網絡探針漏電智能檢測電路的製作方法

2023-06-25 01:21:01 1

專利名稱：網絡探針漏電智能檢測電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及信號測試技術領域中一種漏電檢測電路，特別是涉及一種網絡探 針漏電智能檢測電路。
背景技術：
爆轟試驗中需要將爆轟波到達的不同時刻通過探針短路形成序列電脈衝信號，送 到時間間隔測量儀和示波器進行記時和數據採集。由於爆轟測試時加在探針上的電壓有 幾百伏，容易造成測試電路漏電，從而在爆轟實驗時丟失脈衝信號，使爆轟實驗測試數據丟 失。以前使用萬用表手工測試每路網絡探針是否漏電，手工檢測幾十個甚至上百個爆轟測 試點的網絡探針漏電情況非常繁瑣，工作量大。目前中國專利文獻專利號200520118736. 5，公開專利名稱為《漏電檢測電路》，採 用光耦和可控矽檢測電源插頭/插座電源輸出線中的火線或零線是否存在漏電現象。專利 號200920182584. 3公開專利名稱《漏電檢測電路系統》，採用單片機、整流電路和繼電器矩 陣驅動電路對多路三相電實現漏電流檢測並進行斷路保護。它們都是檢測電源線或電源插 頭/插座漏電情況，不適用於爆轟測試點的網絡探針漏電檢測。

實用新型內容本實用新型的目的是解決現有技術中手工檢測爆轟測試點網絡探針漏電情況的 複雜度和工作量大的問題。提出一種網絡探針漏電智能檢測電路，用於智能檢測爆轟試驗 中多路網絡探針在加載幾百伏電壓的情況下是否有漏電的情況，克服了手工檢測非常繁瑣 的缺陷，大大節約了工作量。為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種網絡探針漏電智能檢測電路，包括人機互動控制模塊、繼電器矩陣電路模塊、 網絡探針電路模塊、漏電檢測電路模塊、CPLD控制電路模塊，其中人機互動控制模塊，用 於下發設置通道開關命令，顯示通道漏電狀態；CPLD控制電路模塊，包括通道選擇控制模 塊、漏電電流顯示模塊，通道選擇控制模塊用於接收人機互動控制模塊的通道選擇控制命 令，並控制繼電器矩陣電路模塊，漏電電流顯示模塊接收漏電檢測電路模塊的輸出信號；繼 電器矩陣電路模塊，用於接收通道選擇控制模塊通道選擇信號並控制網絡探針電路模塊和 漏電檢測電路模塊；網絡探針電路模塊，由於給檢測電路提供漏電檢測信號；漏電檢測電 路模塊，用於檢測網絡探針是否有漏電現象；其中人機互動控制模塊、通道選擇控制模塊、 繼電器矩陣電路模塊、漏電檢測電路模塊、漏電顯示控制模塊、人機互動控制模塊順序電連 接，繼電器矩陣電路模塊與網絡探針電路模塊電連接，網絡探針電路模塊與漏電檢測電路 模塊電連接。所述網絡探針漏電智能檢測電路還包括顯示漏電電流的電流微安表，電流微安表 與漏電檢測電路模塊電連接。所述繼電器矩陣電路模塊包括多路繼電器控制電路。[0009]所述多路網絡探針電路與多路繼電器控制電路相對應。所述繼電器控制電路包括光電耦合器Ul、繼電器Jl，光電耦合器Ul的管腳Ul 1與 通道控制模塊電連接，光電耦合器Ul第二管腳U12、第三管腳U13共地，光電耦合器Ul的第 五管腳U15與繼電器Jl第三管腳J13連接，繼電器Jl第二管腳J12與網絡探針電路模塊 的第一電阻Rl相連接，繼電器Jl第八管腳J18與漏電檢測電路模塊的第三限流電阻R3連 接，繼電器Jl第四管腳J14與漏電檢測電路模塊的第五分壓電阻R5、第六分壓電阻R6連接 處連接。