一種牆壁插座的製作方法
2023-05-11 16:10:06 2
專利名稱：一種牆壁插座的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種牆壁插座，特別涉及一種安裝有電能顯示裝置和過零點參數採集器的牆壁插座，該種牆壁插座可以同步測量並顯示電能數值及告警提示，可消除安全隱患，方便用戶使用。技術背景
目前市面上的插座構造一般是由金屬插腳、電源指示燈、塑料外殼組成，有些插座還帶簡單的機械電壓表。這種插座只能起到電氣連接作用，不具備其它功能，如不能檢測用電器(負載)的電流、電壓、功率等信息。 一般用戶是不太注意到所用的插座能帶動多大功耗的用電器，而如果用電器的電流超出插座的額定電流，插座電線就會發熱，甚至會引起火警，特別是在發生過載情況時對負載也會產生損害，這種潛在的安全隱患一般用戶是不易察覺的，因此針對上述問題有人提出了中國專
利200720193554的一種帶有過載保護器的牆壁插座，包括插座體(l)、插座孔(2)組成，其特徵在於在插座體(1)上設有凹槽(3)，凹槽(3)內設裝有過載保護電路(6)，凹槽(3)上蓋有與凹槽(3)大小相配的活動凹槽蓋板(4)，活動凹槽蓋板(4)面上設裝有發光二極體D(7)。該種牆壁插座很好的解決了過載問題，但是該種牆壁插座無法實時監控電器的電流、電壓、功率等信息，無法最大限度消除潛在的用電安全隱患；因此需要提供一種新型的牆壁插座以解決上述問題。發明內容
本實用新型的目的在於提供一種安裝有電能顯示裝置的牆壁插座，在該牆壁插座內安裝有過零點參數採集器，該插座能夠清楚顯示用電器電壓、電流、功率及告警提示。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的 一種牆壁插座，有一個插座殼體，在所述的插座殼體上安裝有做為電源輸入端的電源輸入線、電能顯示屏和電源輸出插孔，所述電源輸出插孔中裝有電源輸出接口，所述的電源輸入線與所述的電源輸出接口電連接，在所述的插座殼體內安裝有電能顯示裝置，所述的電能顯示裝置通過電線連接在所述電源輸入線和電源輸出接口之間，所述的電能顯示裝置設有電路板，該電路板上安裝有電流參數採集器、電壓參數採集器、過零點參數採集器、中央處理器和數據顯示器，所述的電流參數採集器的輸入端串聯在電源輸入線和電源輸出接口之間，所述的電壓參數採集器的輸入端並聯在電源輸出接口上，所述的
4電流參數採集器的輸出端與中央處理器的輸入埠電連接，所述的電壓參數採集器的輸出端與中央處理器的輸入埠電連接，所述的過零點參數採集器的輸入端分別與電流參數採集器和電壓參數採集器的輸出端電連接，所述過零點參數採集器的輸出端與中央處理器的輸入埠電連接，所述的中央處理器的數據輸出端與所述的數據顯示器電連接。
所述的電能顯示裝置設有兩個電路板，其中一個電路板上安裝有電流參數採集器、電壓參數採集器、過零點參數採集器和中央處理器，另一個電路板上安裝有數據顯示器，兩個電路板是雙層疊加設置。
所述的過零點參數採集器由過零點電壓採集器和過零點電流採集器組成，所述的過零點電壓採集器包括變壓器、分壓電阻和信號放大器，所述分壓電阻的輸入端並聯在所述變壓器的輸出端上，所述分壓電阻輸出端與信號放大器的輸入端電連接，所述的信號放大器的輸出端與所述中央處理器的外部中斷埠電連接；所述的
過零點電流採集器包括電流互感器和信號放大器，所述電流互感器的一次線圈的輸入端串聯在電源輸入端與電源輸出接口之間，所述電流互感器的二次線圈的輸出端與所述信號放大器的輸入端電連接，所述的信號放大器的輸出端與所述的中央處理器的外部中斷埠電連接。
