一種手持式工頻電磁輻射監測儀的製作方法
2023-06-01 12:21:11 2
本發明屬於電力設備的檢測領域，特別是涉及一種手持式工頻電磁輻射監測儀。
背景技術：
近年來，工作場所的電磁輻射危害逐漸引起人們的關注，特別是長時間在電力系統如大型電力發電站、輸變電設備、高壓及超高壓輸電線等場所工作的人員，他們的電磁輻射安全防護問題亟待解決。
電力系統工作場所的電磁輻射主要為工頻電磁輻射。所述工頻頻率為50Hz，《電磁輻射控制限值》（GB8702-2014）標準要求分別測量工頻電場及工頻磁場。
工頻電磁輻射監測儀包括傳感器、濾波器、運算放大電路、A/D採樣電路、數據處理及主控單元。利用電磁傳感器檢測空間環境的電磁信號，信號經濾波器濾波，再通過運算放大器將該電磁信號進行放大，放大後的信號經A/D採樣電路轉換得到數位訊號，由數據處理及主控單元進行數據處理後得到電磁場強值，最後以數字量的形式顯示出來。
如圖1所示，示出了現有技術中的一種工頻電磁場監測儀的示意圖，現有的這種工頻電磁場監測儀包括工頻電磁場探頭6及監測儀主機7兩部分。其中，工頻電磁場探頭6包括工頻電場及磁場傳感器、濾波器、運算放大器、A/D採樣電路；監測儀主機包括數據處理及主控單元。工頻電磁場探頭6一般採用懸浮體型探頭，探頭一般為立方體。監測時，將工頻電磁場探頭6安裝在三腳架9上，三腳架9的支撐杆可以諸如是1.5m高的塑料杆，通過光纖8將工頻電磁場探頭6連接到檢測儀主機7上，測試人員遠離工頻電磁場探頭6，手持監測儀主機7讀取測量數據。
利用現有技術的工頻電磁場監測儀進行工作場所的工頻電磁場監測時，存在如下問題：
去現場需要攜帶監測儀主機7、工頻電磁場探頭6、三腳架9以及光纖8，十分不便，很難滿足日常工作隨身攜帶、隨時監測以達到工作防護的要求；
監測儀顯示的是所測電磁場強度的數值結果，結果閱讀不直觀，工作防護要求的監測儀應該及時反映測值超標，便於作業人員及時採取防護措施。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在於，提供一種手持式工頻電磁輻射監測儀，便於攜帶，測試結果顯示直觀方便。
為了解決上述技術問題，本發明實施例的一方面提供一種手持式工頻電磁輻射監測儀，包括監測儀主機和設置於所述監測儀主機下端的可拆卸的延長杆，其中：
所述監測儀主機中包含有工頻電磁場傳感器、濾波器、運算放大電路、A/D採樣電路、數據處理及主控單元、藍牙晶片以及供電電路；
所述延長杆為伸縮型絕緣杆。
優選地，所述監測儀主機包括：
殼體，所述殼體正面上端設置有工頻電磁場顯示區，下端設置有握持部；
設置於所述殼體內部並從上至下依次排列的長方體集成傳感器、藍牙晶片以及供電電池；
其中，在所述長方體集成傳感器內部設置有至少一塊電路板。
優選地，所述長方體集成傳感器包括：
相互正交且相鄰的三塊平行板電容器電路板所組成的工頻電場傳感器；
以及相互正交及相鄰的三塊磁感應線圈電路板所組成的工頻磁場傳感器。
優選地，在所述長方體集成傳感器內部設置有相互平行的模擬板、主控板以及電源板，所述模擬板、主控板以及電源板之間以及與長方體集成傳感器電路板之間通過支撐柱進行固定；
其中，所述模擬板上設置有濾波器、運算放大電路、A/D採樣電路；所述主控板上設置有數據處理及主控單元；所述電源板上設置有供電電路，用於將電池電壓進行轉換，為所述運算放大電路、模數轉換電路、數據處理單元及主控單元進行供電。
優選地，所述藍牙晶片與一智能移動終端進行連接，用於將數據處理後得到電磁場強值傳輸給智能移動終端進行顯示。
優選地，所述工頻電磁場顯示區進一步設置有多個電場強度指示燈以及多個磁場強度指示燈，通過指示燈點亮的數量來顯示工頻電磁場強度。
優選地，所述監測儀主機進一步設置有報警裝置，用於在監測到的工頻電場或/及工頻磁場超出限定值時進行報警處理。
