)另一端与电流微安表㈧相连，电流 微安表(A)另一端与射极跟随器相连接，射极跟随器另一端与光电耦合器(似)第一管脚 (U21)相连，光电耦合器(U2)第四管脚(U24)与漏电显示电路模块电连接。
8.根据权利要求1所述的一种网络探针漏电智能检测电路，其特征在于所述射极跟随 器包括第四限流电阻(R4)、第五分压电阻(R5)、第六分压电阻(R6)、第七限流电阻(R7)、第 一三极管(Ql)、第二三极管(Q2)，第四限流电阻(R4)与电流微安表㈧连接，第四限流电阻(R4)另一端分别与第五分压电阻(R5)、第一三极管Oil)基极相连，第五分压电阻(R5) 另一端与第六分压电阻(R6)相连接，第六分压电阻(R6)另一端分别与第二三极管0^2)发 射级、第七限流电阻(R7)连接，第一三极管Oil)发射级与第二三极管基极相连接，第 七限流电阻(R7)另一端与光电耦合器(U2)的第一管脚(U21)连接，光电耦合器(U2)的第 四管脚(U24)与漏电显示控制模块电连接。
9.根据权利要求1所述的一种网络探针漏电智能检测电路，其特征在于所述探针(Tl) 是银镀膜同轴探针、弹簧光杆探针、螺纹光杆探针、薄膜探针或银盖探针的一种。
专利摘要本实用新型涉及信号测试技术领域中一种漏电检测电路，特别是涉及一种网络探针漏电智能检测电路。解决现有技术中手工检测爆轰测试点网络探针漏电情况的复杂度和工作量大的问题。提出一种网络探针漏电智能检测电路，用于智能检测爆轰试验中多路网络探针在加载几百伏电压的情况下是否有漏电的情况，克服了手工检测非常繁琐的缺陷，大大节约了工作量。技术方案包括人机交互控制模块、继电器矩阵电路模块、网络探针电路模块、漏电检测电路模块、CPLD控制电路模块，CPLD控制电路模块，包括通道选择控制模块、漏电电流显示模块。本实用新型主要应用于探针漏电检测场合。
文档编号G01R31/02GK201897625SQ20102063570
公开日2011年7月13日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者丁明军, 于治国, 代刚, 任青毅, 冯宗明, 冯莉, 叶超, 吴红光, 张振涛, 曹宁翔, 曹科峰, 李亚维, 李巨, 李晏敏, 李玺钦, 梁川, 王卫, 王浩, 谢敏, 贾兴, 赵娟, 邓明海, 邓维军, 马军, 马勋, 马成刚, 高平, 黄斌, 黄雷, 龙燕 申请人:中国工程物理研究院流体物理研究所