专利名称：具有计时功能的杂散电流传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电学技术领域，具体涉及一种具有计时功能的杂散电流传感器。
背景技术：
杂散电流是一种因外界条件影响而产生的一种电流，例如，地铁列车在地下铁道 运行时泄漏到道床及其周围土壤介质中的电流。杂散电流主要对地铁周围的埋地金属管 道、通讯电缆外皮以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋发生电化学腐蚀，它不仅能縮短 金属管、线的使用寿命，而且还会降低地铁钢筋混凝土主体结构的强度和耐久性，甚至酿成 事故。 现有技术中，为有效控制地铁系统中的杂散电流，采用如图1所述的系统，该系统 中的信号盒101通过信号电缆将钢轨电压信号、参比电极电压信号和结构钢电压信号传输 到变电所测试箱102 ;变电所测试箱102将接收的电压信号集中传输到微机综合测试装置 103中的信号转换箱104 ;信号转换箱104对接收的电压信号进行信号传输转换后传输到 A/D转换器105 ;A/D转换器105对接收的信号进行模拟/数字转换后传输到微机处理排流 柜106 ;微机处理排流柜106根据钢轨电压信号与参比电极电压之间的差值，以及结构钢电 压与参比电极电压之间的差值将杂散电流从排流网中排泄。 在对现有技术的研究和实践过程中，本实用新型的发明人发现，在进行钢轨电压 信号、参比电极电压信号和结构钢电压信号传输的过程中，从信号盒101A/D到转换器105 均采用模拟信号进行传输，而模拟信号容易造成数据失真，因此降低了杂散电流排泄的准 确性，但是现有技术中不存在对采集的与杂散电流相关的数据提供时间信息，并且即时计 算获得计算杂散电流相关参数的装置。
实用新型内容本实用新型实施例提供一种具有计时功能的杂散电流传感器，能够对采集的与杂 散电流相关的数据提供时间信息，从而提升计算杂散电流相关参数的准确性和实时性。 本实用新型实施例是通过以下技术方案来实现的。
—种具有计时功能的杂散电流传感器，包括载体；采集单元；和时钟单元； 所述采集单元设于所述载体上，用于采集与杂散电流相关的数据； 所述时钟单元嵌于所述载体内，与所述数据处理电路板连接，用于向所述数据处 理电路板提供时间信息； 所述数据处理电路板嵌于所述载体内，连接于所述采集单元与所述时钟单元之 间，用于根据所述采集单元采集的与杂散电流相关的数据以及时钟单元提供的时间信息进 行数据处理，获得计算杂散电流所需参数。 可选的，所述传感器还包括嵌于所述载体外侧面的通讯接口 ，用于从远程监控系 统获取标准时间信息，对所述时钟单元提供的时间信息进行调整；以及对所述数据处理电 路板处理后获得的参数进行传输。[0012] 可选的，所述通讯接口为RS485通讯接口或者CAN通讯接口 。 可选的，所述数据处理电路板包括 第一子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算轨道对结构钢电压30分钟最 大值；和/或 第二子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算本体点位；和/或 第三子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算极化电压；和/或 第四子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算极化电压30分钟内的平均值；
和/或 第五子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算极化电压30分钟内的正向平 均值；和/或 第六子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算极化电压30分钟内的负向平 均值。 可选的，所述传感器还包括与所述传感器中的各组件连接的电源单元，用于将获
取的市电电压转化为传感器中各组件所需的电压，为各组件供电。 可选的，所述电源单元设于所述载体的外侧面或者嵌于所述载体内。 可选的，所述传感器还包括与所述电源单元连接的滤波单元，用于滤除市电电压
中的谐波分量。 可选的，所述载体为硬质塑料或者除硬质塑料外的其他绝缘材料。 以上技术方案可以看出，本实用新型实施例采用采集单元对于杂散电流险相关的
参数进行采集，自身的时钟单元对采集单元采集的数据提供时间信息，数据处理电路板根
据采集的数据以及这些数据的时间信息进行数据处理，获得计算杂散电流所需参数。由于
数据处理工作之前不需要对采集单元采集的数据进行远程传输，从而避免了传输所造成的
误差，提升了数据处理的准确性和实时性；并且数据处理的采用的时间信息是自身提供的，
为该传感器进行数据处理提供了方便，进而提升了用户体验。
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。
图1是现有技术1提供的监测杂散电流的系统示意图； 图2是本实用新型实施例一提供的具有计时功能的杂散电流传感器结构示意图； 图3是本实用新型实施例二提供的具有计时功能的杂散电流传感器结构示意图； 图4是本实用新型实施例二提供的RS485通讯接口的结构示意图； 图5是本实用新型实施例二提供的CAN通讯接口的结构示意图； 图6是本实用新型实施例三提供的具有计时功能的杂散电流传感器结构示意图； 图7是本实用新型实施例四提供的具有计时功能的杂散电流传感器结构示意图。
具体实施方式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，所描述的实施例只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，都属于本实用新型所保护的范围。 本实用新型实施例提供一种具有计时功能的杂散电流传感器，不需要远程传输， 直接根据采集的数据以及自身为采集的数据提供的时间信息进行数据处理，获取与杂散电 流相关的参数，以提升数据处理的准确性和及时性。以下分别列举实施例进行详细说明。 实施例一、 参见图2，为本实用新型实施例一提供的具有计时功能的杂散电流传感器结构示 意图，包括 载体201 ;采集单元202 ;时钟单元203 ;以及数据处理电路板204。 采集单元202设于载体201上，用于采集与杂散电流相关的数据。 其中，采集单元202为电压传感器，采集的数据为模拟信号，由于电压传感器的工
