本發(fā)明涉及電氣設(shè)備應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種組合式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。

背景技術(shù)：

我公司在2010年就開始電氣火災(zāi)產(chǎn)品的開發(fā)，并取得了國家3C認(rèn)證，今年的銷售中也取得了較高的成就。之前的產(chǎn)品只具備檢測剩余電流或者溫度的功能，不具備檢測互感器和溫度傳感器短路和斷路的功能，也不具備測量電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)和有功電能等電氣參數(shù)的功能。

現(xiàn)在，我們對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)和升級(jí)，研發(fā)組合式的電氣火災(zāi)產(chǎn)品，同時(shí)具備監(jiān)測多路剩余電流和溫度的功能，還具備傳感器的短路和斷路檢測的功能，對(duì)產(chǎn)品的可靠性和耐受苛刻環(huán)境的能力進(jìn)行完善和升級(jí)；同時(shí)具備測量電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)和有功電能等電氣參數(shù)的功能；在下一步的研發(fā)工作中，我們還會(huì)添加故障記錄功能，記錄報(bào)警、故障的類型和線路，這樣可以更方便的查找故障原因和地點(diǎn)，減小維護(hù)的工作量，減少維護(hù)成本，提高運(yùn)行設(shè)備的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種組合式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，具備剩余電流和多路溫度的采樣計(jì)算，對(duì)線路中的電壓和電流信號(hào)進(jìn)行采樣，并且能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)線路中有功功率、功率因數(shù)、頻率等多種電量信號(hào)的計(jì)算及顯示；識(shí)別剩余電流和溫度傳感器的短路和斷路功能；電流有效值采用富氏算法，可有效濾除直流分量等信號(hào)干擾，提高測量精度，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種組合式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，包括漏電檢測電路、溫度檢測電路、計(jì)量電路、電壓采樣電路、電流采樣電路和穿心式電流互感器，所述漏電檢測電路主要由三極管、差分電路、保護(hù)電路、穩(wěn)壓二極管D1和濾波電容（C2和C4）組成，差分電路包括電阻R11、R14、R16和R17，電阻R11、R14、R16和R17相互串聯(lián)共同組成差分電路，差分電路的輸入端并聯(lián)電阻R15；所述三極管的發(fā)射極連接在差分電路的輸入端上 ，三極管的發(fā)射極與差分電路的輸入端之間串聯(lián)電阻R56，三極管的發(fā)射極接入3.3V電壓，其基極連接有電阻R41和電阻R57，電阻R41的ADK端之間串聯(lián)在單片機(jī)的IO端口上，電阻R57的另一端接地；所述保護(hù)電路由兩個(gè)陰極反串聯(lián)的二極管（D3和D4）組成，二極管（D3和D4）的陽極端并聯(lián)在差分電路上，差分電路的輸出端與穩(wěn)壓二極管D1的陰極端相連接，穩(wěn)壓二極管D1的陽極端接地處理，穩(wěn)壓二極管D1的陰極端串聯(lián)電阻R6；所述濾波電容（C2和C4）相互串聯(lián)，并且并聯(lián)在保護(hù)電路的兩端，濾波電容（C2和C4）的公共端通過到導(dǎo)線接地；所述溫度檢測電路包括溫度采樣電路和運(yùn)放單元，運(yùn)放單元通過兩組運(yùn)算放大器（U1A和U1B組成），運(yùn)算放大器U1A的輸出端連接在運(yùn)算放大器U1B的正極端，運(yùn)算放大器U1B的輸出端串聯(lián)電阻R8；所述溫度采樣電路由電阻（R3、R5、R7和13）組成，溫度采樣電路連接在運(yùn)算放大器U1A的正極和負(fù)極端，溫度采樣電路的輸入端串聯(lián)電阻（R3和R4），運(yùn)放單元的輸出端連接有二極管D2；所述計(jì)量電路的內(nèi)部集成計(jì)量芯片，計(jì)量芯片的 OSCO和OSCI兩路端口上連接有晶體石英振蕩器，計(jì)量電路與電表的連接處，接入電壓采樣電路和電流采樣電路；所述電壓采樣電路的內(nèi)部設(shè)置電流式電壓互感器，電壓采樣電路由四組相互并聯(lián)的電流式電壓互感器組成，四組穿心式電流互感器相并聯(lián)，共同組成電流采樣電路。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述計(jì)量芯片型號(hào)為ATT7022，計(jì)量芯片上借入內(nèi)核電源VDD，其輸出電壓為2.4V，計(jì)量芯片上通過SPI引腳與外部MCU連接。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述溫度檢測電路的內(nèi)接入溫度傳感器PT100，溫度檢測電路上設(shè)置有外部MCU的AD接口，通過AD接口與外部MCU串聯(lián)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述電流式電壓互感器的1號(hào)引腳上串聯(lián)電阻R14，3號(hào)和4號(hào)引腳上分別連接采樣電阻R（15和16）。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述三極管為NPN型小功率三極管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果：

