本實(shí)用新型屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可以在電力系統(tǒng)中用來測(cè)量變電站和高壓輸電線路附近電場(chǎng)強(qiáng)度的便攜式工頻電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x。

背景技術(shù)：

電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量不僅適用于電力行業(yè)，在航空航天、生物工程、通訊技術(shù)等領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用。隨著我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展，輸電線路和變電站的電壓等級(jí)不斷升高，引起了國內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)電磁干擾和生態(tài)影響等領(lǐng)域的深入研究。目前對(duì)于電場(chǎng)測(cè)量的技術(shù)已經(jīng)延伸至絕緣子、高壓電纜、操作開關(guān)等高壓設(shè)備中，精確測(cè)量電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為輸電線路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、電力設(shè)備絕緣狀態(tài)評(píng)價(jià)、高壓環(huán)境帶電作業(yè)報(bào)警裝置提供重要數(shù)據(jù)支持，對(duì)于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

現(xiàn)有場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x存在靈敏度較低，成本較高和不便攜帶等缺點(diǎn)，且在工頻高壓輸電環(huán)境中很難保證測(cè)量精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x在工頻高壓輸電環(huán)境中精度較低的不足，并適當(dāng)降低研制成本、提高裝置便攜度，從而提供一種便攜式工頻電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量當(dāng)前環(huán)境中電場(chǎng)強(qiáng)度，并且在場(chǎng)強(qiáng)超過設(shè)定報(bào)警閾值時(shí)，向工作人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種便攜式工頻電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有安裝柱，安裝柱上安裝有場(chǎng)強(qiáng)傳感器組件，場(chǎng)強(qiáng)傳感器組件后端安裝有電路板，在電路板上安裝有濾波放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器、報(bào)警模塊和供電電源，在殼體的前端面設(shè)置有顯示安裝孔，顯示屏通過顯示安裝孔安裝在殼體上，所述場(chǎng)強(qiáng)傳感器組件包括金屬極板Ⅰ、金屬極板Ⅱ和絕緣介質(zhì)，金屬極板Ⅰ和金屬極板Ⅱ平行設(shè)置且金屬極板Ⅰ和金屬極板Ⅱ通過絕緣介質(zhì)支撐，金屬極板Ⅰ和金屬極板Ⅱ分別通過導(dǎo)線與濾波放大電路連接，濾波放大電路通過AD轉(zhuǎn)換電路與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端與報(bào)警器和顯示屏連接，供電電源為濾波電路、放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器、報(bào)警模塊和顯示屏供電。

所述報(bào)警模塊包括閃光燈和蜂鳴器。

所述供電電源為干電池。

所述濾波放大電路包括一級(jí)濾波放大電路和二級(jí)濾波放大電路，一級(jí)濾波放大電路通過電阻R11與二級(jí)濾波放大電路串聯(lián)連接；所述一級(jí)濾波放大電路包括繼電器J2、第一電阻R9、第一電容C55、第二電容C56、第三電容C12、第四電容C20、第五電容C14、第六電容C16、第二電阻R7、第三電阻R8、第四電阻R9、第五電阻R13和第一運(yùn)算放大器U3，繼電器J2的一端分別與第一電容C55的一端和第一電阻R9的一端連接，第一電阻R9的另一端接地；第一電容C55的另一端與第二電阻R7的一端連接，第二電阻R7的另一端分別與第三電容C12、第三電阻R8和第一運(yùn)算放大器U3的負(fù)極輸入端連接，第三電容C12和第三電阻R8并聯(lián)連接后連接在第一運(yùn)算放大器U3的輸出端；第一運(yùn)算放大器U3的正極電壓輸入端與外接電源AV連接，第五電容C14和第六電容C16并聯(lián)連接后一端連接在第一運(yùn)算放大器U3的正極電壓輸入端與電源AV之間、另一端接地；第一運(yùn)算放大器U3的負(fù)極電壓輸入端接地；繼電器J2的另一端經(jīng)第二電容C56與第一運(yùn)算放大器U3的負(fù)極輸入端連接，第五電阻R13的一端連接在第二電容C56與第一運(yùn)算放大器U3的負(fù)極輸入端之間，第五電阻R13的另一端與第四電容C20串聯(lián)連接后接地，且第五電阻R13和第四電容C20之間與電源VREF連接；所述二級(jí)濾波放大電路包括第六電阻R12、第七電阻R5、第八電阻R6、第九電阻R10、第七電容C17、第八電容C19、第九電容C13、第十電容C15、第十一電容C18和第二運(yùn)算放大器U2，第六電阻R12的一端通過電阻R11與第一濾波放大電路中第一運(yùn)算放大器U3的輸出端；第六電阻R12的另一端與第二運(yùn)算放大器U2的正極輸入端連接，第二運(yùn)算放大器U2的負(fù)極電壓輸入端接地；第八電容C19的一端連接在第六電阻R12與第二運(yùn)算放大器U2的正極輸入端之間，第八電容C19的另一端接地；第七電容C17的一端連接在電阻R11和第六電阻R12之間，第七電容C17的另一端與第二運(yùn)算放大器U2的輸出端連接；第七電阻R5的一端接地、另一端分別與第二運(yùn)算放大器U2的負(fù)極輸入端和第八電阻R6的一端連接，第八電阻R6的另一端與第二運(yùn)算放大器U2的輸出端連接，第二運(yùn)算放大器U2的正極電壓輸入端與外接電源AV連接，第九電容C13、第十電容C15并聯(lián)連接后一端連接在第二運(yùn)算放大器U2的正極電壓輸入端與電源AV之間、另一端接地；第九電阻R10的一端與第二運(yùn)算放大器U2的輸出端連接，第九電阻R10的另一端與AD轉(zhuǎn)換電路連接，且第十一電容C18的一端連接在第九電阻R10和AD轉(zhuǎn)換電路之間、另一端接地。

