一种暗线检测仪的制作方法

本发明涉及自动检测与报警仪器，尤其涉及一种暗线检测仪。
背景技术：
：暗线是指将线路埋于墙壁或地面中剔好的槽中。为了美化家居，许多居民将电线、网线、电话线等埋设在墙体或混泥土楼板内。然而，当这些线需要维修时，由于没法知道它的具体位置，工作人员利用冲击钻沿着线的大致方向钻孔寻找，严重破坏墙体的整体结构，给房屋留下极大的隐患；再者，居民在墙上钉铁钉挂物件时，由于记不起导线所在的位置，当铁钉接触到通有电的导线时，容易发生触电事故。现有技术中，有以下几种检测暗线的方法：1.通用金属探测仪，使用高频振荡器检测电线的涡电流从而确定金属大致位置；2.信号型故障定位仪，通过把发射仪载入故障电线，用接收仪接收发射信号以确定电线位置；3.射线照相仪,根据穿透墙体的射线在底片上感光形成的图像情况，得出墙内物体的大致位置。但是这些方法均存在一定的缺陷，即：1.通用金属探测仪对墙内物体分辨率低，不能有效区分墙内通电电线和钢筋等金属；2.信号型故障定位仪价格昂贵，体积庞大，发射部件需接入回路中，属于对墙面和电线有伤害的检测；3.射线照相仪价格昂贵，体积庞大，发射出的射线对周边人群有严重的辐射伤害。技术实现要素：为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种暗线检测仪，利用电磁感应原理和热电效应原理融合探测暗线的具体位置，暗线没通电时，电磁感应原理检测暗线，暗线通电时，电磁感应原理和热电效应原理融合检测暗线，并通过液晶显示屏显示暗线所在的具体位置，且通过语音报警器为用户提供报警信息。本发明不仅能检测到通了电的暗线，也能检测未通电的导线，误检率低。为实现上述目的，本发明提供的一种暗线检测仪是这样实现的：一种暗线检测仪，特征是：包括塑料盒、液晶显示屏、语音报警器、发射线圈、菲涅尔透镜、红外热释电传感器、接收器、控制电路板，液晶显示屏镶嵌在塑料盒顶部，用于显示检测到暗线的具体位置，语音报警器、发射线圈、红外热释电传感器、接收器、控制电路板安装在塑料盒内部，菲涅尔透镜镶嵌在塑料盒底部，用于提高红外热释电传感器的探测灵敏度，当探测到暗线时，语音报警器为用户提供报警信息，发射线圈用于产生电磁场，利用该磁场去感应暗线，使暗线发出磁场，且接收器安装在发射线圈中间，用于检测导线产生涡电流的变化信息、红外热释电传感器安装在菲涅尔透镜内部，用于探测通了电的暗线，控制电路板用于接收红外热释电传感器、接收器探测到的暗线信息，并控制液晶显示屏、语音报警器提供报警信息。本发明利用电磁感应原理和热电效应原理融合探测暗线的具体位置，暗线没通电时，通过发射线圈产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场在空间产生涡旋电场，而涡旋电场如果遇到导线的话，会形成涡电流，通过接收器检测该涡电流的变化信息，且接收器能完全屏蔽发射线圈产生的磁场。但它不会屏蔽从暗线传来的磁场；暗线通电时，通过红外热释电传感器和接收器融合检测通电导线上会产生的热量的原理来检测通电暗线的位置信息。本发明的控制电路板控制红外热释电传感器优先检测，当红外热释电传感器检测到热源时，再控制发射线圈和接收器去检测是否为暗线。本发明的控制电路板上设有放大电路、磁场数据采集电路、线圈振荡电路、滤波电路、a/d转换电路、单片机最小系统电路，由线圈振荡电路控制发射线圈产生产生周期性变化的磁场，接收器将检测到的导线产生涡电流的变化信息和热释电红外传感器检测到的红外辐射信息发送给放大电路进行放大处理，并将放大后的涡电流的变化信息和红外辐射信息传输至滤波电路进行滤波处理，经过滤波后的信息发送到a/d转换电路进行模数转换为数字信号，并将涡电流的变化信息和红外辐射信息的数字信号传输给单片机最小系统电路进行融合处理。本发明利用电磁感应原理和热电效应原理融合探测暗线的具体位置的结构，从而可以得到以下有益效果：1.本发明在暗线没通电时，通过发射线圈产生周期性变化的磁场，通过接收器检测导线上的涡电流的变化信息来检测暗线的位置信息，无需破坏墙体的整体结构既可以检测出导线所在的位置。2.本发明在暗线通电时，通过红外热释电传感器和接收器融合检测通电导线上会产生的热量的原理来检测通电暗线的位置信息，有效的防止通电导线产生的电磁场对接收器造成误检。3.本发明通过液晶显示屏显示暗线所在的具体位置，且通过语音报警器为用户提供报警信息，能有效的降低居民在墙上钉铁钉挂物件时，由于记不起导线所在的位置而发生触电事故。