一种带插座线序检测的空开寻线仪及检测方法与流程

1.本发明公开一种寻线仪，特别是一种带插座线序检测的空开寻线仪及检测方法。


背景技术：

2.在日常生活中，应用最普遍的电气线路检测包括：插座的火线、零线、地线、接线及每个空气开关(简称“空开”)对应控制的插座负载设备等。在现有技术条件下，电工对于插座的接线顺序对错检测主要是通过手工拆开插座进行检测，空气开关控制的用电器检测主要是通过断掉开关来排除不通的负载。上述电气线路检测技术由于自身原理所限，均存在检测效率低以及检测准确性差的问题。为此，本领域亟待研制一种能够同时进行插座的接线顺序检查、空开控制的对应设备的性能检测的装置，以解决现有电气线路检测技术检测效率低、以及检测准确性差的问题。


技术实现要素：

3.针对上述提到的现有技术中的插座的接线顺序检查以及空开控制的对应设备的性能检测操作复杂的缺点，本发明提供一种带插座线序检测的空开寻线仪，其包括寻线检测部分和线序检测部分，既可以高效的进行电气线路寻线检测，还可以对接线线序进行检测。
4.本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种带插座线序检测的空开寻线仪，寻线仪包括相互配合使用的发射器和接收器，发射器包括安规保护模块、电源插座线序检测模块和信号发生振荡模块，电源插座线序检测模块和信号发生振荡模块分别与安规保护模块连接，接收器包括lc探头接收选频模块、二级运放放大模块、检波模块、单片机信号处理模块、音频驱动模块和电源模块，lc探头接收选频模块连接在二级运放放大模块的信号输入端上，二级运放放大模块的信号输出端与检波模块的输入端连接，检波模块的输出端与信号处理模块的数据端连接，音频驱动模块与信号处理模块连接，电源模块用于供电。
5.本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
6.所述的安规保护模块包括接插头j2、电容c14、电感l3、电容c15和电容c17，接插头j2为三相接插头，电容c14跨接在接插头j2的火线接口和零线接口之间，电感l3串接在零线接口和火线接口上，电容c15连接在火线端l和接地端e之间，电容c17连接在领先段n和接地端e之间。
7.所述的电源插座线序检测模块包括电阻r20、电阻r21、电阻r22、发光二极管led2、发光二极管led3和发光二极管led4，电阻r20和发光二极管led4串联连接在火线端l和零线端n之间，电阻r21和发光二极管led3串联连接在零线端n和接地端e之间，电阻r22和发光二极管led2串联连接在火线端l和接地端e之间，火线端l和零线端n之间还连接有二极管d5，二极管d5与发光二极管led4同向串联连接，火线端l和接地端e之间还连接有二极管d6，二极管d6与发光二极管led2同向串联连接，零线端n和接地端e之间还连接有二极管d4，二极管d4与发光二极管led3同向串联连接。
8.所述的信号发生振荡模块包括触发二极管q4、二极管d2、二极管d3、电容c16、电容c18、电阻r18和电阻r19，二极管d2正极与火线端l连接，二极管d2负极与电容c6一端连接，二极管d3正极与零线端n连接，二极管d3负极与电容c6另一端连接，触发二极管q4一端与零线端n连接，触发二极管q4另一端与电阻r19一端连接，电阻r19另一端与二极管d2的负极连接，电容c18与电阻r19并联连接，电阻r18与电容c16并联连接。
9.所述的lc探头接收选频模块包括电容c19和电感l2，电容c19和电感l2并联连接，电感l2是680uh，并联的电容c19是330nf，谐振频率为10.625khz，lc探头接收选频模块前端连接有分压电阻网络，分压电阻网络包括串联连接在正电源和地之间的电阻r31和电阻r32，电阻r31和电阻r32的公共端与lc探头接收选频模块连接，与电阻r32并联连接有电容c18，lc探头接收选频模块后端与二级运放放大模块连接。
