一種雙路軌道雷擊電流波形檢測儀的製作方法

2023-07-17 03:06:46 1

本實用新型涉及電子技術領域，尤其涉及一種雙路軌道雷擊電流波形檢測儀。

背景技術：

雷擊電流波形檢測儀主要為實時監測雷擊電流的儀器，目前市場上銷售和使用的雷擊電流檢測儀只能測量單路雷擊電流，其具有如下缺點：只能測量單路雷擊電流，無法滿足用戶多點監測需求；輸出量種類單一，只有開關量輸出，無法滿足精確測量；無CAN總線輸出，無法滿足客戶遠程監測和組網需求；電流調節標定輸出值使用的是電位器調節方式，由於電位器本身是機械結構，同時也存在工藝、質量等問題，當使用產品的環境溫度及條件變化時，電位器阻值的變化就會直接反應在產品變送輸出上，使得產品穩定性變差。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種雙路軌道雷擊電流波形檢測儀，能夠實現雷擊電流的多處監測，且輸出量多，穩定性好。

為解決以上技術問題，本實用新型實施例提供一種雙路軌道雷擊電流波形檢測儀，包括分別用於輸入雷擊電流信號，並對所述雷擊電流信號進行處理以還原雷擊電流波形的第一電流測量電路和第二電流測量電路，以及用於記錄所述雷擊電流波形、雷擊電流大小、發生時間、發生次數，並實現遠程監測雷擊電流波形和峰值的CAN總線輸出電路；

所述第一電流測量電路與所述第二電流測量電路相互連接，所述第一電流測量電路的輸出端與所述CAN總線輸出電路的輸入端連接。

進一步地，所述第一電流測量電路和所述第二電流測量電路分別包括用於輸入雷擊電流信號的信號輸入電路，用於將所述雷擊電流信號轉換為電壓信號的積分電路，用於將所述電壓信號轉換為可接受電壓信號的信號調整電路，用於將所述可接受電壓信號轉換為數位訊號的AD採集電路，以及用於對所述數位訊號進行運算、處理、控制，還原雷擊電流波形的電流控制器；

在每個電流測量電路中，所述信號輸入電路的輸出端與所述積分電路的輸入端連接，所述積分電路的輸出端與所述信號調整電路的輸入端連接，所述信號調整電路的輸出端與所述AD採集電路的輸入端連接，所述AD採集電路的輸出端與所述電流控制器的輸入端連接；

所述第一電流測量電路的電流控制器與所述第二電流測量電路的電流控制器相互連接，所述第一電流測量電路的電流控制器的輸出端與所述CAN總線輸出電路的輸入端連接。

進一步地，所述第一電流測量電路和所述第二電流測量電路還分別包括用於上電時使電路正常啟動的復位電路；

在每個電流測量電路中，所述復位電路的輸出端與所述電流控制器的輸入端連接。

優選地，所述積分電路為羅氏線圈。

進一步地，所述雙路軌道雷擊電流波形檢測儀還包括用於實時記錄雷擊發生時間的實時時鐘單元；

所述實時時鐘單元的輸出端與所述第一電流測量電路的電流控制器的輸入端連接。

進一步地，所述雙路軌道雷擊電流波形檢測儀還包括用於存儲雷電波形、次數、雷擊作用時間、缽頭、波長、雷擊能量的波形數據存儲單元；

所述波形數據存儲單元的輸入端與所述第一電流測量電路的電流控制器的輸出端連接。

進一步地，所述雙路軌道雷擊電流波形檢測儀還包括用於在雷擊電流超過預設閾值時進行聲光報警的聲光報警單元；

所述聲光報警單元的輸入端與所述第一電流測量電路的電流控制器的輸出端連接。

進一步地，所述雙路軌道雷擊電流波形檢測儀還包括用於輸入輔助電源，並將所述輔助電源轉換為三路隔離電源，以分別給所述CAN總線輸出電路、所述第一電流測量電路的信號輸入電路和所述第二電流測量電路的信號輸入電路供電的電源電路；

