用于保证安全供电的插座和系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种用于保证安全供电的插座和系统。其中所述插座包括光调制器、主动光学检测传感器、光解调器、控制器、继电器，其中主动光学检测传感器包括光学发射管和光学接收管，光调制器与光学发射管连接，光学接收管、光解调器、控制器和继电器依次连接，其中光调制器向光学发射管发送调制信号，驱动光学发射管向外发出主动光学信号；光解调器对光学接收管接收的回波信号进行解调以得到解调信号，并将解调信号发送给控制器；控制器控制继电器的通断。本实用新型能够实时检测插头插入情况，只有在插头完全插入插座时继电器才导通，在插头部分拔出插座时继电器即断开，保证了使用者的安全，避免插头插入及拔出时产生的拉弧现象。
【专利说明】用于保证安全供电的插座和系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及插座的安全技术，特别涉及一种用于保证安全供电的插座和系统。
【背景技术】
[0002]随着用电设备的飞速发展，插座成为了人们工作生活不可或缺的强电连接设备。由于强电的特点，插座也是工作生活中的安全隐患之一。现有插座大部分是非智能设计，安全措施仅限于插孔处的绝缘挡片，还存在诸多不足。使用者在插入或拔出插头时，如不小心触及插头金属仍会发生触电。另外，现有插座大多是“常供电”形式，即安装接通后一直带电，这样一来造成了电器插头插入和拔出时的打电弧现象，尤其是大功率用电器，插拔时打电弧对插头插座造成不可逆的破坏，影响使用寿命，带来了安全隐患。
[0003]目前市场上出现了一些带有安全保护功能的插座，能够实现插头插入后通电，插头拔出瞬间断电的功能，其中一种是基于被动人体热释红外的安全保护功能插座，容易受到干扰发生误断开动作，且插入检测是基于机械接触判断式，结构复杂，系统成本较高；另一种插座是通过被动的光线传感器判断插头插入，容易受光线影响发生误判。
实用新型内容
[0004]鉴于以上技术问题，本实用新型提供了一种用于保证安全供电的插座和系统，通过调制驱动发出主动光学信号，能够实时检测插头插入情况，只有在插头完全插入插座时继电器才导通，在插头部分拔出插座时继电器即断开，保证使用者的安全，避免插头插入及拔出时产生的拉弧现象。
[0005]根据本实用新型的一个方面，提供一种用于保证安全供电的插座，包括插座面板，二孔和/或三孔插孔，所述插座还包括光调制器、主动光学检测传感器、光解调器、控制器、继电器，其中主动光学检测传感器包括光学发射管和光学接收管，光调制器与光学发射管连接，光学接收管、光解调器、控制器和继电器依次连接，其中:
[0006]光调制器向光学发射管发送调制信号，驱动光学发射管向外发出主动光学信号；光学接收管接收回波信号，其中所述回波信号是设置在插头上的光学高反贴膜对主动光学信号进行反射产生的；光解调器对接收的回波信号进行解调以得到解调信号，并将解调信号发送给控制器；控制器控制继电器的通断。
[0007]优选的，所述插座还包括光学窗口，所述光学窗口设置在插座面板二孔和/或三孔插孔对称中心处。
[0008]优选的，所述主动光学检测传感器设置在插座二孔和/或三孔插孔对称中心处。
[0009]优选的，所述主动光学检测传感器垂直于插座面板安装在光学窗口内侧。
[0010]优选的，所述插座还包括状态指示灯，状态指示灯与继电器连接，在继电器接通时状态指示灯亮，继电器断开时状态指示灯灭。
[0011 ] 优选的，所述插座还包括强电插接件，强电插接件与继电器连接，强电插接件在继电器接通后，通过与插头的连接对外稳定供电。
[0012]优选的，所述插座还包括输入单元，输入单元与光调制器连接，输入单元接收用户输入的调制信号。
[0013]优选的，所述主动光学检测传感器是红外反射传感探头。
[0014]根据本实用新型的另一方面，提供一种用于保证安全供电的系统，包括粘贴有光学高反贴膜的插头以及如上述任一实施例所述的插座。
[0015]优选的，插头的光学高反贴膜粘贴在二电极片插头或三电极片插头的对称中心部位。
[0016]本实用新型通过调制驱动发出主动光学信号，能够实时检测插头插入情况，只有在插头完全插入插座时继电器才导通，在插头部分拔出插座时继电器即断开，保证使用者的安全；可实现电流过零断开，从根本上杜绝了任何电弧的产生，从而避免了插头插入及拔出时产生的拉弧现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本实用新型用于保证安全供电的插座一个实施例的示意图。
[0019]图2为本实用新型用于保证安全供电的插座另一实施例的示意图。
[0020]图3为本实用新型一个实施例中插座光学窗口的位置示意图。
[0021]图4为本实用新型另一实施例中插座光学窗口的位置示意图。
[0022]图5为本实用新型一个实施例中光学高反贴膜在插头上贴合位置的示意图。
[0023]图6为本实用新型另一实施例中光学高反贴膜在插头上贴合位置的示意图。
