电容式无接触计量开关的制作方法

1.本实用新型涉及开关领域，具体是电容式无接触计量开关。


背景技术：

2.现有技术中，电源开关是单纯作为一种电路连接器件，安装在电源和电器设备之间的用电线路上，仅仅发挥接通和切断电路的作用，而电表都是以电力收费计量为目的，由专业人员进行接线并固定安装在特定位置。
3.通常，一个用电单元只配有一个电表，用于计量整个用电单元的用电量，并不方便家庭或企业内部对某一或几个电器设备的用电量进行自测自查。
4.此外现有开关的电接触点大多为物理接触点，需要手动接触操作，极易使开关的操作接触面上沾染细菌，在人群内造成交叉感染，从而给人们的身体健康造成隐患；用的时间久了，电接触点会不同程度的氧化和磨损，有电接触不良的隐患，极易造成电接触点处产生火花，引起火灾；由于接触不良，也会给用电设备带来损害。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供电容式无接触计量开关，它将电表与开关相结合，能对家用或企业内部单独的电器用电进行分区测量，以便控制电量的使用，同时避免传统物理接触的开关传播病菌，防止出现传统开关老旧后造成的安全问题。
6.本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
7.电容式无接触计量开关，包括壳体，所述壳体上设置电容式感应开关和显示屏，所述壳体内设有电压电流感应测量芯片、光电转换器、分频器、计数器，所述电压电流感应测量芯片与外部开关电连接，所述电压电流感应测量芯片与光电转换器电连接，所述光电转换器通过分频器与计数器连接，所述计数器与显示屏电连接。
8.进一步的，所述电容式感应开关包括信号发生器、辅助电路、工作电源，所述信号发生器与辅助电路电连接。
9.进一步的，所述信号发生器包括金属筒体、绝缘硬质材料层、金属片、金属薄膜，所述绝缘硬质材料层包覆在金属筒体外表面，所述金属薄膜包覆在绝缘硬质材料层外侧，所述金属片有两个且对称嵌设在绝缘硬质材料层内，两片所述金属片分别与辅助电路电连接。
10.进一步的，所述电压电流感应测量芯片包括可编程增益放大器、调制器、高速滤波器。
11.对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
12.本专利将电源开关和计量电表结合为一体，通过电压电流感应测量芯片对用电量进行监测，并将信号转换后显示在显示屏上，实现了对与开关相连的电器用电的分区测量，电源开关采用电容式感应开关，开关电器时无需用手接触开关，避免人群通过接触开关而交叉感染病菌；相较于传统的接触式开关，本专利没有物理电接触点，避免开关老化后出现
接触不良的现象，使得电路运行稳定，使用寿命长。
附图说明
13.附图1是本实用新型的结构示意图。
14.附图2是本实用新型的电容式感应开关的结构示意图。
15.附图3是本实用新型的信号发生器的正视结构示意图。
16.附图4是本实用新型的信号发生器的侧视结构示意图。
17.附图5是本实用新型的工作原理图。
18.附图中所示标号：
19.1、电容式感应开关；2、显示屏；3、电压电流感应测量芯片；4、光电转换器；5、分频器；6、计数器；11、信号发生器；12、辅助电路；13、工作电源；14、外围电路；15、金属筒体；16、空腔；17、绝缘硬质材料层；18、金属薄膜；19、导线；20、金属片。
具体实施方式
20.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
21.本实用新型所述是电容式无接触计量开关，
22.主体结构包括壳体，所述壳体上设置电容式感应开关1和显示屏2，所述电容式感应开关1包括信号发生器11、辅助电路12、工作电源13，所述信号发生器11通过电源线与辅助电路12电连接，辅助电路12内设开关电路，所述信号发生器11包括截面为矩形的金属筒体15、绝缘硬质材料层17、金属片20、金属薄膜18，金属筒体15内设置空腔16，所述绝缘硬质材料层17包覆在金属筒体15外表面，所述金属薄膜18包覆在绝缘硬质材料层17外侧，所述金属片20有两个且对称嵌设在绝缘硬质材料层17内，且与对应侧的金属筒体15的侧壁平行，两片所述金属片20分别通过导线19与辅助电路12电连接，所述壳体内设有电压电流感应测量芯片3、光电转换器4、分频器5、计数器6，所述电压电流感应测量芯片3包括可编程增益放大器、调制器、高速滤波器，所述电压电流感应测量芯片3与外部开关电连接，外部的火线和零线与外部开关相连，所述电压电流感应测量芯片3与光电转换器4电连接，所述光电转换器4通过分频器5与计数器6连接，所述计数器6与显示屏2电连接。
23.本专利的电容式无接触计量开关的工作原理是与电容式感应开关1相连的电器用电时，电流通过电压电流感应测量芯片3，电压电流感应测量芯片3通过可编程增益放大器、调制器和高速滤波器将电流产生感生电流和感生电压，感生电流和感生电压通过光电转换器4转换后通过计数器6在显示屏2上显示用电量，分频器5可以适应不同电压的用电，例如380伏和220伏电压的用电。电容式感应开关1的信号发生器11包括两片金属片20，两片金属片20嵌入绝缘硬质材料层17内，绝缘硬质材料层17作为两片金属片20的支撑构件，绝缘硬质材料层17安装贴附在金属筒体15外，两片金属片20相对称设置，两片金属片20分别通过引出的导线19与辅助电路12连接，由辅助电路12给两片金属片20加上直流安全电压，两片金属片20便构成一个电容，当手指在两片金属片20之间的空腔16中伸进又拿出，相当于电
容的介质发生瞬时变化，从而在电容回路中产生瞬时电流，并通过导线19传送给辅助电路12，辅助电路12接收到上述电容回路产生的瞬时电流信号后，以这个瞬时电流信号为触发信号，使辅助电路12中的开关电路的触点a、b由当前的接通或断开状态发生改变，与当前开关电路连接的外围电路，会认为产生这个瞬时电流信号的信号发生单元即当前电容式感应开关1有了一次人工操作，从而达到了传统开关完成一次电路接通再断开的过程或其他改变。
24.本专利将电源开关和计量电表结合为一体，通过电压电流感应测量芯片3对用电量进行监测，并将信号转换后显示在显示屏2上，实现了对与开关相连的电器用电的分区测量，电源开关采用电容式感应开关1，开关电器时无需用手接触开关，避免人群通过接触开关而交叉感染病菌；相较于传统的接触式开关，本专利没有物理电接触点，避免开关老化后出现接触不良的现象，使得电路运行稳定，使用寿命长。