所述電壓參數採集器包括變壓器、分壓電阻和信號放大器，所述分壓電阻的輸入端並聯在所述變壓器的輸出端上，所述分壓電阻的輸出端與信號放大器的輸入端電連接，所述的信號放大器的輸出端與所述的中央處理器的採集埠電連接。
所述電流參數採集器包括電流互感器和信號放大器，所述電流互感器的一次線圈串聯在電源輸入端與電源輸出接口之間，所述電流互感器的二次線圈與所述信號放大器的輸入端電連接，所述的信號放大器的輸出端與所述的中央處理器的採集埠電連接。
本實用新型與已有技術相比有以下優點
1. 本實用新型採用電能顯示裝置的設計，可以檢測並實時顯示用電器的電流、電壓、功率等信息，最大限度消除潛在的用電安全隱患，有效的保護插座提高其使用壽命；
2. 本實用新型採用在電能顯示裝置內安裝過零點參數採集裝置的設計，可使數據顯示器顯示負載的有功功率和無功功率，幫助用戶合理選擇用電設備，提高電能使用效率；3.本實用新型採用過流過壓報警器的設計，在當電流、電壓超出中央處理器的設定值後，中央處理器會發出一個音頻信號傳輸到蜂鳴器並產生告警提示。
圖1為本實用新型實施例一的立體圖2為本實用新型實施例一的電路原理圖3為本實用新型實施例二的電路原理圖4為本實用新型實施例三的電路原理圖5為本實用新型實施例四的電路原理圖6為本實用新型實施例五的電路原理圖。
具體實施方式
實施例一
參見圖1、圖2所示，本實施例所述的牆壁插座，有一個插座殼體l，在所述的插座殼體上安裝有做為電源輸入端的電源輸入線2、電能顯示屏3和電源輸出插孔4,所述電源輸出插孔中裝有電源輸出接口 5，所述的電源輸入線與所述的電源輸出接口電連接，在所述的插座殼體內安裝有電能顯示裝置6，所述的電能顯示裝置通過電線連接在所述電源輸入線和電源輸出接口之間，所述的電能顯示裝置設有電路板，該電路板上安裝有電流參數採集器、電壓參數採集器、過零點參數釆集器、中央處理器和數據顯示器，所述的電流參數採集器的輸入端串聯在電源輸入線和電源輸出接口之間，所述的電壓參數採集器的輸入端並聯在電源輸出接口上，所述的電流參數採集器的輸出端與中央處理器的採集埠電連接，所述的電壓參數採集器的輸出端與中央處理器的採集埠電連接，所述的過零點參數採集器的輸入端分別與電流參數採集器和電壓參數釆集器的輸出端電連接，所述過零點參數採集器的輸出端與中央處理器的外部中斷埠電連接，所述的中央處理器的數據輸出端與所述的數據顯示器電連接。
可在所述中央處理器的I/O埠上電連接一個過流過壓報警器，本實施例中該過流過壓報警器為蜂鳴器；在當電流、電壓超出中央處理器的設定值後，中央處理器會發出一個音頻信號傳輸到蜂鳴器並產生告警提示。
根據實際安裝需要，可將所述的電能顯示裝置設兩個電路板，其中一個電路板上安裝有電流參數採集器、電壓參數採集器、過零點參數採集器和中央處理器，另一個電路板上安裝有數據顯示器，兩個電路板是雙層疊加設置。這樣設計可節省安裝空間，減小牆壁插座的整體體積。
本實施例中所述的中央處理器型號為PIC16F690，該處理器包括有多通道A/D轉換和多通道電平中斷、可編程分頻器、計數器、定時器、脈衝測量、1/0輸出等功能，非常適合做牆壁插座用能耗處理器，在該中央處理器上設有U-AD採集埠、I-AD採集埠、 U-INT外部中斷埠和I-INT外部中斷埠，所述的信號放大器是運算放大器。