[0024]图7为本实用新型用于保证安全供电的系统一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0025]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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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。
[0026]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
[0027]同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0028]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0029]在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0030]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0031]根据本实用新型的一个方面，提供一种用于保证安全供电的插座，所述插座除包括插座面板、二孔和/或三孔插孔外，所述插座还包括还包括光调制器101、主动光学检测传感器102、光解调器103、控制器104、继电器105，其中主动光学检测传感器102包括光学发射管1021和光学接收管1022，光调制器101与光学发射管1021连接，光学接收管1022、光解调器103、控制器104和继电器105依次连接，其中:
[0032]光调制器101向光学发射管1021发送调制信号,驱动光学发射管1021向外发出主动光学信号。
[0033]光学接收管1022接收回波信号，其中:所述回波信号是设置在插头上的光学高反贴膜对主动光学信号进行反射产生的。
[0034]光解调器103对接收的回波信号进行解调以得到解调信号，并将解调信号发送给控制器104。
[0035]控制器104根据接收到的解调信号控制继电器105的通断。
[0036]继电器105，是强电系统的执行部件，用于根据控制器104的控制信号接通或断开火线和零线，从而完成插头插入和拔出的识别及通断电动作。
[0037]当控制器104接收到的解调信号在预定范围内时，继电器105接通零线和火线，通过插孔和插头的连接，对外稳定供电；当控制器104接收到的解调信号不在预定范围内时，断开零线和火线，插座不对外供电。
[0038]优选的，所述预定强度范围可以设置为:只有在插头完全插到位时，解调信号在预定强度范围内；在插头没有插入或者插头未插到位时，解调信号不在预定强度范围内。
[0039]对于本实用新型用于保证安全供电的插座而言，在没有插头插入插座时，主动光学检测传感器102没有收到回波信号，继电器105处于断开状态，插孔火线及零线均不带电。即使普通物体靠向插座，由于光学反射率不够，普通物体反射的回波信号经过解调后，解调信号不在预定的范围内，亦不能触发主动光学检测传感器102使继电器105导通。此时有意无意的人体与电极接触均不会造成触电危险。
[0040]当插头插入插座，插头导电片刚刚接触插座内部电极时，继电器没有接通，保证不会出现拉弧情况。在插头完全插到位的时候，光学高反贴膜刚好贴近插座上的光学窗口，光学接收管接收到有效回波信号，经控制器判断控制继电器导通，从而实现稳定供电。
[0041]当插头拔出插座时，虽然插头导电片尚未脱离插座中电极，但是由于光学高反贴膜离开插座上的光学窗口，继电器断开，插座不对外供电，保证最终插头离开插座时不会出现拉弧现象。
[0042]基于本实用新型上述实施例提供的用于保证安全供电的插座，通过调制驱动发出主动光学信号，能够实时检测插头插入情况，只有在插头完全插入插座时继电器才导通，在插头部分拔出插座时继电器即断开，保证使用者的安全，可实现电流过零断开，从根本上杜绝了任何电弧的产生，从而避免了了插头插入及拔出时产生的拉弧现象。
[0043]优选的，所述主动光学检测传感器102可以是红外反射传感探头，发射的主动光学信号可以在红外波段。[0044]优选的，控制器104还可以用于判断解调信号是否处于预定强度范围内，在解调信号处于预定强度范围内且继电器105处于断开状态时，指示继电器105保持接通，以对外稳定供电。
[0045]优选的，控制器104还可以用于在解调信号不处于预定强度范围内且继电器105处于断开状态时，指示继电器105保持断开状态，并继续执行判断解调信号是否处于预定强度范围内的操作。
[0046]优选的，控制器104还可以用于在解调信号处于预定强度范围内且继电器105处于接通状态时，指示继电器105保持接通状态，并继续执行判断解调信号是否处于预定强度范围内的操作。
[0047]优选的，控制器104还可以用于在解调信号不处于预定强度范围内且继电器105处于接通状态时，指示继电器105断开，以便切断插座的对外供电。
