专利名称：机车车辆手持式智能绝缘检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电气检测领域，具体涉及一种机车车辆手持式绝缘检测仪。
技术背景铁路是交通运输的大动脉，对国民经济的发展起着十分重要的作用。长期 以来，铁路一直被认为是发展国民经济的"瓶颈"产业。近年来，铁路果断实施了既有线提速策略，自1997年至今短短10年间已经进行了 6次大规模提速，有 效地缓解了铁路运量与运能的矛盾，收到了十分显著的社会经济效益。与此同 时，铁路交通安全形势并不乐观。近几年提速机车车辆出现的安全问题不断， 因此为保障铁路交通安全方面采用了许多新的检测技术，而本绝缘检测仪正是 用来检测列车供电线路的绝缘情况，通过绝缘检测来提高列车的安全可靠性。 针对客车车电干线的绝缘检测，传统的方法是采用摇表进行检测，这种方式的缺点很多，如其每次只能检测一组线路的绝缘情况、而且其读数也是采用 表针式，只能读一个大概的测量值，不能实现数据的保存，需要人工记录、没 有考虑温度和湿度对绝缘值的影响等等，这些缺点表明，摇表已经跟不上数字 化的发展需求。随着现代技术的发展，对客车绝缘检测的要求也在不断提高， 不仅要求检测精度的准确性，而且还要求检测方便、数据的保存、检测人员的 控制等等，更多是要求检测设备能实现智能化。实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种机车车辆手持式智能 绝缘检测仪，该检测仪具有结构简单合理、体积小质量轻、价格低廉、使用方 便等优点，可分别针对B型/G型/K型/T型客车自动进行绝缘电阻测量和数据分 析，同时还具有自动报警、同上位机通信等功能。为能达到上述发明目的，所采用的技术方案是 一种机车车辆手持式智能 绝缘检测仪，其特征在于，包括存储器、实时时钟芯片、串行转换芯片、操作 键盘、LCD显示器、温度湿度传感器、蜂鸣器、可充电电池、电压调节器、500V/1000V升压模块、锁存器、外部测量接口、继电器组合阵列、桥路测量电 路和AD转换电路；所述存储器、实时时钟芯片、串行转换芯片、可充电电池、锁存器、温度 湿度传感器、操作键盘、AD转换电路、LCD显示器、蜂鸣器分别与单片机相 连接；所述电压调节器一端连接可充电电池，另一端与单片机、存储器、实时时 钟芯片、温度湿度传感器、LCD显示器、串行转换芯片和锁存器相连；所述500V/1000V升压模块一端连接可充电电池，另一端与继电器组合阵列 相连接；所述锁存器一端与单片机相连接，另一端与放大电路输入端相连接，放大 电路输出端口与继电器组合阵列的输入端相连接；所述外部测量接口一端与继电器组合阵列相连接，另一端连接机车车电千 线；所述AD转换电路一端与桥路测量电路相连接，另一端与单片机相连；按照本实用新型所提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于 所述键盘采用4*4矩阵式键盘。按照本实用新型所提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于 所述继电器组合阵列由8个继电器组成，四个为一组，分成两组。按照本实用新型所提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于 所述继电器设置四个引脚， 一个引脚接控制放大电路的输出端， 一个引脚接地， 一个引脚接500V/1000V升压模块输出端或者桥路测量输入端，另外一个引脚接 外部测量接口。按照本实用新型所提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于 所述桥路测量电路由两个分压电阻与两个采样电阻组成，桥路测量电路的L端 接一组继电器的高压端，El端接另一组继电器，采样电阻R2—端接地， 一端A 接AD转换电路的参考电压接口，采样电阻R4—端接地，另一端E接AD转换 电路测量输入端。按照本实用新型所提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于 所述串行转换芯片上设置有用于与上位机通信的串行口。按照本实用新型所提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于 所述口J充电电池采用镍氢电池。本实用新型所提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪采用直流升压电源可 分别自动针对B型/G型/K型/T型客车进行绝缘电阻测量和数据分析，利用继电器阵列对U、 V、 W、 N和P线进行任意组合的测量，并能保存测量结果,若被测 绝缘电阻超标，仪器自动报警；内置256K非易失存储器，可以保存600组测量 历史数据；内部设置有温度湿度传感器，并可根据温度和湿度数据自动修改报 警值；内置镍氢电池，充电一次可连续测量100组数据以上内置用于与上位 机进行通信的串行接口。
