一种雷电波形监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种雷电波形监测装置，属于防雷技术领域。


背景技术：

2.雷电灾害是一种气象灾害，因直接雷击而导致的人员或动物伤亡、火灾，因雷电波入侵、雷击电磁脉冲干扰而导致的电力系统、通信系统、雷达天线及其他电子信息系统故障或失效，进而造成直接经济损失或间接经济损失。我国雷电灾害频繁，给人们的生命财产安全带来巨大损失，故更应该建立更科学严谨的监测方案。
3.雷电属于脉冲波，脉冲波是指一种间断的持续时间极短的突然发生的电信号。凡是断续出现的电压或电流称为脉冲电压或脉冲电流。因此雷电波形的监测其实就是脉冲波的监测，结合脉冲波的特性才能更好的得出结果。如何获取雷击电流参数以实现建筑防雷的动态化管理，及时获取状态信息便于后期灾害分析溯源具有现实意义。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于提供一种雷电波形监测装置，通过对雷击电流的相关参数监测，能够实现建筑防雷的动态化管理，及时获取状态信息便于后期灾害分析溯源。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种雷电波形监测装置，包括mcu控制单元、激发电路、信号调理放大电路、a/d转换电路和逻辑电路；
6.所述激发电路与所述mcu控制单元之间电连接，激发电路还与所述信号调理放大电路电连接；所述a/d转换电路与所述信号调理放大电路电连接，a/d转换电路还与所述逻辑电路电连接，a/d转换电路还与所述mcu控制单元之间电连接，所述逻辑电路还与所述mcu控制单元之间电连接；
7.所述信号调理放大电路用于获取雷电流波形信号并进行整形；所述激发电路用于在雷电流波形存续期间为mcu控制单元提供高电平；所述a/d转换电路通过a/d芯片扫描雷电流波形并按照固定频率上传给mcu控制单元波形数据；所述逻辑电路用于为a/d转换电路提供稳定的时钟。
8.作为雷电波形监测装置的优选方案，所述信号调理放大电路通过高输入阻抗运算调理电路对雷电流波形进行滤波增强。
9.作为雷电波形监测装置的优选方案，所述激发电路通过高速定时器在雷击发生的时间段为mcu控制单元提供高电平信号，使mcu控制单元打开a/d转换电路的接口接收波形数据。
10.作为雷电波形监测装置的优选方案，还包括eeprom存储电路，所述eeprom存储电路与所述mcu控制单元电连接，eeprom存储电路用于对雷电波形监测装置进行掉电数据保存。
11.作为雷电波形监测装置的优选方案，还包括电源电路，所述电源电路与所述mcu控制单元电连接，电源电路用于对雷电波形监测装置进行供电。
12.作为雷电波形监测装置的优选方案，还包括以太网电路，所述以太网电路与所述mcu控制单元电连接，以太网电路用于雷电波形监测装置的数据转换输出。
13.本实用新型的有益效果是：设有mcu控制单元、激发电路、信号调理放大电路、a/d转换电路和逻辑电路；激发电路与mcu控制单元之间电连接，激发电路还与信号调理放大电路电连接；a/d转换电路与信号调理放大电路电连接，a/d转换电路还与逻辑电路电连接，a/d转换电路还与mcu控制单元之间电连接，逻辑电路还与mcu控制单元之间电连接；信号调理放大电路用于获取雷电流波形信号并进行整形；激发电路用于在雷电流波形存续期间为mcu控制单元提供高电平；a/d转换电路通过a/d芯片扫描雷电流波形并按照固定频率上传给mcu控制单元波形数据；逻辑电路用于为a/d转换电路提供稳定的时钟。本实用新型通过对雷击电流的相关参数的监测，能够实现建筑防雷的动态化管理，及时获取状态信息，便于后期灾害分析溯源。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
15.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
16.图1为本实用新型实施例中提供的雷电波形监测装置架构示意图；
17.图2为本实用新型实施例中提供的雷电波形监测装置信号调理放大电路示意图；
18.图3为本实用新型实施例中提供的雷电波形监测装置激发电路示意图；
19.图4为本实用新型实施例中提供的雷电波形监测装置a/d转换电路示意图；
20.图5为本实用新型实施例中提供的雷电波形监测装置逻辑电路示意图；
21.图6为本实用新型实施例中提供的雷电波形监测装置mcu控制单元示意图；
22.图7为本实用新型实施例中提供的雷电波形监测装置eeprom存储电路、电源电路和以太网电路示意图。
23.图中，1、mcu控制单元；2、激发电路；3、信号调理放大电路；4、a/d转换电路；5、逻辑电路；6、eeprom存储电路；7、电源电路；8、以太网电路。
具体实施方式
24.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。
