备用电源切换模块及地下管线探测仪的制作方法

本实用新型涉及地下管线探测工具领域,更具体地说，它涉及一种备用电源切换模块及地下管线探测仪。

背景技术：

任何城市的地下，都有一张纵横交错交错的网，它时刻都在为人们的生活提供保障，这张网就是由各种工业和民用管线组成的地下管线网。它是一个城市重要的基础设施，担负着信息传输、能源输送等工作，也是城市赖以生存和发展的物质基础。

1861年在上海埋下第一条煤气管道，首开我国的城市地下管线记载后，发展至今，尤其是改革开放以来地下管线种类越来越多，埋于地下的各种管线密如蛛网。长期以来城市建设管理重视地上，忽视地下，没有一套科学和严格的管理，同时，各类管线和管理权属于多个部门，各司其政，加上历史原因，以致档案资料格式不统一，内容残缺不全。由于地下管线资料的缺漏和偏差，且有关资料精度不高或与现状不符，对地下管线的分布情况不清，造成在建设施工中时常发生挖断或挖坏地下管线，造成停气、停水、停暖、通信中断、污水四溢等严重事故。另一方面，我国现有的地下专业管线的资料都以图纸、图表等形式记录保存，采用人工方式管理，效率低下。随着时代和科学技术的发展，城市的现代化步伐日趋加快，城市建设、管理、发展的矛盾日益突出。因此，迅速探明地下管网的分布状况，测量其平面位置和高程，绘制地下管线图，为城市规划、设计、施工和管理提供必要依据，并采用高新技术和方法来高效管理地下各类专业管线，满足决策、管理部门和施工单位的需要已成为当务之急。

为此，申请号为CN201120216967.5的中国专利公开了一种地下管线探测仪，它包括发射机、接收机、信号比较分析装置、图像显示装置、音频提示装置，信号比较分析装置、图像显示装置、音频提示装置配合发射机和接收机使用，发射机给被测管线施加一个特殊频率的信号电流，利用电磁感应原理，通过探测地下管线的磁场分布来确定地下管线的准确位置、走向和埋深；接收机采用三水平线圈差分技术，接收信号清晰稳定；信号比较分析装置采用相位识别技术对接收到的信号进行分析比较；图像显示装置显示管线的相位，音频提示装置语音提示探测人员。

这种地下管线探测仪虽然能够不侵入管线内部对金属管线进行探测，但由于地下管线探测仪采用蓄电池单独供电，且又具有发射机、接收机、信号比较分析装置、图像显示装置、音频提示装置等耗电量巨大的装置，因此使用者稍不注意就会出现蓄电池的电量用尽而探测作业未完成的情形，或者在蓄电池电源突遇故障时探测仪无法继续使用，因此该探测仪具有改进的空间。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种备用电源切换模块,有利于避免出现蓄电池电量耗尽或者蓄电池电源故障而引起仪器或者设备无法继续使用的尴尬。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种备用电源切换模块，包括具有基准电压的电压校验电路、与电压校验电路电性连接的电源切换电路以及与电源切换电路电性连接的备用电池组，所述电压校验电路与蓄电池电源电性连接并比较蓄电池电源的电压与基准电压的大小以输出控制信号，所述电源切换电路响应于控制信号进行蓄电池电源与备用电池组之间的切换；

当蓄电池电源的电压值小于基准电压的值时，所述电源切换电路将供电的电源由蓄电池电源切换为备用电池组。

采用上述技术方案，电压校验电路比较蓄电池电源的电压与基准电压的大小以输出控制信号，电源切换电路响应于控制信号以切换供电电源，当蓄电池电源的电量不足或者蓄电池电源故障时，蓄电池电源的电压将会下降，而当蓄电池电源的电压小于基准电压时，电源切换电路将供电电源由蓄电池电源切换为备用电池组，从而有利于避免蓄电池电源电量不足或者由于蓄电池电源故障而引起仪器或者设备无法继续使用，为实施作业的顺利进行提供保障。

优选的，所述电源切换电路包括与蓄电池电源电性连接以控制蓄电池电源进行供电的第一开关电路、与备用电池组电性连接以控制备用电池组进行供电的第二开关电路以及同时与电压校验电路、第一开关电路、第二开关电路电性连接的第三开关电路，所述第三开关电路响应于控制信号通断以控制第一开关电路以及第二开关电路切换供电电源。