[0048]优选的，控制器104还可以用于在检测到市电断电信号时，指示继电器105断开，以便切断插座的对外供电。
[0049]图2为本实用新型用于保证安全供电的插座另一实施例的示意图。与图1所示实施例相比，在图2所示实施例中，所述插座还可以包括光学窗口 201、强电插接件202、电源单元203、输入单元204和状态指示灯205，其中:
[0050]光学窗口 201可以设置在插座面板二孔和/或三孔插孔对称中心处(如图3和图4所示)，以便光学发射管1021通过光学窗口发射主动光学信号，以及光学接收管1022通过光学窗口接收回波信号。
[0051]优选的，主动光学检测传感器102可以垂直面板安装或倾斜一定角度安装在插座二孔和/或三孔插孔对称中心处，光学窗口 201内侧(如图3和图4所示)。其中，如果主动光学检测传感器102倾斜一定角度安装，则所述角度的大小应确保回波信号能被光学接收管1022接收到。
[0052]相应地，如图5和图6所示，光学高反贴膜501可以粘贴在二电极片插头或三电极片插头的对称中心部位。
[0053]优选的，光学高反贴膜501可以贴合到各种规格的插头上。
[0054]优选的，如图2所示，所述插座还可以包括与继电器105的强电插接件202，其中:
[0055]强电插接件202，设置在插座插孔内，用于在继电器105接通后，通过与插头连接对外稳定供电。
[0056]优选的，所述插座还可以包括外壳(图2中未示出)，其中外壳及强电插接件202可以是适应各种面板安装尺寸、支持各种规格插头且良好接触的机械结构，如86型面板开关插座。
[0057]优选的，外壳及强电插接件202可以带有或不带插孔绝缘挡片。
[0058]优选的，如图2所示，所述插座还可以包括电源单元203，其中:
[0059]电源单元203，分别与光调制器101、主动光学检测传感器102、光解调器103、控制器104和继电器105连接，用于给光调制器101、主动光学检测传感器102、光解调器103、控制器104和继电器105提供电源。
[0060]优选的，光调制器101可以通过调制编码，发送不同的调制信号来调整光学发射管1021发出的主动光学信号的频率和发射功率。[0061]优选的，如图2所示，所述插座还可以包括与光调制器101连接的输入单元204，用于接收用户输入的调制信号。用户可以通过输入单元输入不同调制信号，来改变主动光学信号的频率和发射功率。
[0062]优选的，光调制器101可以通过调制编码改变光学发射管1021发出的主动光学信号的频率(波段)，可以有效避免其他光学干扰(如阳光、各种家用遥控器)引起的误动作。
[0063]优选的，光学发射管1021还可以通过降低主动光学信号的发射功率，使主动光学信号只在近距(距离光学发射管Omm?3mm)有效，进一步确保了有在插头完全插到位时，解调信号在预定强度范围内；并进一步避免了串扰；也避免干扰其他红外遥控设备或手机红外手势识别。
[0064]优选的，如图2所示，所述插座还可以包括状态指示灯205，状态指示灯205与继电器105连接，在继电器105接通时状态指示灯205亮，继电器105断开时状态指示灯205灭。
[0065]优选的，所述插座可以有多组二孔和/或三孔插孔，如图4所示插座包括I组三孔插孔和I组二孔插孔。在这种情况下，所述插座包括相应数目的多个主动光学检测传感器102、多个继电器105、多个光学窗口 201、多个强电插接件202和多个状态指示灯205。
[0066]图7为本实用新型用于保证安全供电的系统一个实施例的示意图。所述系统包括插座701，和粘贴有光学高反贴膜501的插头702，其中:
[0067]光学高反贴膜501,用于对插座701的光学发射管1021发射的主动光学信号提供可靠反射(反射率在93%以上)，以将回波信号反射回光学接收管1022。
[0068]优选的，插座701可以是图1-图4中任一实施例中所述的用于保证安全供电的插座。
[0069]优选的，插头702可以是图5、图6中任一实施例中所述的插头。
[0070]基于本实用新型上述实施例提供的用于保证安全供电的系统，通过调制驱动发出主动光学信号，能够实时检测插头插入情况，只有在插头完全插入插座时继电器才导通，在插头部分拔出插座时继电器即断开，保证使用者的安全，可实现电流过零断开，从根本上杜绝了任何电弧的产生，从而避免了插头插入及拔出时产生的拉弧现象。
[0071]优选的，光学高反贴膜501可以贴合到各种规格的插头上。
[0072]优选的，光学高反贴膜501在插头上的位置,与光学窗口 201和主动光学检测传感器102在插座上的位置相适应。例如，图3中光学窗口 201和主动光学检测传感器102的位置与图5中光学高反贴膜501的位置对应，图4中光学窗口 201和主动光学检测传感器102的位置与图5和图6中光学高反贴膜501的位置对应。
[0073]优选的，如图5和图6所示，光学高反贴膜501可以设置在偏离二电极片插头的对称中心部位的位置；相应地,如图3和图4所不,光学窗口 201和主动光学检测传感器102也可以设置在插座面板两插孔的对称中心部位的位置。