10.所述的二级运放放大模块包括第一级放大模块和第二级放大模块，lc探头接收选频模块的输出端与第一级放大模块的输入端连接，第一级放大模块的输出端与第二级放大模块的输入端连接，第二级放大模块的输出端与检波模块的输入端连接，第一级放大模块包括运算放大器u5b、电容c20、电阻r34、电阻r33和电容c26，lc探头接收选频模块的输出端与运算放大器u5b的同向输入端连接，运算放大器u5b的反相输入端通过串联连接的电阻r33和电容c26接地，电容c20连接在运算放大器u5b的同向输入端和反相输入端之间，电阻r34连接在运算放大器u5b的反相输入端与输出端之间，第二级放大模块包括运算放大器u51、电容c21、电阻r36、电阻r35和电容c27，第一级放大模块的输出端与运算放大器u5a的同向输入端连接，运算放大器u5a的反相输入端通过串联连接的电阻r35和电容c27接地，电容c21连接在运算放大器u5a的同向输入端和反相输入端之间，电阻r36连接在运算放大器u5b的反相输入端与输出端之间。
11.所述的检波模块包括放大器u5d、二极管d4、电阻r39、电阻r40、电阻r41、电容c24和电容c25，二级运放放大模块输出端连接在放大器u5d的同相输入端上，二极管d4和电阻r41串联连接在放大器u5d的输出端上，放大器u5d的反相输入端与二极管d4和电阻r41的公共端之间连接有电阻r40，放大器u5d的反相输入端与地之间连接有电阻r39，二极管d4和电阻r41的公共端与地之间连接有电容c24，电阻r41另一端与地之间连接有电容c25，二级运放放大模块与检波模块之间连接有串联连接的电容c23和电阻r38，电容c23和电阻r38的公共端与地之间连接有电阻r37。
12.所述的检波模块还包括副检波模块，副检波模块包括放大器u5c、二极管d7、电阻r42、电阻r45、电阻r46、电容c29和电容c30，二级运放放大模块输出端连接在放大器u5c的同相输入端上，二极管d7和电阻r46串联连接在放大器u5c的输出端上，放大器u5c的反相输入端与二极管d7和电阻r47的公共端之间连接有电阻r42，放大器u5c的反相输入端与地之间连接有电阻r45，二极管d7和电阻r46的公共端与地之间连接有电容c29，电阻r46另一端与地之间连接有电容c30，二级运放放大模块与检波模块之间连接有串联连接的电容c28和电阻r44，电容c28和电阻r44的公共端与地之间连接有电阻r43。
13.所述的音频驱动模块包括运算放大器u1和功率放大器u2，信号处理模块的数据输出端与运算放大器u1的反相输入端连接，信号处理模块的数据输出端与运算放大器u1的反相输入端之间串联连接有电容c2、电阻r2和电阻r4，电阻r2和电阻r4的公共端与地之间连接电容c3，电阻r2和电阻r4的公共端与运算放大器u1的输出端之间连接有电阻r3，运算放
大器u1的反相输入端与运算放大器u1的输出端之间连接有电容c4，运算放大器u1的同相输入端与基准电源连接，运算放大器u1的输出端与功率放大器u2的输入端连接，功率放大器u2的输出端连接有扬声器p1，运算放大器u1的输出端与功率放大器u2的输入端之间串联连接有电容c5和电阻r5。
14.一种采用如上述的带插座线序检测的空开寻线仪的检测方法，该方法包括寻线检测和线序检测，其中
15.线序检测为将本发明的发射器接入插座，根据led灯的点亮情况判断线序是否正确，具体参看下表：
[0016] led2led3led4正确亮no亮缺火线nonono缺零线亮nono缺地线nono亮火零错接no亮亮火地错接亮亮no火地错接并地线未接通亮亮亮
[0017]
寻线检测为信号发生振荡模块产生振荡信号经安规保护模块输入到电线中，lc探头接收选频模块检测电线中的振荡信号，振荡信号经二级运放放大模块放大后输入给检波模块，经检波模块检波后输出给信号处理模块，信号处理模块对其进行判断，信号处理模块输出报警信号给音频驱动模块，经音频驱动模块驱动扬声器发声。
