一种压电式数显仪表的制作方法

本实用新型涉及气体状态检测领域，尤其是一种压电式数显仪表。

背景技术：

对气体状态进行监测，尤其是对有害气体的状态进行监测是现代工业的重要环节。以六氟化硫气体为例，六氟化硫电气产品广泛应用在电力、工矿等企业，促进了电力行业的快速发展，保证六氟化硫电气产品的可靠安全运行是电力部门的重要任务之一。六氟化硫气体的灭弧特性和绝缘特性是电气产品安全运行的重要保证，若电气产品中的六氟化硫气体发生泄漏，不仅会引起较大的安全事故，并且会对环境空气造成污染，因此对电气产品六氟化硫气体的状态进行监测是十分必要的。

数显仪表是气体状态监测装置的重要组件，它与密度开关或密度继电器配合使用。密度开关或密度继电器安装于SF6绝缘气室上面，实时监视气室内SF6气体状态，并输出代表气室内气体状态的开关量信号；数显仪表的作用是把密度开关或密度继电器输出的开关量信号进行就地显示，以便于巡检时就地查看气室内气体状态。

申请号CN201220707707.2的中国专利文献《多功能数显仪表》，公开了一种多功能数显仪表，其特征在于包括电源管理模块、单片机、存储芯片、计量芯片、LCD驱动模块、LCD显示模块，所述计量芯片与所述单片机连接，所述存储芯片与所述单片机连接，所述单片机的一个输出端与所述LCD驱动模块连接，所述LCD驱动模块的输出端与所述LCD显示模块连接，所述计量芯片与所述单片机连接，所述计量芯片设有三个电压互感器和三个电流互感器组成的采集线路，在所述单片机上分别连接按键接口、通信接口、数字输入、输出接口，所述电源管理模块分别与单片机、存储芯片、计量芯片、LCD驱动模块、LCD显示模块、通信接口、数字输入、输出接口电连接。本申请的数显仪表虽可使用于气体状态监测领域的开关量状态显示，但成本较高，且仍需使用外部电源供电，当安装于高电磁干扰的环网柜、开关柜内部时，其抗电磁干扰能力有待提高。

申请号CN201320088597.0的中国专利文献《SF6气体密度监测设备》，本实用新型提出了一种SF6气体密度监测设备，包括用于测量SF6气体密度的密度表，所述密度表连接有接点报警系统。本实用新型通过实时监测10KV高压环网柜、开关柜SF6气体状态，运用接点报警系统做出相应的报警提示，保护监测环网柜的安全运行；减少人力浪费，物资损失。但本实用新型的开关量状态信息引入监控后台显示，巡检时无法就地查看环网柜、开关柜SF6内气体状态。

所以，如何提供一种体积小、可靠性高、成本低的数显仪表，可就地安装，使得工作人员巡检时，在现场就可以清楚直观地了解气室中气体状态，是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种无需外接供电电源即可实现巡检时查看检测气室内气体状态的压电式数显仪表。

为了达到上述目的，本实用新型所设计的一种压电式数显仪表，包括壳体、显示面板、LCD显示屏、压电片及信号处理电路；所述的显示面板设置在壳体的一端，所述的LCD显示屏和压电片均嵌在显示面板内，所述的信号处理电路设置在壳体内部，所述的压电片和LCD显示屏均与信号处理电路连接，信号处理电路用于处理外部输入的密度开关、密度继电器的开关量信号并传递至LCD显示屏上显示，压电片按压所产生的电能用于驱动LCD显示屏。

上述技术方案，在仪表工作时，通过按压嵌在显示面板上的压电片，产生的电能通过信号处理电路处理后驱动LCD显示屏显示外部输入的密度开关或密度继电器的开关量信号状态，从而巡检时即可就地查看监测气室内气体状态。从而实现数显仪表无需提供外接供电电源即可就地显示，体积小，可靠性高、成本低、安装简单方便。

所述的压电片由铜金属基片和镀银层组成，按压铜金属基片时可将按压的动能转化为电能。

所述的信号处理电路包括压电信号处理电路和外部输入开关量信号处理电路，压电信号处理电路用于将按压压电片产生的交流信号整流成LCD显示屏的驱动信号；外部输入开关量信号处理电路用于消除抖动和延时判断比较以准确判断外部输入的开关量状态。

