一种电流互感无线计时器及计时方法与流程

本发明涉及电工技术领域，尤其涉及一种电流互感无线计时器计时方法。

背景技术：

加电计时器用于对设备使用时长进行统计。现有的加电计时器主要由内部时钟和显示屏两部分组成，与设备并行连接。当设备加电时，加电计时器开始工作，累计加电时间。现有加电计时器采用并入设备电路的方法，降低了现有设备工作的可靠性；当设备加电时，加电计时器即开始工作计时，不能对设备的运行状态进行判别，计时存在误差；加电计时器无输出接口，不利于远程监测记录。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本发明旨在一种电流互感无线计时器及计时方法，用以解决现有加电计时器存在的降低设备工作可靠性，不能分辨设备加电和设备工作时的用电情况，不利于远程监测记录的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种电流互感无线计时器，包括：电流互感器、采集计时板、显示屏和无线通信模块；

所述电流互感器套接在用电设备的电源线上，感应设备的供电导线内的电流变化，输出感应电流到所述采集计时板；

所述采集计时板对所述电流互感器输出的感应电流进行信号调理、a/d采样和信号恢复后，得到采集电流，根据采集电流的变化是否达到工作状态阈值，判断设备是否处于用电状态，并累积设备的用电时间；

所述显示屏与所述采集计时板相连，显示所述设备的用电时间；

所述无线通信模块与所述采集计时板相连，将所述设备的用电时间以无线通信的形式对外发送。

进一步地，所述采集计时板上包括信号调理电路、a/d采样电路、处理器、高精度晶振和电池；

所述信号调理电路将电流互感器输出的感应电流值调理成电压，输出到a/d采样电路；

所述a/d采样电路将所述电压值数字化后输出到所述处理器；

所述高精度晶振输出时钟信号到所述处理器；

所述处理器将输入的a/d采样后的电压数据还原成电流值，并通过电流值是否高于设定的工作状态阈值来判断设备是否处于用电状态，当判断设备处于用电状态时，所述处理器根据所述高精度晶振输出的时钟信号开始累积用电时间；当判断设备处于非用电状态时，处理器不进行用电时间累积，存储上一次正常用电时的累积时间，继续对a/d采样后的电压数据进行还原和判断，直到判断设备的用电电流超过设定工作状态阈值后，在上一次正常用电累积时间的基础上继续累积用电时间；

所述处理器对所述用电时间结果进行存储并输出到所述显示屏进行显示，还通过所述无线通信模块以无线通信的形式对外发送。

所述电池为采集计时板的各电路、显示屏和无线通信模块供电。

进一步地，所述工作状态阈值是根据被监测设备用电时的额定电流进行手工设定的。

进一步地，所述工作状态阈值是根据所述处理器通过对设备用电情况进行自学习后自动设定的，所述自学习是处理器将设备正常工作一段时间内采集的用电电流平均值的90％设定为工作状态阈值。

进一步地，所述处理器的自学习时间为3～5分钟。

进一步地，所述信号调理电路采用线性调理的方法，调理的工作电流范围为0.2a～16a；所述a/d采样电路的采样频率为1khz,采样时长为1s，采样间隔为10s；所述高精度晶振的频率稳定性为5ppm；所述电池采用3v的锂锰扣式电池。

进一步地，所述无线通信模块为包括蓝牙、wifi、433mhz在内的任一种无线通信形式。

一种电流互感无线计时方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤s1、将电流互感无线计时器的互感器套接在用电设备的电源线上靠近电源线输入端的位置；

步骤s2、使电流互感无线计时器正常工作，设备加电后用电正常；

步骤s3、所述电流互感无线计时器采集设备的正常用电电流，3～5分钟后处理器完成自学习，自动设定工作状态阈值；

步骤s4、进行设备用电情况的监测；计时器的处理器对采集的电流值是否超过设定工作状态阈值来判断设备是否正常用电；是，则进行用电时间累积，以10s为周期，将累积的用电时间在显示器上显示，并通过无线通信模块将带有所述计时器编号的用电时间通过无线通信形式发送出去，进行用电时间的远程监测；否，则停止用电时间累积，存储上一次正常用电的累积时间，继续进行电流信号的采集和判断，直到判断设备的用电电流超过设定工作状态阈值后，在上一次正常用电累积时间的基础上继续累积用电时间。