所述網絡探針電路包括第一電阻Rl、電容Cl、第二電阻R2和探針T1，第一電阻Rl 與繼電器Jl第二管腳J12相連接，第一電阻Rl分別與電容Cl、探針Tl的金屬探針層Ta連 接，電容Cl另一端與第二電阻R2連接，第二電阻R2另一端與探針的銀鍍膜層Tb同時接地。所述漏電檢測電路模塊包括第三限流電阻R3、射極跟隨器、光電耦合器U2，第三 限流電阻R3與繼電器Jl第八管腳J18相連，第三限流電阻R3另一端與電流微安表A相 連，電流微安表A另一端與射極跟隨器相連接，射極跟隨器另一端與光電耦合器U2第一管 腳U21相連，光電耦合器U2第四管腳U24與漏電顯示電路模塊電連接。所述射極跟隨器包括第四限流電阻R4、第五分壓電阻R5、第六分壓電阻R6、第七 限流電阻R7、第一三極體Q1、第二三極體Q2，第四限流電阻R4與電流微安表A連接，第四限 流電阻R4另一端分別與第五分壓電阻R5、第一三極體Ql基極相連，第五分壓電阻R5另一 端與第六分壓電阻R6相連接，第六分壓電阻R6另一端分別與第二三極體Q2發射級、第七 限流電阻R7連接，第一三極體Ql發射級與第二三極體Q2基極相連接，第七限流電阻R7另 一端與光電耦合器U2的第一管腳U21連接，光電耦合器U2的第四管腳UM與漏電顯示控 制模塊電連接。所述探針Tl是銀鍍膜同軸探針、彈簧光杆探針、螺紋光杆探針、薄膜探針或銀蓋 探針的一種。從上述本實用新型的結構特徵可以看出，其優點是本實用新型有效降低了手工 檢測多路網絡探針漏電耗費的時間和工作量，智能檢測電路工作可靠，具有很強的實用性。

本實用新型將通過附圖比較以及結合實例的方式說明圖1本實用新型中銀鍍膜同軸探針結構示意圖；圖2本實用新型的系統原理框圖；圖3網絡探針漏電智能檢測電路的結構框圖；圖4本實用新型的單路網絡探針漏電智能檢測電路原理圖；附圖標記1-1為金屬探針 1-2為銀鍍膜 1-3為絕緣層1-4為金屬管 1-4為IC脈衝形成電路
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本 實用新型，並不用於限定本實用新型。[0024]原理分析漏電檢測電路設計由CPLD電路控制模塊控制按網絡的排列順序依次 給多路網絡電路加探針電壓，依次檢測各路探針銀鍍膜與金屬探針通過絕緣層後是否導通 後，若探針絕緣層損壞或絕緣層耐壓值不夠，探針就會短路漏電，則需要重新更換探針。探 針結構如圖1所示。總體設計系統的原理框圖如圖2所示，主要包括人機互動控制模塊(顯示器)、 CPLD控制電路模塊、繼電器矩陣電路模塊、網絡探針電路模塊、漏電檢測電路模塊。為了 使整個網絡探針漏電檢測電路實現工作高效性、智能化，CPLD控制電路模塊主要是利用可 編程邏輯器件(CPLD)作為系統智能控制核心器件，設計通道選擇控制模塊和漏電電流顯 示模塊，其中人機互動控制模塊與通道選擇控制模塊電連接。通道選擇控制模塊與繼電 器(一個繼電器控制兩個開關電路)矩陣電路模塊電相連、繼電器矩陣電路模塊分別於網 絡探針電路模塊和漏電檢測電路模塊輸入端電連接，漏電檢測電路模塊與漏電電流顯示錶 (微安表)電相連。首先通過人機互動控制模塊下發控制需要檢測的通道號控制命令，通道選通控制 電路模塊接收人機互動控制模塊的命令，並控制繼電器矩陣電路模塊，使網絡探針電路模 塊與相應控制的漏電檢測電路模塊接通進行電路測試，漏電檢測電路模塊的輸出信號去控 制漏電電路顯示控制電路模塊，漏電電路顯示控制電路模塊最終輸出信號並在顯示器顯示 通道漏電狀態。