压电信号处理电路中还包括电荷储能电路，电荷储能电路用于存储按压压电片产生的电荷，以保证LCD显示屏能被持续驱动10S以上。

所述的外部输入开关量信号处理电路处理的外部输入开关量信号为：SF6密度开关、密度继电器输出的开/合接点状态信号。

所述的LCD显示屏采用占空比1/1、偏置1/1的驱动方式，所述的信号处理电路中的压电信号处理电路将按压压电片产生的交流信号整流成占空比1/1、偏置1/1的驱动信号。

在壳体上设置有八芯航空插头，所述的八芯航空插头与外部输入开关量信号处理电路连接，用于接入外部输入开关量信号；同时能保证整个数显仪表IP65的防护等级要求。

本实用新型所得到的一种压电式数显仪表，工作时通过按压显示面板上的压电片产生电能，然后通过压电信号处理电路转化成LCD显示屏的驱动信号，由LCD显示屏显示外部输入的SF6密度开关或密度继电器的开关量状态。

本实用新型的一种压电式数显仪表，无需外部供电，具体体积小、结构简单、不发热及无电磁干扰等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的显示面板结构示意图；

图3为本实用新型的信号处理电路功能流程图；

图4为本实用新型的压电片压电效应原理图；

图5为本实用新型的LCD显示屏的驱动信号逻辑图。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。

实施例1：

如图1、图2所示，本实施例描述的一种新型压电式数显仪表，包括壳体2、显示面板1、LCD显示屏3、压电片4及信号处理电路5；所述的显示面板1设置在壳体2的一端，所述的LCD显示屏3和压电片4均嵌在显示面板1内，所述的信号处理电路5设置在壳体2内部，所述的压电片4和LCD显示屏3均与信号处理电路5连接，信号处理电路5用于处理外部输入的密度开关、密度继电器的开关量信号并传递至LCD显示屏3上显示，压电片4按压所产生的电能用于驱动LCD显示屏3。仪表工作时通过按压嵌在显示面板1上的压电片4，产生的电能通过信号处理电路5处理后，驱动LCD显示屏3显示外部输入的密度开关或密度继电器的开关量信号状态，从而巡检时即可就地查看监测气室内气体状态。

此数显仪表，通过外力按压压电片4产生的电能驱动LCD显示屏3显示，无需外接供电电源。

此数显仪表使用的压电片4，由铜金属基片和镀银层组成，其压电效应原理图如图4，在外力F按压作用下，金属基片和镀银层出现等量的正负电荷，此电荷经后续处理及储存，可用于驱动LCD显示。

如图3所示，所述的信号处理电路5包括压电信号处理电路51和外部输入开关量信号处理电路53，压电信号处理电路51用于将按压压电片4产生的交流信号整流成LCD显示屏3的驱动信号；外部输入开关量信号处理电路53用于消除抖动和延时判断比较以准确判断外部输入的开关量状态。压电信号处理电路51中还包括电荷储能电路52，电荷储能电路52用于存储按压压电片4产生的电荷，以保证能持续驱动LCD显示在10s以上。所述的外部输入开关量信号处理电路53处理的外部输入开关量信号为：SF6密度开关、密度继电器输出的开/合接点状态信号。

所述的LCD显示屏3采用占空比1/1、偏置1/1的驱动方式，驱动信号逻辑如图5所示。所述的信号处理电路5中的压电信号处理电路51将按压压电片4产生的交流信号整流成占空比1/1、偏置1/1的驱动信号。

在壳体2上设置有八芯航空插头6，所述的八芯航空插头6与外部输入开关量信号处理电路53连接，用于接入外部输入开关量信号，同时保证整个数显仪表IP65的防护等级要求。

综上所述，本实用新型提供一种体积小，无需外部供电的压电式数显仪表，工作人员现场巡检时，通过按压显示面板1上的压电片4驱动LCD显示屏3显示，由LCD显示屏3显示内容就可以清楚直观地了解气室中气体状态。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。