一种光敏阵列探针板的制作方法

1.本实用新型属于传感器技术领域，尤其涉及一种光敏阵列探针板。


背景技术：

2.在某些狭窄空间需要探测光源强弱、光源面积大小、光源物理位置等应用场景中，普通摄像头或红外摄像头不便于安装进行全局观测时，比如在电力变压器保护装置中，变压器铁心和线圈绕组的内表面间隙，该间隙空间不大且是长条状空间，摄像头不便于安装进行观测。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种光敏阵列探针板，从而克服了现有在电力变压器保护装置中，变压器铁心和线圈绕组的内表面间隙空间观测不便的缺点。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了一种光敏阵列探针板，包括：
5.探针板；
6.电路板，其设置在所述探针板的上方；
7.光敏模块，多个所述光敏模块以阵列的形式组合形成光敏阵列，所述光敏阵列设置在所述电路板的顶部；
8.信号处理模块，其设置在所述电路板的顶部，所述信号处理模块与所有的光敏模块电连接，用于对所述光敏模块检测的感光状态进行处理和信号传输；以及
9.中央处理模块，其设置在所述电路板的顶部，所述中央处理模块通与信号处理模块电连接，用于对所述信号处理模块传输的数据进行处理及信号传输。
10.进一步的，所述光敏阵列采用单阵列、双阵列、三阵列或四阵列。
11.进一步的，所述光敏模块采用光敏电阻或光敏传感器。
12.进一步的，所述光敏模块采用光敏电阻，每个所述光敏电阻均串联一个标准电阻进行分压。
13.进一步的，所述信号处理模块采用单片机。
14.进一步的，所述中央处理模块采用单片机。
15.进一步的，所述探针板的底部设置在变压器铁心和线圈绕组间的长条形间隙之间。
16.进一步的，所述电路板采用多层电路板，所述多层电路板的底层不布置线路，且所述多层电路板的底层全部绝缘。
17.与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
18.本实用新型所提供的光敏阵列探针板，通过探针板、电路板、信号处理模块、中央处理模块以及光敏模块制作成的条状的光敏阵列探针板，条状的光敏阵列探针板能安装于变压器铁心和线圈绕组间的长条形间隙，对变压器线圈绕组内表面进行监测，从而解决了现有在电力变压器保护装置中，变压器铁心和线圈绕组的内表面间隙空间观测不便的缺
点。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型实施例的光敏阵列探针板的结构示意图；
21.图2是本实用新型实施例的光敏阵列探针板的电路结构示意图；
22.其中：1、探针板；2、多层电路板；3、信号处理模块；4、中央处理模块；5、光敏模块；6、rs485总线接口。
具体实施方式
23.下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实施新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
25.在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.图1示出了本实用新型所提供的光敏阵列探针板的结构示意图，光敏阵列探针板包括：探针板1、电路板、信号处理模块3、中央处理模块4以及光敏模块5。
27.探针板1由高强度钢板加工而成，探针板1作为基板，基板用于支撑固定电路板。
28.电路板设置在探针板1的上方，电路板用于对光敏模块5、信号处理模块3、中央处理模块4以及相应的电气连接提供安装位置；具体的，图1实施例中，电路板采用多层电路板2，多层电路板2设置在探针板1基板上，多层电路板2的底层不布置线路，且底层全部绝缘，多层电路板2的底层通过螺钉或者胶水粘贴与探针板1基板连接；多层电路板2用于为安装信号处理模块3、光敏模块5及与控制系统提供电气连接。
29.多个光敏模块5设置在多层电路板2的顶层，且所有光敏模块5均通过多层电路板2与信号处理模块3电连接。其中，光敏模块5采用光敏电阻或光敏传感器等。