電壓參數採集器的輸出U連接至中央處理器的採集埠 U-AD，電流參數採集器的輸出I連接至中央處理器的採集埠 I-AD，本實施例數據顯示器是LCD或LED顯示器，該數據顯示器可將中央處理器分析後的電壓、電流、有功功率和無功功率顯示出來。
所述的電壓參數採集器和電流參數釆集器分別釆集到本實施例中所述的插座的電壓值和電流值，過零點電路採集電壓和電流的偏移時間並將其實時輸入到中央處理器中進行運算，計算出功率值，通過數據顯示器可同步顯示數值，以達到隨時觀察電源插座數值，監控用電情況的目的。實施例二
參見圖3所示，本實施例是在實施例一的基礎上改進的，所述的電壓參數採集器可以有多種形式，本實施例中所述的電壓參數採集器包括變壓器、分壓電阻和信號放大器，所述分壓電阻的輸入端R1和R2並聯在所述變壓器的輸出端上，分壓電阻R2的分壓輸出端與所述的信號放大器的輸入端電連接，所述的信號放大器的輸出端與所述的中央處理器的U-AD採集埠電連接，中央處理器將輸入的模擬信號轉換成數位訊號，並對採集的參數進行分析。分壓電阻R2的分壓輸出電壓小於5伏。
實施例三
參見圖4所示，本實施例是在實施例一的基礎上改進的，所述電流參數採集器包括電流互感器和信號放大器，所述電流互感器的一次線圈串聯在電源輸入端與電源輸出接口之間，所述電流互感器的二次線圈與所述信號放大器的輸入端電連接，所述的信號放大器的輸出端與所述的中央處理器的I-AD採集埠電連接，中央處理器將輸入的模擬信號轉換成數位訊號，並對釆集的參數進行分析。所述的電流互感器的二次線圈輸出電壓小於5伏。實施例四
7參見圖5所示，本實施例是在實施例一的基礎上改進的，所述的過零點參數採 集器7由過零點電壓採集器8和過零點電流採集器9組成，所述的過零點電壓釆集 器包括變壓器、分壓電阻和信號放大器，所述分壓電阻R7、 R8的輸入端並聯在所 述變壓器的輸出端上，分壓電阻R8的分壓輸出端與所述的信號放大器的輸入端電 連接，所述的信號放大器的輸出端與所述的中央處理器的U-INT外部中斷埠電連 接，所述電流參數採集器包括電流互感器和信號放大器，所述電流互感器的一次線 圈串聯在電源輸入端與電源輸出接口之間，所述電流互感器的二次線圈與所述信號 放大器的輸入端電連接，所述的信號放大器的輸出端與所述的中央處理器的I-INT 外部中斷埠電連接。中央處理器根據信號放大器傳送的電壓方波和電流方波進行 分析，並讀出電壓和電流過零點的時間；此時，中央處理器比較兩時間的差值計算 出電壓、電流的偏移並通過數據顯示器將有功功率和無功功率顯示。
本實用新型採用過零點參數採集裝置的設計，可使數據顯示器顯示負載的有功 功率和無功功率，幫助用戶合理選擇用電設備，提高電能使用效率。 實施例五
參見圖6所示，本實施例是在實施例一的基礎上改進的，在所述的電源輸入線 與所述的電源輸出接口之間電連接有半波整流穩壓電源，該半波整流穩壓電源包括 變壓器、二極體和穩壓晶片，所述變壓器的輸出端與所述二極體的輸入端電連接， 所述二極體的輸出端與所述穩壓晶片輸入端電連接，所述穩壓晶片輸出端與電能顯 示裝置電連接。本實施例中所述的穩壓晶片採用5V穩壓管。