如圖3所示，其中人機互動控制模塊通過通道選擇控制模塊設置通道開關， 順序控制繼電器控制電路1，繼電器控制電路2直至繼電器控制電路N (N表示爆轟實驗測試 點的數量)，使網絡探針電路1，網絡探針電路2直至網絡探針電路N分別通過繼電器矩陣 電路模塊與漏電檢測電路模塊接通，檢測各路網絡是否有漏電電流並通過圖3中的電流微 安表顯示漏電電流，同時有漏電的探針電路反饋高電平給漏電顯示控制模塊，漏電顯示控 制模塊把某路漏電的結果顯示在顯示器上。設計過程以圖4單路網絡探針漏電智能檢測電路原理圖為例，說明具體單路電 路設計過程1.繼電器矩陣電路模塊繼電器矩陣電路模塊包括多路繼電器控制模塊，繼電器控制電路包括光電耦合器 Ul、繼電器Jl，光電耦合器Ul的管腳Ul 1與通道控制模塊電連接，光電耦合器Ul第二管腳 U12、第三管腳U13共地，光電耦合器Ul的第五管腳U15與繼電器Jl第三管腳J13連接，繼 電器Jl第二管腳J12與網絡探針電路模塊的第一電阻Rl相連接，繼電器Jl第八管腳J18 與漏電檢測電路模塊的第三限流電阻R3連接，繼電器Jl第四管腳J14與漏電檢測電路模 塊的第五分壓電阻R5、第六分壓電阻R6連接處連接。光電耦合器Ul (Ul 輸入端為發光二 級管，輸出端為基極接收三級管，輸入端和輸出端隔離電壓大於500V。其中第一管腳Ul 1為 發光二級管輸入端，第二管腳U12為發光二級管輸出端，第六管腳U16為三級管基極，第五 管腳U15為三級管集電極，第四管腳U14為三級管發射極。當輸入有電流發光二級管發光 三極體導通。在這裡的用途是把CPLD低電壓控制電路的地和網絡負高壓的地隔離，避免控 制電路受後端高壓電路的幹擾)。2.網絡探針電路模塊網絡探針電路模塊包括與繼電器控制電路相對應的網絡探針電路，網絡探針電路 包括第一電阻R1、電容Cl、第二電阻R2和耐電壓幾百伏的銀鍍膜同軸探針Tl (Ta為金屬探針，Tb為銀鍍膜)，第一電阻Rl與繼電器Jl第二管腳J12相連接，第一電阻Rl分別與電容 Cl、探針Tl的金屬探針層Ta連接，電容Cl另一端與第二電阻R2連接，第二電阻R2另一端、 探針的銀鍍膜層Tb同時接地。若一個繼電器可以選擇控制M路開關，N路網絡探針電路則對應的繼電器控制電 路就有N/M路。探針類型包括銀鍍膜同軸探針、彈簧光杆探針、螺紋光杆探針、薄膜探針或銀蓋探 針等。3.漏電檢測電路模塊漏電檢測電路模塊包括第三限流電阻R3、射極跟隨器、光電耦合器U2，第三限流 電阻R3與繼電器Jl第八管腳J18相連，第三限流電阻R3另一端與電流微安表A相連，電流 微安表A另一端與射極跟隨器相連接，射極跟隨器另一端與光電耦合器U2(型號同Ul)第 一管腳U21相連，光電耦合器U2第四管腳U24與漏電顯示電路模塊電連接。射極跟隨器包 括第四限流電阻R4、第五分壓電阻R5、第六分壓電阻R6、第七限流電阻R7、第一三極體Q1、 第二三極體Q2，第四限流電阻R4與電流微安表A連接，第四限流電阻R4另一端分別與第 五分壓電阻R5、第一三極體Ql基極相連，第五分壓電阻R5另一端與第六分壓電阻R6相連 接，第六分壓電阻R6另一端分別與第二三極體Q2發射級、第七限流電阻R7連接，第一三極 管Ql發射級與第二三極體Q2基極相連接，第七限流電阻R7另一端與光電耦合器U2的管 腳1連接，光電耦合器U2的管腳4與漏電顯示控制模塊電連接。總之，在漏電檢測之前負高壓V2經過繼電器Jl第二、四管腳J12、J14與第一電阻 Rl連接，第一電阻Rl另一端分別與探針Tl、電容Cl連接，Cl另一端與第二電阻R2連接， 探針Tl和第二電阻R2另一端共同連接負高壓地G2。