（1）本組合式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，計(jì)量芯片型號(hào)為ATT7022，計(jì)量芯片上借入內(nèi)核電源VDD，其輸出電壓為2.4V，計(jì)量芯片上通過SPI引腳與外部MCU連接，方便與外部MCU之間進(jìn)行計(jì)量參數(shù)以及校表參數(shù)的傳遞，排除干擾信號(hào)等不穩(wěn)定因素；溫度檢測電路的內(nèi)接入溫度傳感器PT100，溫度傳感器PT100相當(dāng)于隨溫度變化的電阻，溫度檢測電路上設(shè)置有外部MCU的AD接口，通過AD接口與外部MCU串聯(lián)，分別采樣T1、T2、T3、T4等溫度，可以通過判斷溫度值，來預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生；電流式電壓互感器的1號(hào)引腳上串聯(lián)電阻R14，3號(hào)和4號(hào)引腳上分別連接采樣電阻R（15和16），使用了兩個(gè)電阻，以方便電阻阻值進(jìn)行調(diào)整，為互感器輸出端采樣電阻，其主要作為是得到AD所需要電壓采樣信號(hào)；三極管為NPN型小功率三極管，反應(yīng)速度快，提高了電路的安全性能。

（2）本組合式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，具備剩余電流和多路溫度的采樣計(jì)算，對(duì)線路中的電壓和電流信號(hào)進(jìn)行采樣，并且能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)線路中有功功率、功率因數(shù)、頻率等多種電量信號(hào)的計(jì)算及顯示；識(shí)別剩余電流和溫度傳感器的短路和斷路功能；電流有效值采用富氏算法，可有效濾除直流分量等信號(hào)干擾，提高測量精度；實(shí)時(shí)計(jì)算及監(jiān)測線路中的所有電參量，可準(zhǔn)確了解線路的運(yùn)行狀態(tài)，并且故障時(shí)記錄的多種電參量，為故障原因分析提供可靠保障；漏電流采樣中的差分電路可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)其阻值，溫度采樣中運(yùn)放的反饋電阻也可適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)其阻值，以適應(yīng)不同供電的單片機(jī)、不同運(yùn)放芯片及不同規(guī)格的采樣基準(zhǔn)電壓的要求；溫度采樣的運(yùn)放芯片可以調(diào)節(jié)型號(hào)規(guī)格，具備多路剩余電流和溫度的采樣計(jì)算，并且對(duì)線路中的電壓和電流信號(hào)進(jìn)行采樣，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)線路中有功功率、功率因數(shù)、頻率等多種電量信號(hào)的計(jì)算及顯示。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的漏電流檢測電路示意圖；