作原理为现有技术，此处不再赘述。 其中，载体201可以为任意形状，图2示出了形状为长方形的载体201。 时钟单元203，嵌于载体201内，与数据处理电路板204连接，用于向数据处理电路
板204提供时间信息，该时钟单元203可以为石英晶体振荡器。 数据处理电路板204嵌于载体201内，连接于采集单元202与时钟单元203之间， 用于根据采集单元202采集的与杂散电流相关的数据以及时钟单元203提供的时间信息进 行数据处理，获得计算杂散电流所需参数。 例如，数据处理电路板204计算30分钟内每个时间点的轨道对结构钢电压，然后 获取30分钟内轨道对结构钢电压的最大值。 其中，与杂散电流相关参数包括轨道对结构钢电压30分钟最大值、和/或本体点 位、和/或极化电压、和/或极化电压30分钟内的平均值、和/或极化电压30分钟内的正 向平均值、和/或极化电压30分钟内的负向平均值。 数据处理电路板204包括第一子电路板、第二子电路板、第三子电路板、第四子电 路板、第五子电路板，第六子电路板中的至少一个，两个以后的子电路板可以集成在一起。 其中 第一子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算轨道对结构钢电压30分钟最 大值。 第二子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算本体点位。 第三子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算极化电压。 第四子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算极化电压30分钟内的平均值。 第五子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算极化电压30分钟内的正向平 均值。 第六子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算极化电压30分钟内的负向平 均值。 由于与杂散电流相关参数的计算过程为本 域技术人员公知技术，故此处不再赘述。 本实施例中，通过采集单元202采集与杂散电流相关的数据，以及自身的时钟单 元203对采集单元202采集的数据提供的时间信息，数据处理电路板204从采集单元202 以及时钟单元203获取的时间信息进行数据处理，获得计算杂散电流所需参数。由于数据 处理工作之前不需要对采集单元202采集的数据进行远程传输，从而避免了传输所造成的 误差，提升了数据处理的准确性和实时性；并且数据处理的采用的时间信息是自身提供的， 为该传感器进行数据处理提供了方便，进而提升了用户体验。 实施例二、 参见图3，为本实用新型实施例二提供的具有计时功能的杂散电流传感器结构示 意图，相对于实施例一提供的杂散电流传感器，在实施例一提供的载体201 ;采集单元202 ; 时钟单元203 ;以及数据处理电路板204的基础上，还包括 嵌于所述载体外侧面的通讯接口 301，用于从远程监控系统获取标准时间信息，对 所述时钟单元203提供的时间信息进行调整；以及对所述数据处理电路板204处理后获得 的参数进行传输。 其中，通讯接口 301为RS485通讯接口或者CAN通讯接口 。 RS485通讯接口的结构示意图如图4所示，每个RS485通讯接口包括输入端401和 输出端402，输入端401与数据处理电路板204的输出端连接；输出端402与远程监控系统 的输入端连接。在进行数据传输时，数据处理电路板204通过输入端401输入数据，输出端 402将输入端接收的数据通过远程监控系统的串口卡传输给远程监控系统。每个远程监控 系统可与32个RS485通讯接口连接，即每个远程监控系统可与32个本实用新型提供的杂 散电流传感器连接。 CAN通讯接口的结构示意图如图5所示。每个RS485通讯接口包括输入端501和 输出端502，输入端501与数据处理电路板204的输出端连接；输出端502与远程监控系统 的输入端连接。在进行数据传输时，数据处理电路板204通过输入端501输入数据，输出端 502将输入端接收的数据通过远程监控系统的网卡传输给远程监控系统。每个远程监控系 统可与96个CAN通讯接口连接，即每个远程监控系统可与96个本实用新型提供的杂散电 流传感器连接。 本实施例相对于实施例一提供的杂散电流传感器，可通过通讯接口 301将数据处 理电路板204获得的参数传输给远程监控系统，从而减轻了远程监控系统的工作负担，并 且可实现对计算杂散电流相关参数的远程监控功能；并且通过远程监控系统提供的时间信 息对本实施例中杂散电流传感器提供的时间信息进行校验，提高了数据处理电路板204通
过计算获得的参数的准确性。 实施例三、 参见图6，为本实用新型实施例三提供的具有计时功能的杂散电流传感器结构示 意图，相对于实施例二提供的传感器，在实施例二提供的载体201 ;采集单元202 ;时钟单元 203 ;数据处理电路板204 ;以及通讯接口 301的基础上，还包括 与传感器中的各组件连接的电源单元601，用于将获取的市电电压转化为传感器 中各组件所需的电压，为各组件供电。 其中，电源单元601设于载体201的外侧面或者嵌于所述载体201内，图6示出了嵌于载体201内的情形。 其中，载体201载体的材质为硬质塑料或者不锈钢等硬质材料。 本实施例相对于实施例二，该传感器可自身提供的电源单元601对各组件供电，
不需要额外的将市电电压转换为传感器中各组件所需的电压的外接电源装置，从而为传感
器的工作提供了方便。 实施例四、 参见图7，为本实用新型实施例四提供的具有计时功能的杂散电流传感器示意图，
相对于实施例二提供的传感器，在实施例二提供的载体201 ;采集单元202 ;时钟单元203 ;
