一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于设备故障预警的技术领域，特别涉及一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置；解决的技术问题为：提供一种方便携带、可根据设备的工作电量参数变化来确定设备的工作状态、并且当设备出现故障时能够进行预警的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置；采用的技术方案为：包括壳体，壳体内设有电路板，电路板上设有数据采集模块、数据处理模块和预警模块，数据采集模块的输出端与数据处理模块的输入端相连，数据处理模块的输出端与预警模块的输入端相连；壳体上设有采集信号输入端口和声光报警器，采集信号输入端口与数据采集模块的输入端相连，声光报警器与预警模块的输出端相连；适用于故障预警领域。
【专利说明】
一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置
技术领域
[0001]本实用新型属于设备故障预警的技术领域，特别涉及一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置。
【背景技术】
[0002]在大型工厂中，除了直接用于生产的设备之外，还有许多数量众多的诸如供电、照明、空气净化、排气和排污等与生产配套的设备;在一个大型综合商业体建筑中，保障其运营的设备包括众多照明、中央空调、发电、电梯、锅炉和风机等设备，这些设备是否正常，将对生产或者运营产生直接的影响；而大多工厂和综合商业体目前采用的设备故障报警机制，是在设备出现了完全损坏的故障、导致其停止运行后再进行报警，这样的机制不仅会对生产造成直接影响，而且对设备的损害也会很大。
[0003]大多数耗能设备，在发生很多故障前，其工作状态应该是一个趋坏的过程，只不过这种趋坏的程度在未达到故障级别之前，设备还是会带故障进行工作，但是这种带故障进行工作的状态与正常工作的状态是有差别的，一般具体体现为:用电功率出现异常、故障部位温度发生变化等;此外，现有的一些耗能设备监测报警装置都是由分离的各个监测模块和报警模块组成，元器件较多，体积较大，一旦固定在某处对某一耗能设备进行监测，就很难再随意移动了，影响了监测工作的灵活性，降低了监测的工作效率。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为:提供一种方便携带、可根据设备的工作电量参数变化来确定设备的工作状态、并且当设备出现故障时能够进行预警的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置，包括壳体，所述壳体内设有电路板，所述电路板上设有数据采集模块、数据处理模块和预警模块，所述数据采集模块的输出端与所述数据处理模块的输入端相连，所述数据处理模块的输出端与所述预警模块的输入端相连;所述壳体上设有采集信号输入端口和声光报警器，所述采集信号输入端口与所述数据采集模块的输入端相连，所述声光报警器与所述预警模块的输出端相连。
[0006]优选地，所述数据处理模块包括单片机和存储单元，所述单片机的输入端为所述数据处理模块的输入端，所述单片机的输出端为所述数据处理模块的输出端，所述存储单元与所述单片机双向连接，所述数据采集模块包括电量采集芯片Ul;所述电量采集芯片Ul的电流米集正端V2P与电阻Rl的一端和电容Cl的一端相连，电阻Rl的另一端与电阻R2的一端和所述采集信号输入端口相连，所述电量采集芯片Ul的电流采集负端V2N与电阻R4的一端和电容C2的一端相连，电阻R4的另一端与电阻R3的一端和所述采集信号输入端口相连，电容Cl的另一端、电容C2的另一端、电阻R2的另一端和电阻R3的另一端均接地;所述电量采集芯片Ul的电压采集正端V3P通过电阻R5与所述采集信号输入端口相连，所述电量采集芯片Ul的电压采集正端V3P还通过电容C3接地，电阻R6并接在电容C3的两端，所述电量采集芯片Ul的电压采集负端V3N通过电容C4接地，电阻R7并接在电容C3的两端;所述电量采集芯片Ul的通讯接口与所述单片机的通讯接口双向连接。
[0007]优选地，所述电量采集芯片Ul的通讯接口为UART接口，或为SPI接口。