[0018]
本发明的有益效果是：本发明包括寻线检测部分和线序检测部分，既可以高效的进行电气线路寻线检测，还可以对接线线序进行检测。目前市面上单独的电源检测器很多，空开寻线仪几乎很少见到，本发明将其整合在仪器，可以快速准确的实现我们对强电线缆的安装施工，减少出错的可能及人工查找问题所在浪费的时间，极大地提高了安装效率，节约了成本。
[0019]
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
[0020]
图1为本发明发射器部分电路原理图。
[0021]
图2为本发明接收器部分电路原理图。
[0022]
图3为本发明报警信号放大部分电路原理图。
[0023]
图4为本发明音频驱动部分电路原理图。
[0024]
图5为本发明lc探头接收选频模块部分电路原理图。
[0025]
图6为本发明二级放大部分电路原理图。
[0026]
图7为本发明检波模块部分电路原理图。
[0027]
图8为本发明安规保护模块部分电路原理图。
[0028]
图9为本发明信号发生振荡模块部分电路原理图。
[0029]
图10为本发明电源插座线序检测模块部分电路原理图。
具体实施方式
[0030]
本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
[0031]
请结合参看附图1至附图10，本发明包括相互配合使用的发射器(即主机)和接收器(即手持副机)。其中，发射器包括220v安规保护模块、电源插座线序检测模块和信号发生振荡模块，电源插座线序检测模块和信号发生振荡模块分别与安规保护模块连接。
[0032]
接收器包括lc探头接收选频模块、二级运放放大模块、检波模块、单片机信号处理模块、音频驱动模块和电源端，lc探头接收选频模块连接在二级运放放大模块的信号输入端上，二级运放放大模块的信号输出端与检波模块的输入端连接，检波模块的输出端与信号处理模块的数据端连接，音频驱动模块与信号处理模块连接，电源模块用于供电。
[0033]
本实施例中，220v安规保护模块包括接插头j2、电容c14、电感l3、电容c15和电容c17，接插头j2为三相接插头(即分别包括火线接口、零线接口和地线接口)，电容c14跨接在火线接口和零线接口之间，电感l3串接在零线接口和火线接口上，电容c15连接在火线端l和接地端e之间，电容c17连接在领先段n和接地端e之间。电阻c14、电感l3、电容c15和电容c17组成的双π型滤波网络，主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。本实施例中，火线接口上串接有保险管f1，用于过流保护。
[0034]
本实施例中，电源插座线序检测模块包括电阻r20、电阻r21、电阻r22、发光二极管led2、发光二极管led3和发光二极管led4，电阻r20和发光二极管led4串联连接在火线端l和零线端n之间，电阻r21和发光二极管led3串联连接在零线端n和接地端e之间，电阻r22和发光二极管led2串联连接在火线端l和接地端e之间。本实施例中，火线端l和零线端n之间还连接有二极管d5，二极管d5与发光二极管led4同向串联连接，即二极管d5与发光二极管led4的导通方向向滚筒，火线端l和接地端e之间还连接有二极管d6，二极管d6与发光二极管led2同向串联连接，零线端n和接地端e之间还连接有二极管d4，二极管d4与发光二极管led3同向串联连接。本实施例中，就是利用3个1n4007二极管和3个led组成的，电阻r20、电阻r21和电阻r22选用68kω的电阻，为led的限流电阻。其进行电源插座线序检测时，检测结果可参看下表：
[0035] led2led3led4正确亮no亮缺火线nonono缺零线亮nono缺地线nono亮火零错接no亮亮火地错接亮亮no火地错接并地线未接通亮亮亮
[0036]