權利要求1.一種牆壁插座，其特徵在於有一個插座殼體，在所述的插座殼體上安裝有做為電源輸入端的電源輸入線、電能顯示屏和電源輸出插孔，所述電源輸出插孔中裝有電源輸出接口，所述的電源輸入線與所述的電源輸出接口電連接，在所述的插座殼體內安裝有電能顯示裝置，所述的電能顯示裝置通過電線連接在所述電源輸入線和電源輸出接口之間，所述的電能顯示裝置設有電路板，該電路板上安裝有電流參數採集器、電壓參數採集器、過零點參數採集器、中央處理器和數據顯示器，所述的電流參數採集器的輸入端串聯在電源輸入線和電源輸出接口之間，所述的電壓參數採集器的輸入端並聯在電源輸出接口上，所述的電流參數採集器的輸出端與中央處理器的輸入埠電連接，所述的電壓參數採集器的輸出端與中央處理器的輸入埠電連接，所述的過零點參數採集器的輸入端分別與電流參數採集器和電壓參數採集器的輸出端電連接，所述過零點參數採集器的輸出端與中央處理器的輸入埠電連接，所述的中央處理器的數據輸出端與所述的數據顯示器電連接。
2. 根據權利要求1所述的牆壁插座，其特徵在於所述的過零點參數採集器由過 零點電壓採集器和過零點電流採集器組成，所述的過零點電壓採集器包括變壓器、分 壓電阻和信號放大器，所述分壓電阻的輸入端並聯在所述變壓器的輸出端上，所述分 壓電阻輸出端與信號放大器的輸入端電連接，所述的信號放大器的輸出端與所述中央 處理器的外部中斷埠電連接；所述的過零點電流採集器包括電流互感器和信號放大 器，所述電流互感器的一次線圈的輸入端串聯在電源輸入端與電源輸出接口之間，所 述電流互感器的二次線圈的輸出端與所述信號放大器的輸入端電連接，所述的信號放 大器的輸出端與所述的中央處理器的外部中斷埠電連接。
3. 根據權利要求1所述的牆壁插座，其特徵在於所述的電能顯示裝置設有兩個 電路板，其中一個電路板上安裝有電流參數採集器、電壓參數採集器、過零點參數採 集器和中央處理器，另一個電路板上安裝有數據顯示器，兩個電路板是雙層疊加設置。
4. 根據權利要求1所述的牆壁插座，其特徵在於所述電壓參數採集器包括變壓 器、分壓電阻和信號放大器，所述分壓電阻的輸入端並聯在所述變壓器的輸出端上， 所述分壓電阻的輸出端與信號放大器的輸入端電連接，所述的信號放大器的輸出端與 所述的中央處理器的採集埠電連接。
5. 根據權利要求1所述的牆壁插座，其特徵在於所述電流參數採集器包括電流 互感器和信號放大器，所述電流互感器的一次線圈串聯在電源輸入端與電源輸出接口之間，所述電流互感器的二次線圈與所述信號放大器的輸入端電連接，所述的信號放 大器的輸出端與所述的中央處理器的採集埠電連接。
6. 根據權利要求1所述的牆壁插座，其特徵在於所述中央處理器型號為PIC16F690。
7. 根據權利要求1所述的牆壁插座，其特徵在於所述數據顯示器為LCD顯示器 或LED顯示器的其中之一。
8. 根據權利要求1所述的牆壁插座，其特徵在於在所述中央處理器的輸入輸出 埠上電連接一個過流過壓報警器。
專利摘要本實用新型涉及一種牆壁插座，有一個插座殼體，在所述的插座殼體上安裝有做為電源輸入端的電源輸入線、電能顯示屏和電源輸出插孔，所述電源輸出插孔中裝有電源輸出接口，所述的電源輸入線與所述的電源輸出接口電連接，在所述的插座殼體內安裝有電能顯示裝置，所述的電能顯示裝置通過電線連接在所述電源輸入線和電源輸出接口之間，所述的電能顯示裝置設有電路板，該電路板上安裝有電流參數採集器、電壓參數採集器、過零點參數採集器、中央處理器和數據顯示器。本實用新型採用電能顯示裝置的設計，可以消除潛在的用電安全隱患，有效提高其使用壽命；採用安裝過零點參數採集裝置的設計，可幫助用戶合理選擇用電設備，提高電能使用效率。
文檔編號H01R13/66GK201408885SQ20092010814
公開日2010年2月17日 申請日期2009年5月18日 優先權日2009年5月18日
發明者沈中澤 申請人:沈中澤