[0008]优选地，所述电量采集芯片Ul的基准电压端REF通过电容C5接地，电容C6并接在电容C5的两端，所述电量采集芯片Ul的模拟地端AGND和数字地DGND均接地;所述电量采集芯片UI的外部晶振输入端CLK IN通过电容C8接地，所述电量采集芯片UI的外部晶振输出端CLKOUT通过电容C7接地，所述电量采集芯片Ul的外部晶振输入端CLKIN和外部晶振输出端CLKOUT之间串接有晶振QI;所述电量采集芯片UI的中断输出端I RQ_N与所述单片机的输入端相连;所述电量采集芯片Ul的数字电源端DVDD通过电容C19接地，电容ClO并接在电容C9的两端，所述电量采集芯片UI的模拟电源端AVDD通过电容C11接地，电容C12并接在电容Cll的两端，所述电量采集芯片Ul的数字电源端DVDD和模拟电源端AVDD之间串接有电阻R8，所述电量采集芯片Ul的数字电源端DVDD和模拟电源端AVDD均与+5V电压相连，所述电量采集芯片Ul的复位端RST与+5V电压相连。
[0009]优选地，所述电量采集芯片Ul的型号为RN8209G。
[0010]优选地，所述数据处理模块还包括预警结果输出单元，所述预警结果输出单元的输入端与所述单片机的输出端相连，所述壳体上还设有预警结果输出端口，所述预警结果输出端口与所述预警结果输出单元的输出端相连。
[0011]优选地，所述预警结果输出端口为RJ45接口，或为RS485接口。
[0012]优选地，所述采集信号输入端口=包括电压信号输入端口和电流信号输入端口。
[0013]优选地，所述声光报警器包括蜂鸣器和指示灯。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:
[0015]本实用新型提供的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置，通过实时采集耗能设备运行时的电量参数，然后对采集到的所述电量参数进行处理，确定所述耗能设备是否处于带故障运行状态，若所述耗能设备处于带故障运行状态，最后进行预警，本装置开创了一种耗能设备故障预警的新机制，能广泛应用在生产和生活中设备运行状态的监控中，如果在耗能设备故障的萌芽状态提前预警，并采取相应措施，就能有效的避免因设备故障可能造成的各种危害和损失;本实用新型将整个装置进行监测报警的各个模块集成在一块电路板上，将电路板安装在一个壳体里，使得整个装置的体积较小，根据需要可随身携带且可随意移动，提高了工作人员进行监测工作的灵活性，进而提高了监测的工作效率。
【附图说明】
[0016]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明；
[0017]图1为本实用新型实施例一提供的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置的结构示意图；
[0018]图2为本实用新型实施例一提供的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置的电路结构框图；
[0019]图3为本实用新型实施例一提供的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置中数据采集模块的电路结构示意图；
[0020]图中:I为壳体，2为电路板，3为采集信号输入端口，4为声光报警器，5为预警结果输出端口，21为数据采集模块，22为数据处理模块，23为预警模块，221为单片机，222为存储单元，223为预警结果输出单元。
【具体实施方式】
[0021]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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。
[0022]图1为本实用新型实施例一提供的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置的结构示意图，图2为本实用新型实施例一提供的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置的电路结构框图，如图1、图2所示，一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置，包括壳体I，所述壳体I内设有电路板2，所述电路板2上设有数据采集模块21、数据处理模块22和预警模块23，所述数据采集模块21的输出端与所述数据处理模块22的输入端相连，所述数据处理模块22的输出端与所述预警模块23的输入端相连;所述壳体I上设有采集信号输入端口 3和声光报警器4，所述采集信号输入端口 3与所述数据采集模块21的输入端相连，所述声光报警器4与所述预警模块23的输出端相连。
[0023]进一步地，所述采集信号输入端口3可包括电压信号输入端口和电流信号输入端
□ O
[0024]本实施例中，所述数据采集模块21采集的信号可为电压信号，也可为电流信号。
[0025]进一步地，所述声光报警器4可包括蜂鸣器和指示灯。