进一步地，采用根据被监测设备用电时的额定电流进行手工设定工作状态阈值的方式替代步骤s3中的自动设定工作状态阈值。

本发明有益效果如下：

通过电流互感的形式进行检测，与设备电路非接触，保证了设备工作可靠性；通过对电流阈值判别，准确获得设备用电工作状态，提升了用电时间统计精度；通过无线通信接口，提供了远程监测记录渠道。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为电流互感无线计时器示意图；

图2为用电计时流程图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

本发明的一个具体实施例，公开了一种电流互感无线计时器，如图1所示，包括：电流互感器、采集计时板、显示屏和和无线通信模块。所述计时器不需要与设备相连接，而是通过电流互感器采集设备的用电情况。

所述电流互感器套接在用电设备的电源线上，感应设备的供电导线内的电流变化，输出感应电流到所述采集计时板。

所述采集计时板对所述电流互感器输出的感应电流进行信号调理、a/d采样和信号恢复后，得到采集电流，根据采集电流的变化是否达到工作状态阈值，判断设备是否处于用电状态，并累积设备的用电时间；

所述采集计时板包括信号调理电路、a/d采样电路、处理器、高精度晶振和电池。

所述信号调理电路将电流互感器输出的感应电流值调理成电压，输出到a/d采样电路，所述信号调理电路采用线性调理的方法，调理的工作电流范围为0.2a～16a；

所述a/d采样电路将所述电压值数字化后输出到所述处理器，所述a/d采样电路的采样频率为1khz,采样时长为1s，采样间隔为10s；

所述高精度晶振输出时钟信号到所述处理器，所述高精度晶振的频率稳定性为5ppm；

所述处理器将输入的a/d采样后的电压数据还原成电流值，并通过电流值是否高于设定的工作状态阈值来判断设备是否处于用电状态，当判断设备处于用电状态时，所述处理器根据所述高精度晶振输出的时钟信号开始累积用电时间；当判断设备处于非用电状态时，处理器不进行用电时间累积，存储上一次正常用电时的累积时间，继续对a/d采样后的电压数据进行还原和判断，直到判断设备的用电电流超过设定工作状态阈值后，在上一次正常用电累积时间的基础上继续累积用电时间；

所述处理器对所述用电时间结果进行存储并输出到所述显示屏进行显示，还通过所述无线通信模块以无线通信的形式对外发送；所述无线通信模块为包括蓝牙、wifi、433mhz在内的任一种无线通信形式。

所述电池为采集计时板的各电路、显示屏和无线通信模块供电，所述电池采用3v的锂锰扣式电池。

所述工作状态阈值的设置包括两种方式，一种是根据被监测设备用电时的额定电流进行手工设定的；另一种是根据所述处理器通过对设备用电情况进行自学习后自动设定的，所述自学习是处理器将设备正常工作一段时间内采集的用电电流平均值的90％设定为工作状态阈值。

一种电流互感无线计时方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤s1、将电流互感无线计时器的互感器套接在用电设备的电源线上靠近电源线输入端的位置；

步骤s2、使电流互感无线计时器正常工作，设备用电工作进行正常用电；

步骤s3、所述电流互感无线计时器采集设备的正常用电电流，3～5分钟后处理器完成自学习，自动设定工作状态阈值；

步骤s4、进行设备用电情况的监测；计时器的处理器对采集的电流值是否超过设定工作状态阈值来判断设备是否正常用电；是，则进行用电时间累积，以10s为周期，将累积的用电时间在显示器上显示，并通过无线通信模块将带有所述计时器编号的用电时间通过无线通信形式发送出去，进行用电时间的远程监测；否，则停止用电时间累积，存储上一次正常用电的累积时间，继续进行电流信号的采集和判断，直到判断设备的用电电流超过设定工作状态阈值后，在上一次正常用电累积时间的基础上继续累积用电时间。

特殊地，采用根据被监测设备用电时的额定电流进行手工设定工作状态阈值的方式替代步骤s3中的自动设定工作状态阈值。

综上所述，本发明的一种电流互感无线计时器及用电计时方法，通过电流互感的形式进行检测，与设备电路非接触，保证了设备工作可靠性；通过对电流阈值判别，准确获得设备用电工作状态，提升了用电时间统计精度；通过无线通信接口，提供了远程监测记录渠道。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。