技术特征：
1.电容式无接触计量开关，包括壳体，所述壳体上设置电容式感应开关(1)和显示屏(2)，其特征在于：所述壳体内设有电压电流感应测量芯片(3)、光电转换器(4)、分频器(5)、计数器(6)，所述电压电流感应测量芯片(3)与外部开关电连接，所述电压电流感应测量芯片(3)与光电转换器(4)电连接，所述光电转换器(4)通过分频器(5)与计数器(6)连接，所述计数器(6)与显示屏(2)电连接。2.根据权利要求1所述电容式无接触计量开关，其特征在于：所述电容式感应开关(1)包括信号发生器(11)、辅助电路(12)、工作电源(13)，所述信号发生器(11)与辅助电路(12)电连接。3.根据权利要求2所述电容式无接触计量开关，其特征在于：所述信号发生器(11)包括金属筒体(15)、绝缘硬质材料层(17)、金属片(20)、金属薄膜(18)，所述绝缘硬质材料层(17)包覆在金属筒体(15)外表面，所述金属薄膜(18)包覆在绝缘硬质材料层(17)外侧，所述金属片(20)有两个且对称嵌设在绝缘硬质材料层(17)内，两片所述金属片(20)分别与辅助电路(12)电连接。4.根据权利要求1所述电容式无接触计量开关，其特征在于：所述电压电流感应测量芯片(3)包括可编程增益放大器、调制器、高速滤波器。

技术总结
本实用新型公开了电容式无接触计量开关，主要涉及开关领域。包括壳体，所述壳体上设置电容式感应开关和显示屏，所述壳体内设有电压电流感应测量芯片、光电转换器、分频器、计数器，所述电压电流感应测量芯片与外部开关电连接，所述电压电流感应测量芯片与光电转换器电连接，所述光电转换器通过分频器与计数器连接，所述计数器与显示屏电连接。本实用新型的有益效果在于：将电表与开关相结合，能对家用或企业内部单独的电器用电进行分区测量，以便控制电量的使用，同时避免传统物理接触的开关传播病菌，防止出现传统开关老旧后造成的安全问题。问题。问题。


技术研发人员：肖媛媛 郝萍萍
受保护的技术使用者：山东华宇工学院
技术研发日：2021.04.12
技术公布日：2021/10/29