[0074]优选的，光学高反贴膜501也可以设置在偏离二电极片插头的对称中心部位2_的位置；相应地，光学窗口 201和主动光学检测传感器102也可以设置在相应偏离方向，偏离插座面板两插孔的对称中心部位2mm的位置。
[0075]为了简明起见，在图7中仅给出了一个插头。本领域技术人员可以了解的是，可以有多个插头与插座进行插接，例如:图4的插座可以与图5和图6的插头进行插接。[0076]对于本实用新型用于保证安全供电的系统而言，在没有插头插入插座时，主动光学检测传感器没有收到回波信号，继电器处于断开状态，插孔火线及零线均不带电。即使普通物体靠向插座，由于光学反射率不够，普通物体反射的回波信号经过解调后，解调信号不在预定的范围内，也不能触发主动光学检测传感器使继电器导通。此时有意无意的人体与电极接触均不会造成触电危险。
[0077]当插头插入插座，插头导电片刚刚接触插座内部电极时，继电器没有接通，保证不会出现拉弧情况。在插头插到位的时候，光学高反贴膜刚好贴近插座上的光学窗口，光学接收管接收到有效回波信号，经过控制器判断控制继电器导通，从而实现稳定供电。
[0078]当插头拔出插座时，虽然插头导电片尚未脱离插座中电极，但是由于光学高反贴膜离开插座上的光学窗口，继电器断开，插座不对外供电，保证最终插头离开插座时不会出现拉弧现象。
[0079]通过实施本实用新型，可以得到如下有益效果:
[0080]1、本实用新型通过调制驱动发出主动光学信号，能够实时检测插头插入情况，只有在插头完全插入插座时继电器才导通，在插头部分拔出插座时继电器即断开，保证使用者的安全，可实现电流过零断开，从根本上杜绝了任何电弧的产生，从而避免了插头插入及拔出时产生的拉弧现象。
[0081]2、本实用新型通过调制编码改变光学发射管发出的主动光学信号的频率(波段)，可以有效避免其他光学干扰(如阳光、各种家用遥控器)引起的误动作。
[0082]3、本实用新型还可以通过降低主动光学信号的发射功率，使主动光学信号只在近距(距离光学发射管Omm?3mm)有效，进一步确保了有在插头完全插到位时，解调信号在预定强度范围内；并进一步避免了串扰；也避免干扰其他红外遥控设备或手机红外手势识别。
[0083]至此，已经详细描述了本实用新型用于保证安全供电的插座和系统。为了避免遮蔽本实用新型的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0084]本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【权利要求】
1.一种用于保证安全供电的插座，包括插座面板、二孔和/或三孔插孔，其特征在于，所述插座还包括光调制器、主动光学检测传感器、光解调器、控制器、继电器，其中主动光学检测传感器包括光学发射管和光学接收管，光调制器与光学发射管连接，光学接收管、光解调器、控制器和继电器依次连接，其中: 光调制器向光学发射管发送调制信号，驱动光学发射管向外发出主动光学信号；光学接收管接收回波信号，其中所述回波信号是设置在插头上的光学高反贴膜对主动光学信号进行反射产生的；光解调器对接收的回波信号进行解调以得到解调信号，并将解调信号发送给控制器；控制器控制继电器的通断。
2.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，所述插座还包括光学窗口，所述光学窗口设置在插座面板二孔和/或三孔插孔对称中心处。
3.根据权利要求2所述的插座，其特征在于，所述主动光学检测传感器设置在插座二孔和/或三孔插孔对称中心处。
4.根据权利要求2所述的插座，其特征在于，所述主动光学检测传感器垂直于插座面板安装在光学窗口内侧。
5.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，还包括状态指示灯，状态指示灯与继电器连接，在继电器接通时状态指示灯亮，继电器断开时状态指示灯灭。
6.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，还包括强电插接件，强电插接件与继电器连接，强电插接件在继电器接通后，通过与插头的连接对外稳定供电。
7.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，还包括输入单元，输入单元与光调制器连接，输入单元接收用户输入的调制信号。
8.根据权利要求1所述的插座，其特征在于，所述主动光学检测传感器是红外反射传感探头。
9.一种用于保证安全供电的系统，包括粘贴有光学高反贴膜的插头以及如权利要求1-8任意一项所述的插座。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于， 插头的光学高反贴膜粘贴在二电极片插头或三电极片插头的对称中心部位。
【文档编号】H01R13/66GK203787688SQ201420043309
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】韩超 申请人:北京维森科技有限公司