采用上述技术方案，第三开关电路响应于控制信号以通断，并在通断时控制第一开关电路导通且第二开关电路关断以控制蓄电池电源进行供电，或者在通断时控制第一开关电路关断且第二开关电路导通以将蓄电池电源切换为备用电池组供电，电源自动的进行切换，避免了探测的中断，无需使用者手动切换，给人们带来便利。

优选的，所述电压校验电路还电性连接有用于指示蓄电池电源是否正常进行供电的第一指示部。

采用上述技术方案，第一指示部与电压校验电路电性连接并响应于控制信号以指示蓄电池电源是否正常工作，使用者通过第一指示部的指示即可直接知道蓄电池电源是否工作正常，方便使用者及时知晓蓄电池电源的状况并对非正常情况进行处理，进一步增强了顺利完成探测作业的保障。

优选的，所述电源切换电路电性还连接有用于指示负载是否供电正常的第二指示部。

采用上述技术方案，电源切换电路电性连接有第二指示部，第二指示部用于指示负载是否供电正常，从而使用者可以通过第二指示部直接知道负载是否供电正常，进而可以推断负载是否运行正常，或者在负载运行不正常时排除电源故障的因素，给日常使用和检修带来方便。

优选的，所述电压校验电路还电性连接有用于调节基准电压大小的基准调节部。

采用上述技术方案，电压校验电路具有的基准电压为电源切换电路进行供电电源切换的临界点，在蓄电池电源的电压小于临界点时自动的切换供电的电源，而电压校验电路电性连接有基准调节部后，通过基准调节部调节基准电压的大小，从而支持不同电压大小的蓄电池电源，此外，还可以根据需要设定切换供电电源的临界点，给使用者的日常使用和调节设定带来丰富多样的选择，也同时给使用带来方便。

优选的，所述电压校验电路为电压检测器。

采用上述技术方案，电压检测器的检测精度高，抗干扰性强，输出稳定，其自带判断输出电平的阈值，且通过连接外置电路可实现对不同阈值进行比较和判定，价格低廉，使用简单方便。

本实用新型的次要目的在于提供一种地下管线探测仪,有利于避免出现蓄电池电量耗尽或者蓄电池电源故障而引起探测作业无法完成的尴尬。

一种地下管线探测仪，包括如上所述的备用电源切换模块。

采用上述技术方案，地下管线探测仪中包括备用电源切换模块，从而可以在探测仪的蓄电池电源电量不足或者发声故障时，将供电电源切换为备用电池组，有利于避免蓄电池电源电量不足或者发生故障而引起探测无法继续进行，为探测作业的顺利进行提供保障，此外，备用电源切换模块自动的进行切换，避免了探测的中断，无需使用者手动，给人们带来便利。

优选的，还包括与电压校验电路电性连接并响应于控制信号以警示蓄电池电源出现问题的示警电路。

采用上述技术方案，示警电路电性连接于电压校验电路并响应于控制信号以进行示警，使用者通过示警电路的警示知晓蓄电池电源出现问题后，即可及时的进行处理，避免引起更大的问题，给探测仪正常和安全的使用带来保障。

优选的，所述示警电路包括与电压校验电路电性连接的第四开关电路以及与第四开关电路电性连接的声音报警电路，所述第四开关电路响应于控制信号通断以控制声音报警电路发声进行示警。

采用上述技术方案，示警电路包括第四开关电路以及声音报警电路，在蓄电池电源出现问题时，声音报警电路即受控于第四开关电路发声进行示警，声音报警的方式，使用者无需刻意的去注意即可知晓，且声音示警传播范围广，无孔不入，示警的方式简单但效果佳。

优选的，所述第四开关电路还电性连接有用于控制声音报警电路持续进行报警的自锁电路。

采用上述技术方案，第四开关电路电性连接有自锁电路，在第四开关电路导通以控制声音报警电路发声进行报警时，自锁电路电路开始自锁使得声音报警电路持续进行报警，且只有在人为解锁的情况下才会停止报警，进而在蓄电池电源出问题时可以更加有保障的让使用者知晓蓄电池电源的状况，示警效果更好且更能起到作用。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.当蓄电池电源的电压小于基准电压时，电源切换电路将供电电源由蓄电池电源切换为备用电池组，从而有利于避免蓄电池电源电量不足或者由于蓄电池电源故障而引起仪器或者设备无法继续使用，为实施作业的顺利进行提供保障；

2.地下管线探测仪的电源自动的进行切换，避免了探测的中断，无需使用者手动切换，给人们带来便利

3.示警电路电性连接于电压校验电路并响应于控制信号以进行示警，使用者通过示警电路的警示知晓蓄电池电源出现问题后，即可及时的进行处理，避免引起更大的问题，给探测仪正常和安全的使用带来保障。