图1是本实用新型提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪的止视图； 图2是本实用新型提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪的左视图； 图3是本实用新型提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪的连接原理图； 图4为本实用新型提供的桥路测量电路的原理图。图5是本实用新型提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪的软件流程图。其中，1、操作键盘；2、显示屏。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述图1为本实用新型提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪的正视图。图2 是本实用新型提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪的左视图。如图中所示， 机车车辆手持式智能绝缘检测仪的壳体的上部正面设置有显示屏2，手持部的正面上设置有操作键盘l。图3为本实用新型提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪的连接原理图。 如图所示，机车车辆手持式智能绝缘检测仪包括用来保存历史数据的存储器、为单片机提供时间信号的实时时钟芯片、串行转换芯片、操作键盘、实现界面显示的LCD显示器、测量检测环境的温度湿度传感器、进行报警的蜂鸣器、为 检测仪供电的可充电电池、电压调节器、500V/1000V升压模块、锁存器、外部 测量接口、继电器阵列、桥路测量电路和AD转换电路。所述存储器、实时时 钟芯片、串行转换芯片、可充电电池、锁存器、温度湿度传感器、操作键盘、 AD转换电路、LCD显示器、蜂鸣器分别与单片机相连接。所述电压调节器一端连接可充电电池，另一端与单片机、存储器、实时时 钟芯片、温度湿度传感器、LCD显示器、串行转换芯片和锁存器相连。所述500V/1000V升压模块一端连接可充电电池，另一端与继电器组合阵列 相连接；锁存器一端与单片机相连接，另一端与放大电路输入端相连接，放大 电路输出端口与继电器组合阵列的输入端相连接；外部测量接口一端与继电器 组合阵列相连接，另一端连接机车车电干线；所述AD转换电路一端与桥路测 量电路相连接，另端与单片机相连。所述存储器容量为256K字节，与单片机直接相连，用来保存历史数据；实 时时钟为单片机提供精确的时间，与单片机直接相连；串行口使用MAX232转 换芯片，与单片机直接相连，实现与上位机的通信；操作键盘与单片机直接相 连，采用4M矩阵式键盘；LCD显示器与单片机相连，完成界面显示；温度湿度传感器与单片机直接相连，单片机发送命令读取当前时刻的温度值、湿度值； 蜂鸣器与单片机相连，由单片机控制蜂鸣器的动作。整个系统电源由可充电电池提供，可充电电池与电压调节器相连，同时与 500V/1000V升压模块相连；电压调节器输出5V电压， 一端连接可充电电池， 另一端直接与单片机、存储器、实时时钟、温度湿度传感器、LCD、串行转换 芯片、锁存器等相连，为有源器件提供电源；500V/1000V升压模块两个引脚与 可充电电池相连，将电压升压，两个引脚与单片机相连，其中一个引脚产生500V 或1000V的控制信号，当为低压时升压为500V，否则为1000V，另一个引脚产 生启动高压转换信号，当为高时启动高压模块将电压升压，当为低时关闭高压转换。锁存器一端与单片机相连， 一端与放大电路输入端相连，放大电路输出端 口与继电器组合阵列输入端相连，由单片机产生控制信号，锁存器把数据锁存， 经放大电路将信号放大来控制继电器组合阵列的导通与关闭；外部测量接口一 端与继电器组合阵列相连， 一端接机车车电干线，包括五个引脚，分别为三相 电压线(U、 V、 W)、公共地(N)、与接口外套(P);每个继电器四个引脚， 一个引脚接控制放大电路的输出端， 一个引脚接地， 一个引脚接500V/1000V升压模块输出端(即高压端)或者桥路测量输入端，另外一个引脚接外部接口的一个引脚；整个继电器组合阵列由8个继电器组成，四个为一组，分成两组， 测量时，每组继电器中只有一个导通，则测试的绝缘值为导通的两个继电器所 连接的接口的值。图4为本实用新型提供的桥路测量电路的原理图。桥路测量电路由两个分 压电阻与两个采样电阻组成，连接如图所示。L端接其中一组继电器的高压端， El端接另一组继电器的相应的引脚，采样电阻R2—端接地， 一端A接ADC的 参考电压接口，采样电阻R4—端接地，另一端E接AD转换电路测量输入端， 实际测量时，绝缘值与L端高压值没有直接关系；AD转换与桥路电路相连接， 实现数据采样，同时与单片机相连，单片机启动AD转换和接收转换后的数据。图5为本实用新型提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪的软件流程图。 