優選地，所述監測儀主機殼體的握持部具有圓滑表面。
實施本發明，具有如下的有益效果：
首先，在本發明中，手持監測儀同時配備伸縮型延長杆，便於作業人員日常攜帶，並進行實時監測，在進入未知環境之前，可以用延長杆將監測儀深入未知環境進行監測，以確認環境是否安全；
其次，將工頻電場傳感器和工頻磁場傳感器設計成小尺寸長方體型傳感器，可以同時實現工頻電場與工頻磁場的測量，保證傳感器各向同性的性能的同時，使手持監測儀的尺寸非常小，便於攜帶；
另外，將濾波器、運算放大電路、A/D採樣電路、數據處理及主控單元、供電電路等電路設置於在由工頻電磁場傳感器的六塊電路板圍成的長方體內部，可以節省監測儀內部空間，可有效減小監測儀的尺寸；
而且，通過藍牙晶片將數據處理後得到電磁場強值傳輸給移動智能終端，通過移動智能終端上的APP將電磁場強值顯示出來，實現了測量值的共享；
另外，通過在監測儀主機上設置多個等級表徵工頻電磁場強度，並通過監測儀屏幕的指示燈顯示出來，使得測量結果更加直觀，當所測工頻電磁場強度達到甚至超過限值時，監測儀發出報警聲，可以及時反映所測環境工頻電磁場輻射情況，有利於及時採取防護措施。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現有的一種工頻電磁監測儀的結構示意圖；
圖2為本發明提供的一種手持式工頻電磁輻射監測儀的一個實施例結構示意圖。
圖3為圖2中監測儀主機的正面結構示意圖；
圖4是圖2中監測儀主機的正面結構示意圖後面結構示意圖；
圖5是圖2中監測儀主機內部的長方體集成傳感器的結構示意圖；
圖6是圖5中電路板與長方體集成傳感器的配合示意圖；
圖7為移動智能終端顯示的測試結果的一個界面示意圖；
圖8為移動智能終端顯示的測試結果的另一個界面示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖2所示，示出了本發明提供的一種手持式工頻電磁輻射監測儀的一個實施例結構示意圖。同時，請一併結合圖3至圖6所示，在本實施例中，本發明提供的一種手持式工頻電磁輻射監測儀包括監測儀主機1和設置於所述監測儀主機1下端的可拆卸的延長杆2。
其中，監測儀主機1為手持式，其包含工頻電磁場傳感器、濾波器、運算放大電路、A/D採樣電路、數據處理及主控單元，相當於將現有工頻電磁場監測儀包含的工頻電磁場探頭及監測儀主機兩部分集成為一體。同時，監測儀主機還包含供電電路，用於將電池電壓進行轉換，為運算放大電路、模數轉換電路、數據處理單元及主控單元進行供電。通過這樣的設計，可以使得監測儀整體尺寸較小；
延長杆2為伸縮型絕緣杆，在一個例子中，該延長杆2伸長後長度為40cm，收縮後長度為16cm，其尺寸小，便於攜帶。
具體地，所述監測儀主機1包括：
殼體10，所述殼體10正面上端設置有工頻電磁場顯示區11，下端設置有握持部12；在所述握持部12處的監測儀外殼邊緣做了圓滑處理，具有圓滑表面，便於持握，在所述握持部12上設置有一個電源開關按鈕120。
設置於所述殼體10內部並從上至下依次排列的長方體集成傳感器13、藍牙晶片14以及供電電池15；所述藍牙晶片14用於將數據處理後得到電磁場強值傳輸給智能移動終端（未示出）進行顯示。
其中，所述長方體集成傳感器13包括相互正交且相鄰的三塊平行板電容器電路板所組成的工頻電場傳感器130；以及相互正交及相鄰的三塊磁感應線圈電路板所組成的工頻磁場傳感器131。
具體地，在本發明中，將工頻電場傳感器和工頻磁場傳感器集成為一個工頻電磁場傳感器（長方體集成傳感器），考慮到手持便攜的要求，將該傳感器設計為長方體型，如圖5所示，陰影所示的三個相互正交的平面組成了工頻電場傳感器130，另外三個相互平面組成工頻磁場傳感器。每個平面均代表一個電路板。組成工頻電場傳感器的三塊電路板均為平行板電容器，組成工頻磁場電容器的三塊電路板均為磁感應線圈。