[0026]进一步地，所述数据处理模块22包括单片机221和存储单元222，所述单片机221的输入端为所述数据处理模块22的输入端，所述单片机221的输出端为所述数据处理模块22的输出端，所述存储单元222与所述单片机221双向连接。
[0027]进一步地，所述数据处理模块22还包括预警结果输出单元223，所述预警结果输出单元223的输入端与所述单片机221的输出端相连，所述壳体I上还设有预警结果输出端口5，所述预警结果输出端口 5与所述预警结果输出单元223的输出端相连。
[0028]具体地，所述预警结果输出端口5可为RJ45接口，或为RS485接口。
[0029]本实施例中，通过所述预警结果输出端口5，可将报警信号传输至上位机进行数据显示、数据分析等动作，所述上位机可为监控中心终端，或为现场终端，或为管理维护人员移动设备。
[0030]本实施例中，所述壳体I上还可设有电源接口，所述电路板2上还可设有电源模块，所述电源模块为整个装置进行供电，所述电源接口与所述电源模块的输入端相连，所述电源模块可为可充电电池，所述壳体I上还可设有充电接口。
[0031]图3为本实用新型实施例一提供的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置中数据采集模块的电路结构示意图，如图3所示，所述数据采集模块21可包括电量采集芯片Ul;所述电量采集芯片Ul的电流采集正端V2P与电阻Rl的一端和电容Cl的一端相连，电阻Rl的另一端与电阻R2的一端和所述采集信号输入端口 3相连，所述电量采集芯片Ul的电流米集负端V2N与电阻R4的一端和电容C2的一端相连，电阻R4的另一端与电阻R3的一端和所述采集信号输入端口 3相连，电容Cl的另一端、电容C2的另一端、电阻R2的另一端和电阻R3的另一端均接地;所述电量采集芯片Ul的电压采集正端V3P通过电阻R5与所述采集信号输入端口 3相连，所述电量采集芯片Ul的电压采集正端V3P还通过电容C3接地，电阻R6并接在电容C3的两端，所述电量采集芯片Ul的电压采集负端V3N通过电容C4接地，电阻R7并接在电容C3的两端;所述电量采集芯片Ul的通讯接口与所述单片机221的通讯接口双向连接。
[0032]进一步地，所述电量采集芯片Ul的通讯接口为UART接口，或为SPI接口。
[0033]进一步地，所述电量采集芯片Ul的基准电压端REF通过电容C5接地，电容C6并接在电容C5的两端，所述电量采集芯片Ul的模拟地端AGND和数字地DGND均接地;所述电量采集芯片Ul的外部晶振输入端CLKIN通过电容C8接地，所述电量采集芯片Ul的外部晶振输出端CLKOUT通过电容C7接地，所述电量采集芯片Ul的外部晶振输入端CLKIN和外部晶振输出端CLKOUT之间串接有晶振QI;所述电量采集芯片UI的中断输出端I RQ_N与所述单片机221的输入端相连;所述电量采集芯片Ul的数字电源端DVDD通过电容C19接地，电容ClO并接在电容C9的两端，所述电量采集芯片UI的模拟电源端AVDD通过电容C11接地，电容C12并接在电容C11的两端，所述电量采集芯片UI的数字电源端DVDD和模拟电源端AVDD之间串接有电阻R8，所述电量采集芯片Ul的数字电源端DVDD和模拟电源端AVDD均与+5V电压相连，所述电量采集芯片Ul的复位端RST与+5V电压相连。
[0034]进一步地，所述电量采集芯片的型号可为RN8209G。
[0035]由于本实用新型将整个装置进行监测报警的各个模块集成在一块电路板上，将电路板安装在一个壳体里，使得整个装置的体积较小，根据需要可随身携带且可随意移动;使用时，数据采集模块21实时采集耗能设备运行时的电量参数并将上述电量参数传递给所述数据处理模块22的单片机221，所述单片机221对上述电量参数进行处理，确定所述耗能设备是否处于带故障运行状态，若所述耗能设备处于带故障运行状态，所述单片机221将给实时预警模块23发送报警信号进行预警，同时，所述单片机221还可通过预警结果输出单元223将预警结果输出给外部的上位机。本装置开创了一种耗能设备故障预警的新机制，能广泛应用在生产和生活中设备运行状态的监控中，如果在耗能设备故障的萌芽状态提前预警，并采取相应措施，就能有效的避免因设备故障可能造成的各种危害和损失，提高了工作人员进行监测工作的灵活性，提高监测的工作效率，具有实质性特点和进步。