本實(shí)用新型通過場(chǎng)強(qiáng)傳感器組件檢測(cè)所處環(huán)境電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小并將場(chǎng)強(qiáng)裝換為電壓信號(hào)并將電壓信號(hào)通過濾波放大電路進(jìn)行濾波放大，濾除金屬極板Ⅰ和金屬極板Ⅱ兩端傳送過來的交流感應(yīng)電壓中的高頻分量且由于金屬極板Ⅰ4和金屬極板Ⅱ5的感應(yīng)電荷有限，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓比較微弱，放大電路可以增益電壓信號(hào)，有效增大測(cè)量?jī)x器的靈敏度，濾波放大后的電壓信號(hào)通過AD轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換并上傳至控制器內(nèi)進(jìn)行處理，當(dāng)檢測(cè)值超出設(shè)定值時(shí)，控制器控制報(bào)警器發(fā)出警報(bào)提醒工作人員電磁環(huán)境超出國家安全標(biāo)準(zhǔn)范圍，并在顯示屏進(jìn)行顯示檢測(cè)到的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度。本實(shí)用新型體積小，攜帶方便，且檢測(cè)靈敏。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的后視圖。

圖2為本實(shí)用新型的右視圖。

圖3為本實(shí)用新型的控制原理框圖。

圖4為本實(shí)用新型濾波放大電路的電路原理圖。

圖5為本實(shí)用新型電源供電原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-4所示，一種便攜式工頻電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x，包括殼體1，殼體1內(nèi)設(shè)置有安裝柱，安裝柱上安裝有場(chǎng)強(qiáng)傳感器組件，場(chǎng)強(qiáng)傳感器組件后端安裝有電路板2，在電路板2上安裝有濾波放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器、報(bào)警模塊和供電電源，所述報(bào)警模塊包括閃光燈和蜂鳴器。所述供電電源為干電池。

在殼體1的前端面設(shè)置有顯示安裝孔，顯示屏3通過顯示安裝孔安裝在殼體1上，所述場(chǎng)強(qiáng)傳感器組件包括金屬極板Ⅰ4、金屬極板Ⅱ5和絕緣介質(zhì)6，金屬極板Ⅰ4和金屬極板Ⅱ5平行設(shè)置且金屬極板Ⅰ4和金屬極板Ⅱ5通過絕緣介質(zhì)6支撐，金屬極板Ⅰ4和金屬極板Ⅱ5分別通過導(dǎo)線與濾波放大電路連接，濾波放大電路通過AD轉(zhuǎn)換電路與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端與報(bào)警器和顯示屏3連接，供電電源為濾波電路、放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器、報(bào)警模塊和顯示屏供電，供電電路圖如圖5所示。