所述電源電路分別與所述CAN總線輸出電路、所述第一電流測量電路的信號輸入電路和所述第二電流測量電路的信號輸入電路連接。

進一步地，所述雙路軌道雷擊電流波形檢測儀還包括用於抗雷擊浪湧和抗群脈衝的抗EMC電路；

所述抗EMC電路與所述電源電路連接。

本實用新型實施例提供的雙路軌道雷擊電流波形檢測儀，能夠通過第一電流測量電路和第二電流測量電路同時測量兩路雷擊電流，滿足多處監測的需求，通過CAN總線輸出電路實時記錄兩路雷擊電流的各種信息，輸出量多，實現遠程監測雷擊電流波形，克服現有技術中無法滿足客戶遠程監測和組網需求，而且，使用CAN總線輸出電路代替電位器進行標準變送量的調節、標定，使得調整、標定更加精密便捷，克服了現有技術中因電位器自身問題而導致穩定性的不足，進而提高儀器的穩定性。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的雙路軌道雷擊電流波形檢測儀的一個實施例的結構框圖；

圖2是本實用新型提供的雙路軌道雷擊電流波形檢測儀的另一個實施例的結構框圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

參見圖1，是本實用新型提供的雙路軌道雷擊電流波形檢測儀的一個實施例的結構框圖。

本實施例提供一種雙路軌道雷擊電流波形檢測儀，包括分別用於輸入雷擊電流信號，並對所述雷擊電流信號進行處理以還原雷擊電流波形的第一電流測量電路1和第二電流測量電路2，以及用於記錄所述雷擊電流波形、雷擊電流大小、發生時間、發生次數，並實現遠程監測雷擊電流波形和峰值的CAN總線輸出電路3；

所述第一電流測量電路1與所述第二電流測量電路2相互連接，所述第一電流測量電路1的輸出端與所述CAN總線輸出電路3的輸入端連接。

在本實施例中，設置兩路電流測量電路，第一電流測量電路1輸入雷擊電流信號Vin1，第二電流測量電路2輸入雷擊電流信號Vin2，達到同時監測多處雷擊電流，同時記錄多處雷擊電流波形。設置CAN總線輸出電路3，用於產品的標定、產品輸入類型、量程的設置、輸出兩路雷擊電流、記錄雷擊電流波形，並實時記錄兩路雷擊電流的大小，發生時間，發生次數等相關參數，並通過總線輸出信號Vout1。另外，CAN總線輸出電路可通過與遠程終端通信，實現遠程監測雷擊電流波形、峰值等。採用本實施例，克服現有技術中只能監測一路雷擊電流，不能滿足多處監測的需求，同時，在輸出雷擊電流波形的同時，還輸出雷擊能量、雷擊發生時間、雷擊次數等信息，輸出量多，另外，採用CAN總線通訊代替現有技術中的電位器進行標準變送量的調節、標定，使得調整、標定更加精密便捷，克服了現有技術中因電位器自身問題而導致的產品穩定性不足，高性能的現代器件的應用、高效的軟體研發，精密的設計方案使得本實用新型所提供的檢測儀與現有技術相比穩定性更好、性能更優。

進一步地，如圖2所示，所述第一電流測量電路1和所述第二電流測量電路2分別包括用於輸入雷擊電流信號的信號輸入電路11，用於將所述雷擊電流信號轉換為電壓信號的積分電路12，用於將所述電壓信號轉換為可接受電壓信號的信號調整電路13，用於將所述可接受電壓信號轉換為數位訊號的AD採集電路14，以及用於對所述數位訊號進行運算、處理、控制，還原雷擊電流波形的電流控制器15；

在每個電流測量電路中，所述信號輸入電路11的輸出端與所述積分電路12的輸入端連接，所述積分電路12的輸出端與所述信號調整電路13的輸入端連接，所述信號調整電路13的輸出端與所述AD採集電路14的輸入端連接，所述AD採集電路14的輸出端與所述電流控制器15的輸入端連接；

所述第一電流測量電路1的電流控制器15與所述第二電流測量電路2的電流控制器15相互連接，所述第一電流測量電路1的電流控制器15的輸出端與所述CAN總線輸出電路3的輸入端連接。

需要說明的是，每一路的電流測量電路均具有信號輸入電路、積分電路、信號調整電路、AD採集電路和電流控制器。在每一路的電流測量電路中，通過信號輸入電路輸入雷擊電流信號，再通過積分電路自積分的方式將雷擊電流信號轉換為電壓信號，由於雷擊信號有極性，通過信號調整電路將電壓信號轉換為AD採集電路可以接受的0-3V電壓信號，AD採集電路再將0-3V的電壓模擬信號轉換為數位訊號，電流控制器對該數位訊號進行運算、處理、控制，還原雷擊電流波形。其中，第一電流測量電路的電流控制器將還原的雷擊電流波輸出到CAN總線輸出電路，第二電流測量電路的電流控制器將還原的雷擊電流波形通過第一電流測量電路的電流控制器輸出到CAN總線輸出電路，使CAN總線輸出電路實時記錄兩路雷擊電流的大小、發生時間、發生次數等相關參數，並通過總線輸出信號Vout1。其中，電流控制器為MCU微控制器，CAN總線輸出電路為CAN輸出電路。