[0036]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置，其特征在于:包括壳体(I)，所述壳体(I)内设有电路板(2)，所述电路板(2)上设有数据采集模块(21)、数据处理模块(22)和预警模块(23)，所述数据采集模块(21)的输出端与所述数据处理模块(22)的输入端相连，所述数据处理模块(22)的输出端与所述预警模块(23)的输入端相连； 所述壳体(I)上设有采集信号输入端口(3)和声光报警器(4)，所述采集信号输入端口(3)与所述数据采集模块(21)的输入端相连，所述声光报警器(4)与所述预警模块(23)的输出端相连。2.根据权利要求1所述的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置，其特征在于:所述数据处理模块(22)包括单片机(221)和存储单元(222)，所述单片机(221)的输入端为所述数据处理模块(22)的输入端，所述单片机(221)的输出端为所述数据处理模块(22)的输出端，所述存储单元(222)与所述单片机(221)双向连接，所述数据采集模块(21)包括电量采集芯片Ul; 所述电量采集芯片Ul的电流采集正端V2P与电阻Rl的一端和电容Cl的一端相连，电阻Rl的另一端与电阻R2的一端和所述采集信号输入端口(3)相连，所述电量采集芯片Ul的电流米集负端V2N与电阻R4的一端和电容C2的一端相连，电阻R4的另一端与电阻R3的一端和所述采集信号输入端口( 3)相连，电容CI的另一端、电容C2的另一端、电阻R2的另一端和电阻R3的另一端均接地;所述电量采集芯片Ul的电压采集正端V3P通过电阻R5与所述采集信号输入端口(3)相连，所述电量采集芯片Ul的电压采集正端V3P还通过电容C3接地，电阻R6并接在电容C3的两端，所述电量采集芯片Ul的电压采集负端V3N通过电容C4接地，电阻R7并接在电容C3的两端;所述电量采集芯片Ul的通讯接口与所述单片机(221)的通讯接口双向连接。3.根据权利要求2所述的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置，其特征在于:所述电量采集芯片Ul的通讯接口为UART接口，或为SPI接口。4.根据权利要求2所述的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置，其特征在于:所述电量采集芯片Ul的基准电压端REF通过电容C5接地，电容C6并接在电容C5的两端，所述电量采集芯片UI的模拟地端AGND和数字地DGND均接地;所述电量采集芯片UI的外部晶振输入端CLKIN通过电容C8接地，所述电量采集芯片Ul的外部晶振输出端CLKOUT通过电容C7接地，所述电量采集芯片UI的外部晶振输入端CLKIN和外部晶振输出端CLKOUT之间串接有晶振QI;所述电量采集芯片UI的中断输出端11^_~与所述单片机(2 21)的输入端相连;所述电量采集芯片Ul的数字电源端DVDD通过电容C19接地，电容ClO并接在电容C9的两端，所述电量采集芯片Ul的模拟电源端AVDD通过电容CU接地，电容C12并接在电容Cll的两端，所述电量采集芯片UI的数字电源端DVDD和模拟电源端AVDD之间串接有电阻R8，所述电量采集芯片Ul的数字电源端DVDD和模拟电源端AVDD均与+5V电压相连，所述电量采集芯片Ul的复位端RST与+5V电压相连。5.根据权利要求2所述的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置，其特征在于:所述电量采集芯片Ul的型号为RN8209G。6.根据权利要求2所述的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置，其特征在于:所述数据处理模块(22)还包括预警结果输出单元(223)，所述预警结果输出单元(223)的输入端与所述单片机(221)的输出端相连，所述壳体(I)上还设有预警结果输出端口(5)，所述预警结果输出端口(5)与所述预警结果输出单元(223)的输出端相连。7.根据权利要求6所述的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置，其特征在于:所述预警结果输出端口(5)为RJ45接口，或为RS485接口。8.根据权利要求1所述的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置，其特征在于:所述采集信号输入端口(3)包括电压信号输入端口和电流信号输入端口。9.根据权利要求1所述的一种基于电量采集的便携式耗能设备故障预警装置，其特征在于:所述声光报警器(4)包括蜂鸣器和指示灯。
【文档编号】G01R31/00GK205643566SQ201620451739
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】李绍荣, 杨承, 邹渝, 杨昕梅
【申请人】南京新创力光电科技有限公司