具體的，所述濾波放大電路包括一級(jí)濾波放大電路和二級(jí)濾波放大電路，一級(jí)濾波放大電路通過電阻R11與二級(jí)濾波放大電路串聯(lián)連接；所述一級(jí)濾波放大電路包括繼電器J2、第一電阻R9、第一電容C55、第二電容C56、第三電容C12、第四電容C20、第五電容C14、第六電容C16、第二電阻R7、第三電阻R8、第四電阻R9、第五電阻R13和第一運(yùn)算放大器U3，繼電器J2的一端分別與第一電容C55的一端和第一電阻R9的一端連接，第一電阻R9的另一端接地；第一電容C55的另一端與第二電阻R7的一端連接，第二電阻R7的另一端分別與第三電容C12、第三電阻R8和第一運(yùn)算放大器U3的負(fù)極輸入端連接，第三電容C12和第三電阻R8并聯(lián)連接后連接在第一運(yùn)算放大器U3的輸出端；第一運(yùn)算放大器U3的正極電壓輸入端與外接電源AV連接，第五電容C14和第六電容C16并聯(lián)連接后一端連接在第一運(yùn)算放大器U3的正極電壓輸入端與電源AV之間、另一端接地；第一運(yùn)算放大器U3的負(fù)極電壓輸入端接地；繼電器J2的另一端經(jīng)第二電容C56與第一運(yùn)算放大器U3的負(fù)極輸入端連接，第五電阻R13的一端連接在第二電容C56與第一運(yùn)算放大器U3的負(fù)極輸入端之間，第五電阻R13的另一端與第四電容C20串聯(lián)連接后接地，且第五電阻R13和第四電容C20之間與電源VREF連接；所述二級(jí)濾波放大電路包括第六電阻R12、第七電阻R5、第八電阻R6、第九電阻R10、第七電容C17、第八電容C19、第九電容C13、第十電容C15、第十一電容C18和第二運(yùn)算放大器U2，第六電阻R12的一端通過電阻R11與第一濾波放大電路中第一運(yùn)算放大器U3的輸出端；第六電阻R12的另一端與第二運(yùn)算放大器U2的正極輸入端連接，第二運(yùn)算放大器U2的負(fù)極電壓輸入端接地；第八電容C19的一端連接在第六電阻R12與第二運(yùn)算放大器U2的正極輸入端之間，第八電容C19的另一端接地；第七電容C17的一端連接在電阻R11和第六電阻R12之間，第七電容C17的另一端與第二運(yùn)算放大器U2的輸出端連接；第七電阻R5的一端接地、另一端分別與第二運(yùn)算放大器U2的負(fù)極輸入端和第八電阻R6的一端連接，第八電阻R6的另一端與第二運(yùn)算放大器U2的輸出端連接，第二運(yùn)算放大器U2的正極電壓輸入端與外接電源AV連接，第九電容C13、第十電容C15并聯(lián)連接后一端連接在第二運(yùn)算放大器U2的正極電壓輸入端與電源AV之間、另一端接地；第九電阻R10的一端與第二運(yùn)算放大器U2的輸出端連接，第九電阻R10的另一端與AD轉(zhuǎn)換電路連接，且第十一電容C18的一端連接在第九電阻R10和AD轉(zhuǎn)換電路之間、另一端接地。

場(chǎng)強(qiáng)傳感器組件檢測(cè)所處環(huán)境電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小并將場(chǎng)強(qiáng)裝換為電壓信號(hào)并將電壓信號(hào)通過濾波放大電路進(jìn)行濾波放大，濾除金屬極板Ⅰ和金屬極板Ⅱ兩端傳送過來的交流感應(yīng)電壓中的高頻分量且由于金屬極板Ⅰ4和金屬極板Ⅱ5的感應(yīng)電荷有限，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓比較微弱，放大電路可以增益電壓信號(hào)，有效增大測(cè)量?jī)x器的靈敏度，濾波放大后的電壓信號(hào)通過AD轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換并上傳至控制器內(nèi)進(jìn)行處理，當(dāng)檢測(cè)值超出設(shè)定值時(shí)，控制器控制報(bào)警器發(fā)出警報(bào)提醒工作人員電磁環(huán)境超出國家安全標(biāo)準(zhǔn)范圍，并在顯示屏進(jìn)行顯示檢測(cè)到的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度。