圖2為本發(fā)明的溫度檢測電路示意圖；

圖3為本發(fā)明的計(jì)量電路示意圖；

圖4為本發(fā)明的電壓采樣電路示意圖；

圖5為本發(fā)明的電流采樣電路示意圖。

圖中：1-漏電流檢測電路、11-三極管、12-差分電路、13-保護(hù)電路、2-溫度檢測電路、21-溫度采樣電路、22-運(yùn)放器單元、3-計(jì)量電路、31-計(jì)量芯片、4-電壓采樣電路、41-電流式電壓互感器、5-電流采樣電路、51-穿心式電流互感器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-5，本發(fā)明實(shí)施例中，一種組合式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，包括漏電檢測電路1、溫度檢測電路2、計(jì)量電路3、電壓采樣電路4、電流采樣電路5和穿心式電流互感器51，漏電檢測電路1主要由三極管11、差分電路12、保護(hù)電路13、穩(wěn)壓二極管D1和濾波電容C2和C4組成，差分電路12包括電阻R11、R14、R16和R17，電阻R11、R14、R16和R17相互串聯(lián)共同組成差分電路12，差分電路12的輸入端并聯(lián)電阻R15；三極管11的發(fā)射極連接在差分電路12的輸入端上 ，漏電流采樣中的差分電路12可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)其阻值，溫度采樣中運(yùn)放的反饋電阻也可適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)其阻值，以適應(yīng)不同供電的單片機(jī)、不同運(yùn)放芯片及不同規(guī)格的采樣基準(zhǔn)電壓的要求；三極管11的發(fā)射極與差分電路12的輸入端之間串聯(lián)電阻R56，三極管11的發(fā)射極接入3.3V電壓，三極管11為NPN型小功率三極管，反應(yīng)速度快，提高了電路的安全性能，其基極連接有電阻R41和電阻R57，電阻R41的ADK端之間串聯(lián)在單片機(jī)的IO端口上，電阻R57的另一端接地；保護(hù)電路13由兩個(gè)陰極反串聯(lián)的二極管D3和二極管D4組成，二極管D3和二極管D4的陽極端并聯(lián)在差分電路12上，差分電路12的輸出端與穩(wěn)壓二極管D1的陰極端相連接，穩(wěn)壓二極管D1的陽極端接地處理，穩(wěn)壓二極管D1的陰極端串聯(lián)電阻R6；濾波電容C2和濾波電容C4相互串聯(lián)，并且并聯(lián)在保護(hù)電路13的兩端，濾波電容C2和濾波電容C4的公共端通過到導(dǎo)線接地；溫度檢測電路2包括溫度采樣電路21和運(yùn)放單元22，運(yùn)放單元22通過兩組運(yùn)算放大器U1A和運(yùn)算放大器U1B組成，運(yùn)算放大器U1A的輸出端連接在運(yùn)算放大器U1B的正極端，運(yùn)算放大器U1B的輸出端串聯(lián)電阻R8；溫度檢測電路2的內(nèi)接入溫度傳感器PT100，溫度傳感器PT100相當(dāng)于隨溫度變化的電阻，溫度檢測電路2上設(shè)置有外部MCU的AD接口，通過AD接口與外部MCU串聯(lián)，分別采樣T1、T2、T3、T4等溫度，可以通過判斷溫度值，來預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生；溫度采樣電路21由電阻（R3、R5、R7和R13）組成，溫度采樣電路21連接在運(yùn)算放大器U1A的正極和負(fù)極端，溫度采樣電路21的輸入端串聯(lián)電阻R3和電阻R4，溫度采樣的運(yùn)放芯片可以調(diào)節(jié)型號(hào)規(guī)格，具備多路剩余電流和溫度的采樣計(jì)算，并且對(duì)線路中的電壓和電流信號(hào)進(jìn)行采樣，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)線路中有功功率、功率因數(shù)、頻率等多種電量信號(hào)的計(jì)算及顯示；運(yùn)放單元22的輸出端連接有二極管D2；計(jì)量電路3的內(nèi)部集成計(jì)量芯片31，計(jì)量芯片31上設(shè)有采樣端口（V1P、V2P、V3P、V4P、V5P、V6P），采樣端口（V1N、V2N、V3N、V4N、V5N、和V6N），其中計(jì)量芯片31的OSCO和OSCI兩路端口上連接有晶體石英振蕩器，計(jì)量電路31與電表的連接處，接入電壓采樣電路4和電流采樣電路5，計(jì)量芯片31型號(hào)為ATT7022，計(jì)量芯片31上借入內(nèi)核電源VDD，其輸出電壓為2.4V，計(jì)量芯片31上通過SPI引腳與外部MCU連接，方便與外部MCU之間進(jìn)行計(jì)量參數(shù)以及校表參數(shù)的傳遞，排除干擾信號(hào)等不穩(wěn)定因素；電壓采樣電路4的內(nèi)部設(shè)置電流式電壓互感器41，電壓采樣電路4由四組相互并聯(lián)的電流式電壓互感器41組成，四組穿心式電流互感器51相并聯(lián)，共同組成電流采樣電路5；電流式電壓互感器41的1號(hào)引腳上串聯(lián)電阻R14，3號(hào)和4號(hào)引腳上分別連接采樣電阻R15采樣電阻和R16，使用了兩個(gè)電阻，以方便電阻阻值進(jìn)行調(diào)整，為互感器輸出端采樣電阻，其主要作為是得到AD所需要電壓采樣信號(hào)。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。