如图所示，检测仪上电后首先进行初始化，再根据当时的信息在液晶显示屏上 显示一屏的数据；再检査串口，是否接收到了传输数据命令，若是则系统读取 存储器中的内容，通过串口将数据发送给上位机，发送完成后返回到显示界面， 否则，进入下一步；根据键盘按键值，判断是否要进行高压测量，若按键正确 则进行测量，否则返回显示界面；测量时，首先判断是500V还是1000V高压 测量，根据按键值，单片机发出控制信号进行选择；然后发出启动高压信号， 进行高压测量；再进行AD转换，单片机发出读取数据命令给AD转换芯片，读 取检测数据；再与实时时钟芯片通信，读取当前的时间日期，与温度湿度传感器通信，读取当前的温度与湿度值；然后保存数据到存储器中；然后根据当前的温度值与湿度值，将绝缘值与系统预设的报警值比较，若超出安全范围则单 片机启动蜂鸣器报警，否则返回界面显示处，完成一次数据采样。本实用新型所提供的机车车辆手持式智能绝缘检测仪采用500V/1000V直 流升压电源，可分别自动针对B型/G型/K型/T型客车进行绝缘电阻测量和数据 分析，利用继电器组合阵列对U、 V、 W、 N和P线进行任意组合的测量，并能 保存测量结果，若被测绝缘电阻超标，仪器自动报警；内置256K非易失存储器， 可以保存600组测量历史数据；内置温度湿度传感器，根据温度和湿度数据， 自动修改报警值；内置镍氢电池，充电一次可连续测量100组数据以上；内置 串口通信接口用于与上位机的通信。虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域普通技术人员在 所附权利要求的范围内不需要创作性劳动就能作出的各种变形或修改仍属本专 利的保护范围。
权利要求1、一种机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于，包括存储器、实时时钟芯片、串行转换芯片、操作键盘、LCD显示器、温度湿度传感器、蜂鸣器、可充电电池、电压调节器、500V/1000V升压模块、锁存器、外部测量接口、继电器组合阵列、桥路测量电路和AD转换电路；所述存储器、实时时钟芯片、串行转换芯片、可充电电池、锁存器、温度湿度传感器、操作键盘、AD转换电路、LCD显示器、蜂鸣器分别与单片机相连接；所述电压调节器一端连接可充电电池，另一端与单片机、存储器、实时时钟芯片、温度湿度传感器、LCD显示器、串行转换芯片和锁存器相连；所述500V/1000V升压模块一端连接可充电电池，另一端与继电器组合阵列相连接；所述锁存器一端与单片机相连接，另一端与放大电路输入端相连接，放大电路输出端口与继电器组合阵列的输入端相连接；所述外部测量接口一端与继电器组合阵列相连接，另一端连接机车车电干线；所述AD转换电路一端与桥路测量电路相连接，另一端与单片机相连。
2、 根据权利要求l所述的机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于 所述键盘采用4*4矩阵式键盘。
3、 根据权利要求l所述的机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于 所述继电器组合阵列由8个继电器组成，四个为一组，分成两组。
4、 根据权利要求1所述的机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于； 所述继电器设置四个引脚， 一个引脚接控制放大电路的输出端， 一个引脚接地， 一个引脚接500V/1000V升压模块输出端或者桥路测量输入端，另外一个引脚接 外部测量接U。
5、 根据权利要求1所述的机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于 所述桥路测量电路由两个分压电阻与两个采样电阻组成，桥路测量电路的L端接一组继电器的高压端，El端接另一组继电器，采样电阻R2—端接地， 一端A 接AD转换电路的参考电压接口，采样电阻R4—端接地，另一端E接AD转换 电路测量输入端。
6、 根据权利要求l所述的机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于 所述串行转换芯片上设置有用于与上位机通信的串行口。
7、 根据权利要求l所述的机车车辆手持式智能绝缘检测仪，其特征在于 所述可充电电池采用镍氢电池。
专利摘要本实用新型公开了一种机车车辆手持式智能绝缘检测仪，包括存储器、实时时钟芯片、串行转换芯片、操作键盘、LCD显示器、温度湿度传感器、蜂鸣器、可充电电池、电压调节器、500V/1000V升压模块、锁存器、外部测量接口、继电器组合阵列、桥路测量电路和AD转换电路；存储器、实时时钟芯片、串行转换芯片、可充电电池、锁存器、温度湿度传感器、操作键盘、AD转换电路、LCD显示器、蜂鸣器分别与单片机相连接；外部测量接口一端与继电器组合阵列相连接，另一端连接机车车电干线。该检测仪是用来检测客车车电配线绝缘电阻的专用仪器，在列车离线的状态下，用以检测客车车电干线相间和对地绝缘电阻。
文档编号G01R31/12GK201107367SQ20072008199
公开日2008年8月27日 申请日期2007年11月20日 优先权日2007年11月20日
发明者兵 张 申请人:肖守讷;袁 伟;林建辉