数据处理电路板204 ;通讯接口 301、以及电源单元601的基础上，还包括 与电源单元601连接的滤波单元701，用于滤除市电电压中的谐波分量。 具体的，滤波单元701的输入端与市电电源连接，另一端与电源单元601联接。滤
波单元701可由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以
及由电容，电感组成的各种复式滤波电路。 本实施例中，市电通过滤波单元701将电压中的波动成分尽可能地减小，改造成 接近恒稳的直流电，从而可使该传感器中各组件更好的工作。 以上实施例可以看出，本实用新型通过采集单元202采集与杂散电流相关的数 据，以及自身的时钟单元203对采集单元202采集的数据提供的时间信息，数据处理电路板 204从采集单元202以及时钟单元203获取的时间信息进行数据处理，获得计算杂散电流所 需参数。由于数据处理工作之前不需要对采集单元202采集的数据进行远程传输，从而避 免了传输所造成的误差，提升了数据处理的准确性和实时性；并且数据处理的采用的时间 信息是自身提供的，为该传感器进行数据处理提供了方便，进而提升了用户体验；通过通讯 接口 301将数据处理电路板204获得的参数传输给远程监控系统，从而减轻了远程监控系 统的工作负担，并且可实现对计算杂散电流相关参数的远程监控功能；并且通过远程监控 系统提供的时间信息对本实施例中杂散电流传感器提供的时间信息进行校验，提高了数据 处理电路板204通过计算获得的参数的准确性；通过自身提供的电源单元601对各组件供 电，不需要额外的将市电电压转换为传感器中各组件所需的电压的外接电源装置，从而为 传感器的工作提供了方便；通过滤波单元701将电压中的波动成分尽可能地减小，改造成 接近恒稳的直流电，从而可使该传感器中各组件更好的工作。 以上对本实用新型进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理 及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心 思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用 范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求一种具有计时功能的杂散电流传感器，其特征在于，包括载体；采集单元；和时钟单元；所述采集单元设于所述载体上，用于采集与杂散电流相关的数据；所述时钟单元嵌于所述载体内，与所述数据处理电路板连接，用于向所述数据处理电路板提供时间信息；所述数据处理电路板嵌于所述载体内，连接于所述采集单元与所述时钟单元之间，用于根据所述采集单元采集的与杂散电流相关的数据以及时钟单元提供的时间信息进行数据处理，获得计算杂散电流所需参数。
2. 根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括 嵌于所述载体外侧面的通讯接口 ，用于从远程监控系统获取标准时间信息，对所述时钟单元提供的时间信息进行调整；以及对所述数据处理电路板处理后获得的参数进行传 输。
3. 根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述通讯接口为RS485通讯接口或者 CAN通讯接口 。
4. 根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述数据处理电路板包括 第一子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算轨道对结构钢电压30分钟最大值；和/或第二子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算本体点位；和/或 第三子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算极化电压；和/或 第四子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算极化电压30分钟内的平均值；和/或第五子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算极化电压30分钟内的正向平均值； 和/或第六子电路板，用于通过采集单元采集的数据计算极化电压30分钟内的负向平均值。
5. 根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括与所述传感器中的各组件连接的电源单元，用于将获取的市电电压转化为传感器中各 组件所需的电压，为各组件供电。
6. 根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述电源单元设于所述载体的外侧面 或者嵌于所述载体内。
7. 根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括 与所述电源单元连接的滤波单元，用于滤除市电电压中的谐波分量。
8. 根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述载体为硬质塑料或者除硬质塑料 外的其他绝缘材料。
专利摘要本实用新型公开了一种具有计时功能的杂散电流传感器，包括载体；采集单元；和时钟单元；所述采集单元设于所述载体上，用于采集与杂散电流相关的数据；所述时钟单元嵌于所述载体内，与所述数据处理电路板连接，用于向所述数据处理电路板提供时间信息；所述数据处理电路板嵌于所述载体内，连接于所述采集单元与所述时钟单元之间，用于根据所述采集单元采集的与杂散电流相关的数据以及时钟单元提供的时间信息进行数据处理，获得计算杂散电流所需参数。本实用新型技术方案由于能够对采集的与杂散电流相关的数据提供时间信息，从而提升计算杂散电流相关参数的准确性和实时性。
文档编号G01R19/00GK201489041SQ200920162609
公开日2010年5月26日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者何育坤, 张应榜, 马永军 申请人:深圳市华力特电气股份有限公司