26.参见图1、图2、图3、图4、图5和图6，提供一种雷电波形监测装置，包括mcu控制单元1、激发电路2、信号调理放大电路3、a/d转换电路4和逻辑电路5；
27.所述激发电路2与所述mcu控制单元1之间电连接，激发电路2还与所述信号调理放大电路3电连接；所述a/d转换电路4与所述信号调理放大电路3电连接，a/d转换电路4还与所述逻辑电路5电连接，a/d转换电路4还与所述mcu控制单元1之间电连接，所述逻辑电路5还与所述mcu控制单元1之间电连接；
28.所述信号调理放大电路3用于获取雷电流波形信号并进行整形；所述激发电路2用于在雷电流波形存续期间为mcu控制单元1提供高电平；所述a/d转换电路通过a/d芯片扫描雷电流波形并按照固定频率上传给mcu控制单元1波形数据；所述逻辑电路5用于为a/d转换电路提供稳定的时钟。
29.参见图2，本实施例中，所述信号调理放大电路3通过高输入阻抗运算调理电路对雷电流波形进行滤波增强。雷电信号通过“p1”bnc接口采集上传给“u2”运算放大器进行整形放大。
30.参见图3，本实施例中，所述激发电路2通过高速定时器在雷击发生的时间段为mcu控制单元1提供高电平信号，使mcu控制单元1打开a/d转换电路4的接口接收波形数据。信号调理放大电路3整形后的雷电流通过电阻r14上拉进入定时，并将定时信号传输到定时器器芯片“u1”，此时定时器器芯片“u1”的3脚会输出高电平。激发电路2通过高速定时器在雷击发生的时间段为mcu控制单元1提供高电平信号，使之打开a/d转换电路4的接口接收波形数据。
31.参见图4，本实施例中，信号调理放大电路3整形后的雷电流通过芯片“u3”放大进入a/d芯片“u8”，a/d芯片“u8”会根据逻辑电路5设定好的晶振周期对雷电波形进行扫描。a/d转换电路4通过高速a/d芯片将波形扫描，并按照固定频率上传给mcu控制单元1波形数据，mcu控制单元1只在激发电路2提供高电平是接收，因此避免了a/d转换电路4的噪声对监测的影响。
32.参见图5，本实施例的逻辑电路5特点为有源晶振，为a/d转换电路4提供稳定的时钟。逻辑电路5是mcu控制单元1用来控制a/d转换电路4的，为a/d提供稳定的时钟，以保证波形参数的准确。
33.参见图7，雷电波形监测装置的一个实施例中，还包括eeprom存储电路6，所述eeprom存储电路6与所述mcu控制单元1电连接，eeprom存储电路6用于对雷电波形监测装置进行掉电数据保存。还包括电源电路7，所述电源电路7与所述mcu控制单元1电连接，电源电路7用于对雷电波形监测装置进行供电。还包括以太网电路8，所述以太网电路8与所述mcu控制单元1电连接，以太网电路8用于雷电波形监测装置的数据转换输出。
34.本实用新型设有mcu控制单元1、激发电路2、信号调理放大电路3、a/d转换电路4和逻辑电路5；激发电路2与mcu控制单元1之间电连接，激发电路2还与信号调理放大电路3电连接；a/d转换电路4与信号调理放大电路3电连接，a/d转换电路4还与逻辑电路5电连接，a/d转换电路4还与mcu控制单元1之间电连接，逻辑电路5还与mcu控制单元1之间电连接；信号
调理放大电路3用于获取雷电流波形信号并进行整形；激发电路2用于在雷电流波形存续期间为mcu控制单元1提供高电平；a/d转换电路通过a/d芯片扫描雷电流波形并按照固定频率上传给mcu控制单元1波形数据；逻辑电路5用于为a/d转换电路提供稳定的时钟。雷电信号通过“p1”bnc接口采集上传给“u2”运算放大器进行整形放大。信号调理放大电路3整形后的雷电流通过电阻r14上拉进入定时，并将定时信号传输到定时器器芯片“u1”，此时定时器器芯片“u1”的3脚会输出高电平。激发电路2通过高速定时器在雷击发生的时间段为mcu控制单元1提供高电平信号，使之打开a/d转换电路4的接口接收波形数据。a/d转换电路4通过高速a/d芯片将波形扫描，并按照固定频率上传给mcu控制单元1波形数据，mcu控制单元1只在激发电路2提供高电平是接收，因此避免了a/d转换电路4的噪声对监测的影响。逻辑电路5是mcu控制单元1用来控制a/d转换电路4的，为a/d提供稳定的时钟，以保证波形参数的准确。本实用新型通过对雷击电流的相关参数的监测，能够实现建筑防雷的动态化管理，及时获取状态信息，便于后期灾害分析溯源。
35.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
36.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，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。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。