专利名称：电接触点安全监测模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种针对电接触点(简称接点)的安全监测模块，属于电气安全消防检测技术领域。
背景技术：
电气火灾是因电能引起发热成为火源而发生的，其直接原因主要包括漏电、短路、 接触不良、过电流、电弧、电火花等，造成高温发热，并引燃周围可燃物酿成火灾。目前，各类大功率用电设备的使用日益广泛，对预防电气火灾工作提出了更高的要求。在实践中，为了满足大电流通路连接的需要，普遍采用接线卡、接线端、开关等接触式连接方式。这种接触式连接方式中，当供电回路中电接触点发生松动、氧化、电弧烧灼、 污染、过载等问题时，会因接触不良引起接触点电阻变大，使接触点位置功率消耗增加，造成接触点处温度升高，严重情况下，甚至引发火灾。对于这个问题，以往并没有有效的处理办法，通常是采取定期检测的办法，或者在故障发生之后才知道这里存在隐患。在专利号为ZL200710120204.9的中国发明专利中，公开了一种面向大功率接点的安全监控方法及其装置。该方法中，通过变压器接收经A/D转换后的监测接点的电压信号，同时接收通过接点回路的电流信号，根据电压信号、电流信号等信息计算出接点功率， 如果分析结果为接点功率在预定的条件下大于预警门限则发出报警信息，否则继续进行监控。该发明可以长时间地实时监视接点状态，并根据实际电流一起判断接点故障发生的可能性，从而达到提前发现故障隐患、避免造成重大事故发生的目的。另外，在专利申请号为201010522060. 1的中国发明专利申请中，公开了一种大电流接插件安全监测方法。它是在大电流接插件的插头或插座内部安装温度传感器，安全监测控制系统不间断采集温度传感器信号，送至信号处理模块；信号处理模块进行分析计算给出实时温度；过温判断模块根据温度判断接插件是否过热，若温度大于设定温度，则发出过温信号，反之，不发出过温信号；报警执行模块在接到过温信号后，启动报警装置，并立即切断电源。但是，温度传感器在长时间的运行过程中，如果不能保持与被测接点的正确连接位置，或者环境温度的变化，会造成温度检测的不准确。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种电接触点安全监测模块。为实现上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案一种电接触点安全监测模块，其特征在于所述电接触点安全监测模块包括输入保护电路、采样放大电路、A/D转换电路、幅度鉴别电路、数据分析/处理电路、回路电流信号采集单元和隔离电路；其中，所述输入保护电路接入电接触点两端的电压信号，送入采样放大电路中，所述采样放大电路分别连接所述A/D转换电路和所述幅度鉴别电路，所述A/D转换电路的输出信号经第一隔离电路送入所述数据分析/处理电路中，所述幅度鉴别电路的输出信号经第二隔离电路送入所述数据分析/处理电路中；所述数据分析/处理电路通过所述回路电流信号采集单元采集所述电接触点所在回路的电流信号。其中较优地，所述电接触点安全监测模块中还包括通讯接口电路，所述通讯接口电路连接所述数据分析/处理电路。其中较优地，所述数据分析/处理电路经第三隔离电路直接采集所述电接触点的状态。其中较优地，所述幅度鉴别电路由运算放大器实现，其中同相输入端连接基准电源，反相输入端连接所述采样放大电路，输出端与所述输入保护电路连接。本实用新型所提供的电接触点安全监测模块通过对供电回路中电接触点两端的电压降进行实时监测，可以提前发现事故苗头，对电接触点可能的故障进行预警，有效改善了大功率电接触点的安全性。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。
图1为本实用新型所提供的电接触点安全监测模块的电路原理图；图2为本电接触点安全监测模块的具体应用示例图。
具体实施方式
本实用新型所提供的电接触点安全监测模块(简称监测模块)用于实现电器接点两端的电压信号采集，例如对110V/220V供电回路中的电接触点(如断路器接触点、连线端子接触点等)两端的电压降进行实时监测等。如图1所示，本监测模块主要包括输入保护电路、采样放大电路、A/D转换电路、幅度鉴别电路、基准电源、数据分析/处理电路、通讯接口电路、回路电流信号采集单元和多个隔离电路。其中，输入保护电路接入断路器接点两端的电压信号，将其送入与之连接的采样放大电路中。该采样放大电路分别连接A/D转换电路和幅度鉴别电路。幅度鉴别电路可以由运算放大器实现，其中同相输入端连接基准电源，反相输入端连接采样放大电路，输出端与输入保护电路实现连接。上述A/D转换电路的输出信号经第一隔离电路之后送入数据分析/处理电路中。