附图说明

图1为地下管线探测仪的原理框图；

图2为备用电源切换模块的电路原理图；

图3为电源切换电路的电路原理图；

图4为示警电路的电路原理图。

图中：1、蓄电池电源；2、电压校验电路；21、基准调节部；3、电源切换电路；31、第一开关电路；32、第二开关电路；33、第三开关电路；4、备用电池组；51、第一指示部；52、第二指示部；6、示警电路；61、第四开关电路；62、声音报警电路；63、自锁电路；7、负载。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型进行详细描述。

实施例1：

一种备用电源切换模块，参照图1，包括蓄电池电源1、备用电池组4、电压校验电路2、基准调节部21、电源切换电路3、第一指示部51以及第二指示部52。

参照图2，电压校验电路2与蓄电池电源1电性连接用于检验蓄电池电源1的电压是否低于基准电压，基准电压为电源切换电路3将电源由蓄电池电源1切换为备用电池组4的临界点，设该临界点的值为Vth，电压校验电路2比较蓄电池电源1的电压VCC与基准电压Vth的大小以输出控制信号，而在蓄电池电源1与电压校验电路2之间电性连接有用于调节基准电压的基准调节部21，本实施例中，电压校验电路2为电压检测器，电压检测器的阈值为固定值，设该固定值为Vdet，基准调节部21具有分压的作用，设其分压的值为Vz，那么基准电压的值Vth=Vdet+Vz，由于Vdet不变，通过基准调节部21调节Vz的大小即实现了基准电压Vth的调节。

参照图2，电压校验电路2以及基准调节部21的具体电路连接为：

基准调节部21包括电位器RP、稳压二极管D1（其他实施例中还可等效替换为采用TL431等稳压器件进行稳压）以及电阻R1，其中稳压二极管D1的阴极连接于电源，稳压二极管D1的阳极连接于电压检测器IC1的正相输入端用于提供可调电压Vz，稳压二极管D1并联电位器RP，稳压二极管D3的阳极串联电阻R1后接地；

电压校验电路2在本实施例中采用为电压检测器IC1，具体型号为AN051AC60T，AN051AC60T，其中AN051AC60T的输入端连接于稳压二极管D1的阳极，AN051AC60T的输出端输出控制信号，AN051AC60T的接地端接地。

参照图2以及图3，电源切换电路3与电压校验电路2电性连接以接收控制信号，并响应于控制信号进行蓄电池电源1与备用电池组4之间的切换，当蓄电池电源1的电压值小于基准电压的值时，电源切换电路3将供电的电源由蓄电池电源1切换为备用电池组4；其中，电源切换电路3包括与蓄电池电源1电性连接以控制蓄电池电源1进行供电的第一开关电路31、与备用电池组4电性连接以控制备用电池组4进行供电的第二开关电路32以及同时与电压校验电路2、第一开关电路31、第二开关电路32电性连接的第三开关电路33，第三开关电路33响应于控制信号通断，在第三开关电路33通断时，第一开关电路31导通且第二开关电路32关断以控制蓄电池电源1进行供电，或者第一开关电路31关断且第二开关电路32导通以控制将蓄电池电源1切换为备用电池组4供电。

参照图2以及图3，电源切换电路3的具体电路连接为：

第一开关电路31为场效应管开关电路，它包括P沟道耗尽型的场效应管VT1（二极管D2为场效应管VT1的寄生二极管），第二开关电路32亦为场效应管开关电路，它包括N沟道耗尽型的场效应管VT2（二极管D3为场效应管VT2的寄生二极管），第三开关电路33为三极管开关电路，它包括NPN型的三极管VT3以及电阻R3，其中，场效应管VT1的源极连接于蓄电池电源1，场效应管VT1的漏极串联电阻R4后连接于场效应管VT1的栅极，场效应管VT1的漏极同时连接于备用电池组4的阳极，场效应管VT1的栅极连接于三极管VT3的集电极，三极管VT3的基极串联电阻R3后连接于AN051AC60T的输出端以接收控制信号，三极管VT3的发射极接地，场效应管VT2的栅极连接于三极管VT3的集电极，场效应管VT2的漏极连接于备用电池组4的阴极，场效应管VT2的源极接地。

参照图2，电压校验电路2还电性连接有用于指示蓄电池电源1是否正常进行供电的第一指示部51,第一指示部51响应于控制信号发光以实现提示，电源切换电路3电性还连接有用于指示负载7是否供电正常的第二指示部52，第二指示部52与负载7并联。