本实施例中，信号发生振荡模块包括触发二极管q4、二极管d2、二极管d3、电容c16、电容c18、电阻r18和电阻r19，二极管d2正极与火线端l连接，二极管d2负极与电容c6一端连接，二极管d3正极与零线端n连接，二极管d3负极与电容c6另一端连接，触发二极管q4一端与零线端n连接，触发二极管q4另一端与电阻r19一端连接，电阻r19另一端与二极管d2
的负极连接，电容c18与电阻r19并联连接，电阻r18与电容c16并联连接。220v交流电正半周时，电源经电阻r19和触发二极管q4给电容c16充电，从而在火线端l、零线端n回路形成高频振荡脉冲；交流电负半周时，电源经二极管d3、电阻r18、电容c18和触发二极管q4构成回路形成高频振荡脉冲，所以正负两个半周都可以产生高频触发脉冲信号，并通过接插头j2。
[0037]
本实施例中，lc探头接收选频模块包括电容c19和电感l2，电容c19和电感l2并联连接，作为lc探头使用，用于谐振信号接收，本实施例中，电感l2是680uh，并联的电容c19是330nf，谐振频率为10.625khz。lc探头接收选频模块前端(或者说是其一端)连接有分压电阻网络，分压电阻网络包括串联连接在正电源( 5v电源)和地之间的电阻r31和电阻r32，电阻r31和电阻r32的公共端与lc探头接收选频模块连接，与电阻r32并联连接有电容c18，lc探头接收选频模块后端(或者说是其另一端或输出端)与二级运放放大模块连接。
[0038]
本实施例中，二级运放放大模块包括第一级放大模块和第二级放大模块，lc探头接收选频模块的输出端与第一级放大模块的输入端连接，第一级放大模块的输出端与第二级放大模块的输入端连接，第二级放大模块的输出端与检波模块的输入端连接。本实施例中，第一级放大模块包括运算放大器u5b、电容c20、电阻r34、电阻r33和电容c26，lc探头接收选频模块的输出端与运算放大器u5b的同向输入端连接，运算放大器u5b的反相输入端通过串联连接的电阻r33和电容c26接地，电容c20连接在运算放大器u5b的同向输入端和反相输入端之间，电阻r34连接在运算放大器u5b的反相输入端与输出端之间。本实施例中，第二级放大模块包括运算放大器u51、电容c21、电阻r36、电阻r35和电容c27，第一级放大模块的输出端与运算放大器u5a的同向输入端连接，运算放大器u5a的反相输入端通过串联连接的电阻r35和电容c27接地，电容c21连接在运算放大器u5a的同向输入端和反相输入端之间，电阻r36连接在运算放大器u5b的反相输入端与输出端之间。
[0039]
本实施例中，电阻r34选用150kω电阻，电阻r33选用10kω电阻，所以本实施例中，第一级放大模块的放大倍数：
[0040]
au1＝1 (r32/r33)＝1 (150k/10k)＝16；
[0041]
本实施例中，电阻r36选用100kω电阻，电阻r35选用9.1kω电阻，所以本实施例中，第二级放大模块的放大倍数：
[0042]
au2＝1 (r30/r31)＝1 (100k/9.1k)＝12；
[0043]
二级运放放大模块总共的放大倍数为：au＝au1*au2＝16*12＝192。
[0044]
本实施例中，检波模块包括放大器u5d、二极管d4、电阻r39、电阻r40、电阻r41，电容c24和电容c25，二级运放放大模块输出端连接在放大器u5d的同相输入端上，二极管d4和电阻r41串联连接在放大器u5d的输出端上，放大器u5d的反相输入端与二极管d4和电阻r41的公共端之间连接有电阻r40，放大器u5d的反相输入端与地之间连接有电阻r39，二极管d4和电阻r41的公共端与地之间连接有电容c24，电阻r41另一端与地之间连接有电容c25。放大器u5d、二极管d4、电阻r39、电阻r40、电阻r41，电容c24和电容c25可以将正半周的信号检波出来，后面就可以输送到信号处理模块的adc接口进行采集处理。本实施例中，检波模块输出端与地之间连接有稳压二极管d5和稳压二极管d6。