當探針Tl漏電時a點電壓為零，負高 壓加在第一電阻Rl上，探針Tl不漏電時負高壓通過第一電阻Rl給電容Cl充電，a點電壓 為負高壓V2，負高壓範圍(-20V -400V)。漏電檢測時人機互動控制模塊通過發送通道選通信號命令，通道選通控制電路模 塊接收通道選通信號命令，輸出控制信號給光電耦合器Ul的管腳1輸入高電平，光電耦合 器Ul第5管腳U15輸出低電平，繼電器Jl吸合管腳J12和管腳J18相連，當探針Tl漏電 時a點電壓高於c點電壓，從而b點電壓高於c點電壓，而d點電壓高於c點電壓，這樣第 一三極體Q1、第二三極體Q2導通，電流微安表A有漏電流顯示，並且光電耦合器U2導通第 4腳U M輸出高電平信號Vout給漏電電路顯示控制電路模塊，將漏電的結果顯示在顯示器 上。當探針Tl不漏電時a點電壓與c點電壓相等，三極體Ql、Q2截止，電流微安表A無漏 電流顯示。其中，Vl 繼電器電源電壓；V2 網絡探針電路的負高壓；V3 第一三極體Q1、第 二三極體Q2的電源電壓MV，其值為V2+12V ；V4為光電耦合器U2的電源電壓。本說明書中公開的所有特徵，除了互相排斥的特徵以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特徵，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特徵加以替換。即，除非特別敘述，每個特徵只 是一系列等效或類似特徵中的一個例子而已。
權利要求1.一種網絡探針漏電智能檢測電路，其特徵在於包括人機互動控制模塊、繼電器矩陣 電路模塊、網絡探針電路模塊、漏電檢測電路模塊、CPLD控制電路模塊，其中人機互動控制模塊，用於下發設置通道開關命令，顯示通道漏電狀態；CPLD控制電路 模塊，包括通道選擇控制模塊、漏電電流顯示模塊，通道選擇控制模塊用於接收人機互動控 制模塊的通道選擇控制命令，並控制繼電器矩陣電路模塊，漏電電流顯示模塊接收漏電檢 測電路模塊的輸出信號；繼電器矩陣電路模塊，用於接收通道選擇控制模塊通道選擇信號 並控制網絡探針電路模塊和漏電檢測電路模塊；網絡探針電路模塊，用於給檢測電路提供漏電檢測信號；漏電檢測電路模塊，用於檢測網絡探針是否有漏電現象；其中人機互動控制模塊、通道選擇控制模塊、繼電器矩陣電路模塊、漏電檢測電路模 塊、漏電顯示控制模塊、人機互動控制模塊順序電連接，繼電器矩陣電路模塊與網絡探針電 路模塊電連接，網絡探針電路模塊與漏電檢測電路模塊電連接。
2.根據權利要求1所述的一種網絡探針漏電智能檢測電路，其特徵在於所述網絡探針 漏電智能檢測電路還包括顯示漏電電流的電流微安表，電流微安表與漏電檢測電路模塊電 連接。
3.根據權利要求1所述的一種網絡探針漏電智能檢測電路，其特徵在於所述繼電器矩 陣電路模塊包括多路繼電器控制電路。
4.根據權利要求1所述的一種網絡探針漏電智能檢測電路，其特徵在於所述多路網絡 探針電路與多路繼電器控制電路一一對應連接。
5.根據權利要求3所述的一種網絡探針漏電智能檢測電路，其特徵在於所述繼電器控 制電路包括光電耦合器(Ul)、繼電器(Jl)，光電耦合器(Ul)的管腳(Ull)與通道控制模塊 電連接，光電耦合器(Ul)第二管腳(U12)、第三管腳(UU)共地，光電耦合器(Ul)的第五 管腳(U15)與繼電器(Jl)第三管腳(J13)連接，繼電器(Jl)第二管腳(J12)與網絡探針 電路模塊的第一電阻(Rl)相連接，繼電器(Jl)第八管腳(J18)與漏電檢測電路模塊的第 三限流電阻(R3)連接，繼電器(Jl)第四管腳(J14)與漏電檢測電路模塊的第五分壓電阻 (R5)、第六分壓電阻(R6)連接處連接。