另外，幅度鉴别电路的输出信号也经第二隔离电路之后送入数据分析/ 处理电路中。同时，数据分析/处理电路通过接点回路上的回路电流信号采集单元采集该接点所在回路的电流信号，并经第三隔离电路直接采集断路器接点的状态。数据分析/处理电路连接通讯接口电路，通过该通讯接口电路实现信号输出。在本实用新型的一个实施例中，采样放大电路、幅度鉴别电路等可以用运算放大器实现；隔离电路可以用光电隔离器件实现；数据分析/处理电路可以用单片机、微控制器或者具有类似功能的运算器件实现；通讯接口电路优选使用RS-485接口电路，以便与上位计算机交换数据。本监测模块的工作原理是这样的断路器接点两端的交流电压信号由输入保护电路输入，并通过采样放大电路放大。由于采样放大电路采用单电源供电，为放大交流信号， 在采样放大电路的同相输入端可以施加一定的直流偏置电压。放大后的信号通过隔直电容滤除直流分量，经过整流电路可以转换为单方向的脉动电压信号。整流后的脉动电压信号进行放大后，经RC回路滤波，送到V/F(电压/频率)变换电路的输入端。变换后的频率信号通过光电隔离器件，输出给计数器。作为数据分析/处理电路的单片机读取计数器数值， 获得被采集的电压值。另一方面，幅度鉴别电路用于监视被测信号的幅度。当被测信号超过监测范围时，幅度鉴别电路控制继电器动作，输出一对无源开关信号。利用此无源开关信号，可以控制切断测量输入，以避免高电压损坏本监测模块，同时还防止被测接点正常断开时，本监测模块对接点两端造成的旁路。本实用新型既可以独立工作，当发现被监测对象的电压信号超过预先设定的警戒值时，发出告警信号；也可以与远端的计算机配合使用，该计算机通过通讯端口(RS-485) 实时从监测模块获取监测数据，进行深入的分析。例如计算机在采集监测模块电压数据的同时，采集回路中的电流信号，通过电压和电流计算出接触点处的电阻，再与保存的历史数据进行比对和分析，就可以看出接触点处电阻的变化趋势，从而达到提前发现事故苗头，对电接触点故障进行有效预警的目的。图2显示了本监测模块的一个具体应用示例。在该应用示例中，由本监测模块配合外部继电器构成完整的接点信号监测电路。在工作过程中，该监测模块转换被测信号，通过RS-485接口传送给远端的计算机；当被测信号超出范围时，该监测模块触发外部继电器切断输入回路，并给出报警输出信号。上面对本实用新型所提供的电接触点安全监测模块进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
权利要求1.一种电接触点安全监测模块，其特征在于所述电接触点安全监测模块包括输入保护电路、采样放大电路、A/D转换电路、幅度鉴别电路、数据分析/处理电路、回路电流信号采集单元和隔离电路；其中，所述输入保护电路接入电接触点两端的电压信号，送入采样放大电路中，所述采样放大电路分别连接所述A/D转换电路和所述幅度鉴别电路，所述A/D转换电路的输出信号经第一隔离电路送入所述数据分析/处理电路中，所述幅度鉴别电路的输出信号经第二隔离电路送入所述数据分析/处理电路中；所述数据分析/处理电路通过所述回路电流信号采集单元采集所述电接触点所在回路的电流信号。
2.如权利要求1所述的电接触点安全监测模块，其特征在于所述电接触点安全监测模块中还包括通讯接口电路，所述通讯接口电路连接所述数据分析/处理电路。
3.如权利要求2所述的电接触点安全监测模块，其特征在于所述通讯接口电路为RS-485接口电路。
4.如权利要求1所述的电接触点安全监测模块，其特征在于所述数据分析/处理电路经第三隔离电路直接采集所述电接触点的状态。
5.如权利要求1所述的电接触点安全监测模块，其特征在于所述幅度鉴别电路由运算放大器实现，其中同相输入端连接基准电源，反相输入端连接所述采样放大电路，输出端与所述输入保护电路连接。
专利摘要本实用新型公开了一种电接触点安全监测模块，包括输入保护电路、采样放大电路、A/D转换电路、幅度鉴别电路、数据分析/处理电路、回路电流信号采集单元和隔离电路；其中，输入保护电路接入电接触点两端的电压信号，送入采样放大电路中，采样放大电路分别连接A/D转换电路和幅度鉴别电路，A/D转换电路的输出信号经第一隔离电路送入数据分析/处理电路中，幅度鉴别电路的输出信号经第二隔离电路送入数据分析/处理电路中；数据分析/处理电路通过回路电流信号采集单元采集电接触点所在回路的电流信号。本实用新型可以对供电回路中电接触点两端的电压降进行实时监测，从而提前发现事故苗头，对电接触点可能的故障进行预警。
文档编号G01R27/08GK202126461SQ201120212299
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者傅浩, 李信群, 李秦 申请人:北京高新东方智能配电系统有限公司