[0045]
本实施例中，二级运放放大模块与检波模块之间连接有串联连接的电容c23和电阻r38，电容c23和电阻r38的公共端与地之间连接有电阻r37。
[0046]
本实施例中，检波模块还包括副检波模块，副检波模块包括放大器u5c、二极管d7、
电阻r42、电阻r45、电阻r46，电容c29和电容c30，二级运放放大模块输出端连接在放大器u5c的同相输入端上，二极管d7和电阻r46串联连接在放大器u5c的输出端上，放大器u5c的反相输入端与二极管d7和电阻r47的公共端之间连接有电阻r42，放大器u5c的反相输入端与地之间连接有电阻r45，二极管d7和电阻r46的公共端与地之间连接有电容c29，电阻r46另一端与地之间连接有电容c30。放大器u5c、二极管d7、电阻r42、电阻r45、电阻r46、电容c29和电容c30可以将经过一级放大的信号的正半周的信号检波出来，后面就可以输送到信号处理模块的adc接口进行采集处理。
[0047]
本实施例中，信号ch1(即主检波模块)输出是经过两级放大后再检波输出，而信号ch2(即副检波模块)输出是一级放大后检波输出，可根据信号的强弱方便调试，以便满足adc采集的量程范围。
[0048]
本实施例中，二级运放放大模块与检波模块之间连接有串联连接的电容c28和电阻r44，电容c28和电阻r44的公共端与地之间连接有电阻r43。
[0049]
本实施例中，音频驱动模块包括运算放大器u1和功率放大器u2，信号处理模块的数据输出端与运算放大器u1的反相输入端连接，信号处理模块输出pwm型号给运算放大器u1，信号处理模块的数据输出端与运算放大器u1的反相输入端之间串联连接有电容c2、电阻r2和电阻r4，电阻r2和电阻r4的公共端与地之间连接电容c3，电阻r2和电阻r4的公共端与运算放大器u1的输出端之间连接有电阻r3，运算放大器u1的反相输入端与运算放大器u1的输出端之间连接有电容c4，运算放大器u1的同相输入端与基准电源连接。
[0050]
本实施例中，运算放大器u1的输出端与功率放大器u2的输入端连接，功率放大器u2的输出端连接有扬声器p1，通过功率放大器u2直接驱动扬声器p1发声，运算放大器u1的输出端与功率放大器u2的输入端之间串联连接有电容c5和电阻r5。信号处理模块输出一定频率(频率多少可自由设定)的pwm信号给运算放大器u1，运算放大器u1构成的前置电压放大电路，经运算放大器u1放大后输出给功率放大器u2，功率放大器u2驱动扬声器发出声音。
[0051]
本实施例中，信号处理模块选用单片机，现有技术中各类型的单片机都可以实现此功能，所以本发明中对单片机类型不做限定，市售单片机均可。电源模块采用锂电池经稳压模块后输出进行供电，此电路结构可采用常规电路结构。
[0052]
本发明同时保护一种采用上述带插座线序检测的空开寻线仪的检测方法，该方法包括寻线检测和线序检测，其中
[0053]
线序检测为将本发明的发射器接入插座，根据led灯的点亮情况判断线序是否正确，具体参看下表：
[0054] led2led3led4正确亮no亮缺火线nonono缺零线亮nono缺地线nono亮火零错接no亮亮火地错接亮亮no火地错接并地线未接通亮亮亮
[0055]
寻线检测为信号发生振荡模块产生振荡信号经安规保护模块输入到电线中，lc探
头接收选频模块检测电线中的振荡信号，振荡信号经二级运放放大模块放大后输入给检波模块，经检波模块检波后输出给信号处理模块，信号处理模块对其进行判断，信号处理模块输出报警信号给音频驱动模块，经音频驱动模块驱动扬声器发声。
[0056]
本发明包括寻线检测部分和线序检测部分，既可以高效的进行电气线路寻线检测，还可以对接线线序进行检测。目前市面上单独的电源检测器很多，空开寻线仪几乎很少见到，本发明将其整合在仪器，可以快速准确的实现我们对强电线缆的安装施工，减少出错的可能及人工查找问题所在浪费的时间，极大地提高了安装效率，节约了成本。