30.信号处理模块3设置在多层电路板2的顶层，且信号处理模块3分别与多层电路板2
的光敏模块5和中央处理模块4电连接，信号处理模块3用于对光敏模块5检测的感光状态进行处理以及通过can总线与中央处理模块4通信。
31.中央处理模块4设置在多层电路板2的顶层，且中央处理模块4与信号处理模块3通过can总线连接，且中央处理模块4与控制系统通过rs485总线进行连接；
32.其中一个实施例，探针板1为扁平的长方体结构；探针板1和多层电路板2的大小一致。探针板1的长度根据变压器铁心高度设定，例如：探针板1的长度与变压器铁心高度一致、探针板1的长度是变压器铁心高度的2/3。
33.光敏模块5以阵列的方式设置在多层电路板2的上。阵列包括：单阵列、双阵列、三阵列或四阵列等。
34.采用多个信号处理模块3时，将多个信号处理模块3设置在光敏模块5中间，形成一列排布。
35.图1示出了光敏阵列探针板1最优的一个实施例，探针板1为扁平的长方体结构，探针板1和多层电路板2的大小一致，使得整个光敏阵列探针板1为条状，扁平的长方体结构使得整个光敏探针板1的整体结构小，方便安装；多层电路板2的底层通过螺钉或者胶水粘贴的形式固定在探针板1基板的上方，信号处理模块3固定在多层电路板2的顶层，中央处理模块4固定在多层电路板2的顶层，光敏模块5以阵列的形式形成光敏矩阵固定在多层电路板2的顶层，为了美观及方便安装，信号处理模块3安装在光敏矩阵的间隙中，采用多个信号处理模块3则多个信号处理模块3形成一列设置在光敏矩阵的间隙中，信号处理模块3的数量根据光敏模块5的数量决定。
36.图2示出了光敏阵列探针板1的电路图最优的一个实施例，光敏模块5采用光敏电阻，每个光敏电阻均串联一个标准电阻进行分压，具体为光敏电阻的一端接地，光敏电阻的另一端与标准电阻的一端连接，标准电阻的另一端接电源，光敏电阻的另一端与信号处理模块3采用的单片机的a/d接口连接，信号处理模块3与中央处理模块4之间通信均采用can总线通信方式，即信号处理模块3采用的单片机采用的型号为stm32f042f6p6，stm32f042f6p6采用tssop20封装形式，占用体积小，便于安装在长条形的小面积多层电路板2顶层；stm32f042f6p6具有9个12位的adc采用通道，可以连接9个光敏模块5，因此，每9个光敏模块5与1个信号处理模块3连接，多个信号处理模块3与一个中央处理模块4连接即可实现整个光敏阵列探针板1的电气连接；stm32f042f6p6具有can总线接口，通过stm32f042f6p6与中央处理模块4进行can总线通信，can总线通信可挂接的通信单元没有限制，在本系统的通信速率较低的情况下完全满足数量要求。中央处理模块4采用高性能单片机stm32f103rbt6，中央处理模块4通过can总线通信方式连接到各个信号处理模块3，获取所有光敏模块5的感光状态，进行识别变压器的工作状态，且通过rs485总线与控制系统、后台等通信，其中，rs485总线接口6设置在探针板1顶部的一端。
37.光敏阵列探针板1使用时，将光敏阵列探针板1安装于变压器铁心和线圈绕组间的长条形间隙，光敏阵列探针板1的光敏模块5对变压器线圈绕组内表面进行监测，光敏阵列探针板1的工作原理为：光敏电阻与标准电阻进行串联分压得到取样电压，取样电压送到信号处理模块3进行a/d转换，由信号处理模块3实时监测各个光敏电阻的感光状态后传输至中央处理模块4，中央处理模块4根据光敏电阻的感光状态进行后续处理，例如，根据单个光敏器件的感光状态和附近相邻光敏器件的感光状态，判断分析出变压器线圈绕组是否发生
短路故障，并根据光敏器件的编号得出变压器线圈绕组中发生短路故障的位置以及是匝间短路还是层间短路还是相间短路等。最后单片机将识别结果传送给控制系统，由控制系统统一控制。从而能在变压器故障初期就发现故障，发出报警信号和动作信号将变压器从电力系统中隔离，确保电力系统安全可靠运行。
38.以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。