由於工頻電磁場傳感器的尺寸較小，相對工頻電磁場信號的波長可以忽略不計，故在工頻電磁場環境中，這種長方體結構的傳感器可以認為是各向同性的。
在所述長方體集成傳感器13內部設置有相互平行的模擬板135、主控板132以及電源板133，所述模擬板135、主控板132以及電源板133之間以及他們與長方體集成傳感器13中電路板130/131之間通過支撐柱134進行固定；這種設計可以有效減小監測儀的尺寸。
具體地，模擬板135包含濾波器、運算放大電路、A/D採樣電路；主控板132包含數據處理及主控單元；電源板133包含供電電路，用於將供電電池15的電壓進行轉換，為其他電路或單元進行供電。
所述工頻電磁場顯示區11進一步設置有多個電場強度指示燈110以及多個磁場強度指示燈111，通過指示燈點亮的數量來顯示工頻電磁場強度。具體地，監測儀主機1中的數據處理單元可以根據預設標準限值計算出所測工頻電磁場強度佔標準限值的比例，並通過監測儀屏幕的指示燈直觀顯示出來，如圖3所示，工頻電場和工頻磁場各有五個指示燈，分別代表工頻電磁場強度的五個等級。也就是說，所測工頻電磁場強度越大就有越多個指示燈亮起。五個等級的劃分可以根據限值大小以及測量需求設定。監測儀主機1進一步設置有報警裝置（未示出），用於在監測到的工頻電場或/及工頻磁場超出限定值時進行報警處理。例如，當五個指示燈全亮時，表示所測工頻電磁場強度已達到甚至超過限值，此時，監測儀主機中的報警裝置就會發出報警聲。
監測儀主機1內置的藍牙晶片14會將數據處理後得到電磁場強值傳輸給特定的移動智能終端（如智慧型手機），通過智慧型手機端APP將電磁場強值顯示出來。如圖7和圖8所示，分別示出了出工頻電磁場測量值以及其變化趨勢。
在本發明中，由於監測儀主機尺寸足夠小，電力作業人員日常工作時可放入工裝口袋隨身攜帶，實時監測工作環境的工頻電磁場，監測儀主機屏幕通過指示燈的數量顯示工頻電磁場強度，這種結果顯示方法可以非常直觀地反應工作環境的工頻電磁場，當作業人員需要確切的測量值時，監測儀可以通過藍牙，將測值傳輸給手機端APP，方便作業人員觀看。當所處環境電磁場強度較大甚至超限值時，監測儀會發出報警聲，便於工作人員及時採取防護措施。當需要進入未知環境時，可將監測儀安裝在延長杆上，將延長杆伸長，測試人員手持延長杆末端進行測量，即可測得未知環境的工頻電磁場強度，判斷進入該環境是否安全。
實施本發明，具有如下的有益效果：
首先，在本發明中，手持監測儀同時配備伸縮型延長杆，便於作業人員日常攜帶，並進行實時監測，在進入未知環境之前，可以用延長杆將監測儀深入未知環境進行監測，以確認環境是否安全；
其次，將工頻電場傳感器和工頻磁場傳感器設計成小尺寸長方體型傳感器，可以同時實現工頻電場與工頻磁場的測量，保證傳感器各向同性的性能的同時，使手持監測儀的尺寸非常小，便於攜帶；
另外，將濾波器、運算放大電路、A/D採樣電路、數據處理及主控單元、供電電路等電路設置於在由工頻電磁場傳感器的六塊電路板圍成的長方體內部，可以節省監測儀內部空間，可有效減小監測儀的尺寸；
而且，通過藍牙晶片將數據處理後得到電磁場強值傳輸給移動智能終端，通過移動智能終端上的APP將電磁場強值顯示出來，實現了測量值的共享；
另外，通過在監測儀主機上設置多個等級表徵工頻電磁場強度，並通過監測儀屏幕的指示燈顯示出來，使得測量結果更加直觀，當所測工頻電磁場強度達到甚至超過限值時，監測儀發出報警聲，可以及時反映所測環境工頻電磁場輻射情況，有利於及時採取防護措施。
以上所揭露的僅為本發明一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。