6.根據權利要求4所述的一種網絡探針漏電智能檢測電路，其特徵在於所述網絡探 針電路包括第一電阻(R1)、電容(Cl)、第二電阻(R2)和探針(Tl)，第一電阻(Rl)與繼電 器(Jl)第二管腳(J12)相連接，第一電阻(Rl)分別與電容(Cl)、探針(Tl)的金屬探針層 (Ta)連接，電容(Cl)另一端與第二電阻(R2)連接，第二電阻(R2)另一端與探針的銀鍍膜 層(Tb)同時接地。
7.根據權利要求1所述的一種網絡探針漏電智能檢測電路，其特徵在於所述漏電檢測 電路模塊包括第三限流電阻(R3)、射極跟隨器、光電耦合器(U2)，第三限流電阻(舊)與繼 電器(Jl)第八管腳(J18)相連，第三限流電阻(R3)另一端與電流微安表㈧相連，電流 微安表(A)另一端與射極跟隨器相連接，射極跟隨器另一端與光電耦合器(似)第一管腳 (U21)相連，光電耦合器(U2)第四管腳(U24)與漏電顯示電路模塊電連接。
8.根據權利要求1所述的一種網絡探針漏電智能檢測電路，其特徵在於所述射極跟隨 器包括第四限流電阻(R4)、第五分壓電阻(R5)、第六分壓電阻(R6)、第七限流電阻(R7)、第 一三極體(Ql)、第二三極體(Q2)，第四限流電阻(R4)與電流微安表㈧連接，第四限流電阻(R4)另一端分別與第五分壓電阻(R5)、第一三極體Oil)基極相連，第五分壓電阻(R5) 另一端與第六分壓電阻(R6)相連接，第六分壓電阻(R6)另一端分別與第二三極體0^2)發 射級、第七限流電阻(R7)連接，第一三極體Oil)發射級與第二三極體基極相連接，第 七限流電阻(R7)另一端與光電耦合器(U2)的第一管腳(U21)連接，光電耦合器(U2)的第 四管腳(U24)與漏電顯示控制模塊電連接。
9.根據權利要求1所述的一種網絡探針漏電智能檢測電路，其特徵在於所述探針(Tl) 是銀鍍膜同軸探針、彈簧光杆探針、螺紋光杆探針、薄膜探針或銀蓋探針的一種。
專利摘要本實用新型涉及信號測試技術領域中一種漏電檢測電路，特別是涉及一種網絡探針漏電智能檢測電路。解決現有技術中手工檢測爆轟測試點網絡探針漏電情況的複雜度和工作量大的問題。提出一種網絡探針漏電智能檢測電路，用於智能檢測爆轟試驗中多路網絡探針在加載幾百伏電壓的情況下是否有漏電的情況，克服了手工檢測非常繁瑣的缺陷，大大節約了工作量。技術方案包括人機互動控制模塊、繼電器矩陣電路模塊、網絡探針電路模塊、漏電檢測電路模塊、CPLD控制電路模塊，CPLD控制電路模塊，包括通道選擇控制模塊、漏電電流顯示模塊。本實用新型主要應用於探針漏電檢測場合。
文檔編號G01R31/02GK201897625SQ20102063570
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者丁明軍, 於治國, 代剛, 任青毅, 馮宗明, 馮莉, 葉超, 吳紅光, 張振濤, 曹寧翔, 曹科峰, 李亞維, 李巨, 李晏敏, 李璽欽, 梁川, 王衛, 王浩, 謝敏, 賈興, 趙娟, 鄧明海, 鄧維軍, 馬軍, 馬勳, 馬成剛, 高平, 黃斌, 黃雷, 龍燕 申請人:中國工程物理研究院流體物理研究所