進一步地，所述第一電流測量電路1和所述第二電流測量電路2還分別包括用於上電時使電路正常啟動的復位電路16；

在每個電流測量電路中，所述復位電路16的輸出端與所述電流控制器15的輸入端連接。

優選地，所述積分電路12為羅氏線圈。

進一步地，所述雙路軌道雷擊電流波形檢測儀還包括用於實時記錄雷擊發生時間的實時時鐘單元4；

所述實時時鐘單元4的輸出端與所述第一電流測量電路1的電流控制器15的輸入端連接。

需要說明的是，第二電流測量電路的電流控制器將其測量到的雷擊電流的相關信息輸出至第一電流測量電路的電流控制器，實時時鐘單元通過與第一電流測量電路的電流控制器連接，即可記錄兩路電流測量電路中雷擊發生的時間。實時時鐘單元在產品掉電時，實時時鐘仍能正常運行。

進一步地，所述雙路軌道雷擊電流波形檢測儀還包括用於存儲雷電波形、次數、雷擊作用時間、缽頭、波長、雷擊能量的波形數據存儲單元5；

所述波形數據存儲單元5的輸入端與所述第一電流測量電路1的電流控制器15的輸出端連接。

需要說明的是，波形數據存儲單元通過與第一電流測量電路的電流控制器連接，存儲兩路電流測量電路中的雷電波形、次數、雷擊作用時間、缽頭，波長，雷擊能量、雷擊作用時間，其具備掉電存儲功能。

進一步地，所述雙路軌道雷擊電流波形檢測儀還包括用於在雷擊電流超過預設閾值時進行聲光報警的聲光報警單元6；

所述聲光報警單元6的輸入端與所述第一電流測量電路1的電流控制器15的輸出端連接。

其中，聲光報警單元6在檢測到雷擊電流超過預設閾值時，輸出聲光報警信號Vout2，以進行聲光報警。

進一步地，所述雙路軌道雷擊電流波形檢測儀還包括用於輸入輔助電源V，並將所述輔助電源轉換為三路隔離電源，以分別給所述CAN總線輸出電路3、第一電流測量電路1的信號輸入電路11和所述第二電流測量電路2的信號輸入電路11供電的電源電路7；

所述電源電路7分別與所述CAN總線輸出電路3、第一電流測量電路1的信號輸入電路11和所述第二電流測量電路2的信號輸入電路11連接。

需要說明的是，電源電路將一路輔助電源轉換成三路隔離電源，以分別給兩路信號輸入電路和一路CAN總線輸出電路供電，從而使兩個信號輸入端、CAN總線輸出端和電源之間相互隔離，消除了兩路輸入、CAN總線輸出以及電源之間的相互幹擾。

進一步地，所述雙路軌道雷擊電流波形檢測儀還包括用於抗雷擊浪湧和抗群脈衝的抗EMC電路(圖中未畫出)；

所述抗EMC電路與所述電源電路7連接。

需要說明的是，通過增加抗EMC電路，使得本實用新型所提供的檢測儀能夠抗雷擊浪湧和抗群脈衝。其中，抗雷擊浪湧的電壓等級為：電源輸入端±4KV；電壓輸出端±2KV；電流輸出端±2KV；通信埠±2KV。抗群脈衝的電壓等級為：電源輸入端±2KV；電壓輸出端±2KV；電流輸出端±2KV；通信埠±2KV。

本實施例採用專業2個控制器和12位高速AD，進行數據採集、線性處理算法，以羅氏線圈自積分方式還原真實的雷擊波形，並採用全隔離方式測量兩路雷擊電流信號，避免了2路電路之間相互影響，並提供1路CAN總線輸出信號、聲光報警信號。與現有技術相比，實現兩路雷擊電流信號輸入、多種輸出類型、多用途，改變了傳統產品測量和變送的單一性，真正實現了雷擊電流多參數測量，節約了成本、資源和空間。

以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護範圍。