参照图2，第一指示部51以及第二指示部52的具体电路连接为：

第一指示部51包括发光二极管LED1以及电阻R2，其中电阻R2的一端连接于AN051AC60T的输出端以接收控制信号，电阻R2的另一端连接于发光二极管LED1的阳极，发光二极管LED1的阴极接地；

第二指示部52包括发光二极管LED2以及电阻R6，其中电阻R6的一端连接于备用电池组4的阳极，电阻R6的另一端连接于发光二极管LED2的阳极，发光二极管LED2的阴极接地。

参照图2，备用电源切换模块还包括电阻R5以及电容C1，负载7的一端连接于场效应管VT1的漏极，负载7的另一端接地，而电容C1并联在负载7的两端用于增加整个电路的功率因数，电阻R5的一端连接于备用电池组4的阴极且另一端接地。

本实施例的工作原理以及工作过程：

参照图2，在使用地下管线探测仪之前，首先通过调节电位器RP设定电压校验电路2的基准电压，根据实际的情况和需要设定切换电源的电压临界点。

参照图2，接着电压检测器IC1将蓄电池电源1的电压与基准电压比较并输出控制信号，当蓄电池电源1的电压高于基准电压时，电压检测器IC1输出高电平的控制信号，三极管VT3接收到高电平的控制信号后导通，三极管VT1导通后集电极与发射极之间的压降很小，使得场P沟道耗尽型的效应管VT1的漏极相当于接地，故而场效应管VT1导通，进而蓄电池电源1给负载7供电，而N沟道耗尽型的场效应管VT2的漏极与场效应管VT1的漏极等电位，故而场效应管VT2截止，备用电池组4无法给负载7供电，此外，第一指示部51的发光二极管LED1在高电平的控制信号下发光以提示此时属于蓄电池电源1在供电，而第二指示部52并联在负载7两端，故而第二指示部52此时亦发光以指示负载7供电正常，同时蓄电池电源1经场效应管VT1、备用电池组4、电阻R5这条通路给备用电池组4充电。

当蓄电池电源1的电压小于基准信号时，电压监测器IC1输出低电平的控制信号，三极管VT3接收到低电平的控制信号截止，三极管VT1的集电极与发射极之间相当于断路，故而场效应管VT1以及产效应管VT2的漏极所接到的电位为备用电池组4所提供的电压，故而场效应管VT1导通而场效应管VT2截止，则此时自动切换为备用电池组4、负载7、场效应管VT2这条通路进行供电，而此时第一指示部51的发光二极管LED1停止发光，第二指示部52的发光二极管LED2由于负载7两端有电仍正常发光。

实施例2：

一种地下管线探测仪，参照图1以及图4，包括备用电源切换模块，其中，电压校验电路2还电性连接有响应于控制信号以进行示警的示警电路6，示警电路6包括与电压校验电路2电性连接的第四开关电路61、与第四开关电路61电性连接的自锁电路63以及通过发声进行示警的声音报警电路62，第四开关电路61响应于控制信号自锁以控制声音报警电路62持续发声进行报警。

参照图4，示警电路6的具体连接为：

第四开关电路61包括PNP型的三极管VT4以及电阻R7以及常闭式开关SB，其中三极管VT4的基极连接于AN051AC60T的输出端以接收控制信号，三极管VT4的基极同时串联电阻R7后连接于三极管VT4的集电极，三极管VT4的集电极串联常闭式开关SB后连接于备用电池组4的阳极；

自锁电路63包括常开式继电器KM1、二极管D4以及受控于继电器KM1的开关KM1-1，继电器的一端连接于三极管VT4的发射极且另一端接地，二极管D4的阴极连接于三极管VT4的发射极，二极管D4的阳极接地；

声音报警电路62包括电阻R8、电铃SP、以及受控于继电器KM1的开关KM1-2，其中电阻R8的一端连接于备用电池组4的阳极，电阻R8的另一端依次串联电铃SP以及开关KM1-2后接地。

本实施例的工作原理以及工作过程：

参照图4，当地下管线探测仪将供电电源由蓄电池电源1供电切换为备用电池组4进行供电时，此时三极管VT4接收到低电平的控制信号，三极管VT4导通使继电器KM1得电工作，继而继电器KM1使开关KM1-1以及开关KM1-2闭合，开关KM1-2闭合后电铃发SP声进行报警，而开关KM1-1闭合后，第四开关开关电路完成自锁使电铃SP持续发声进行报警，此时只有使用者手动断开常闭式开关SB后，声音报警电路62才停止发声报警，报警的提示效果更好。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。