附图说明图1为本发明一实施例提供的暗线检测仪的安装的结构示意图；图2为本发明一实施例提供的暗线检测仪的检测面示意图；图3为本发明一实施例提供的暗线检测仪的工作原理图；图4为本发明一实施例提供的暗线检测仪的发射线圈振荡电路图；图5为本发明一实施例提供的暗线检测仪的接收器电路图；图6为本发明一实施例提供的暗线检测仪的放大电路、滤波电路、a/d转换电路图；图7为本发明一实施例提供的暗线检测仪的单片机最小系统电路图。主要元件符号说明。塑料盒1液晶显示屏2语音报警器3发射线圈4菲涅尔透镜5红外热释电传感器6接收器7控制电路板8具体实施方式下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。请参阅图1至7，所示为本发明一实施例中的一种暗线检测仪，包括盒体1、液晶显示屏2、语音报警器3、发射线圈4、菲涅尔透镜5、红外热释电传感器6、接收器7、控制电路板8，其中，盒体1具体采用塑料盒体1。如图1所示，所述的液晶显示屏2镶嵌在塑料盒1顶部，用于显示检测到暗线的具体位置，语音报警器3、发射线圈4、红外热释电传感器6、接收器7、控制电路板8安装在塑料盒1内部，菲涅尔透镜5镶嵌在塑料盒1底部，用于提高红外热释电传感器6的探测灵敏度，当探测到暗线时，语音报警器3为用户提供报警信息，发射线圈4用于产生电磁场，利用该磁场去感应暗线，使暗线发出磁场，且接收器7安装在发射线圈4中间，用于检测导线产生涡电流的变化信息、红外热释电传感器6安装在菲涅尔透镜5内部，用于探测通了电的暗线，控制电路板8用于接收红外热释电传感器6、接收器7探测到的暗线信息，并控制液晶显示屏2、语音报警器3提供报警信息。所述利用电磁感应原理和热电效应原理融合探测暗线的具体位置，暗线没通电时，发射线圈4的电流会产生一个电磁场，磁场的极性垂直于发射线圈4所在平面，每当电流改变方向，磁场的极性都会随之改变，即：如果发射线圈平行于暗线，那么磁场的方向会不断地交替变化，一会儿垂直于暗线向下，一会儿又垂直于暗线向上，磁场方向在暗线上反复变化，它会与暗线发生作用，导致暗线自身也会产生微弱的磁场，该微弱磁场的发射线圈4磁场的极性恰好相反，如果发射线圈4产生的磁场方向垂直暗线向下，则暗线磁场就垂直于暗线向上，这样一来，当接收器7位于正在发射线圈4磁场的暗线上方时，接收器上就会产生一个微弱的电流。通过接收器7检测该电流的变化信息，且接收器7能完全屏蔽发射线圈4产生的磁场。但它不会屏蔽从暗线传来的磁场；暗线通电时，通过红外热释电传感器6和接收器融合检测通电导线上会产生的热量的原理来检测通电暗线的位置信息。所述的控制电路板8控制红外热释电传感器6优先检测，当红外热释电传感器6检测到热源时，再控制发射线圈4和接收器7去检测是否为暗线，能有效的防止其他热源对红外热释电传感器6、外界电磁场对接收器7造成干扰。所述的液晶显示屏2采用12864液晶显示器。所述的语音报警器3采用蜂鸣器。如图3所示，所述的控制电路板8上设有放大电路、磁场数据采集电路、线圈振荡电路、滤波电路、a/d转换电路、单片机最小系统电路，其中，接收器7的电路即为磁场数据采集电路，由线圈振荡电路控制发射线圈4产生周期性变化的磁场，磁场数据采集电路将检测到的导线产生涡电流的变化信息和热释电红外传感器6检测到的红外辐射信息发送给放大电路进行放大处理，并将放大后的涡电流的变化信息和红外辐射信息传输至滤波电路进行滤波处理，经过滤波后的信息发送到a/d转换电路进行模数转换为数字信号，并将涡电流的变化信息和红外辐射信息的数字信号传输给单片机最小系统电路进行融合处理。所述的线圈振荡电路包括第一lm359双运算放大器u1、第一二极管d1、第1—11电阻：r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11，第1—5电容：c1、c2、c3、c4、c5，第一晶体三极管q1，第一电阻r1串联在第一lm359双运算放大器u1同相输入端7脚与5v稳压电源的vcc之间，第一二极管d1与第四电阻r4并联后与第二电阻r2串联在第一lm359双运算放大器u1的反向输入端6脚和信号输出端2脚之间，第一电容c1串联在第二电阻r2的一端和5v稳压电源的gnd之间，第三电阻r3串联在第一lm359双运算放大器u1的正电源端12脚和5v稳压电源的vcc之间，第五电阻r5串联在第一lm359双运算放大器u1的补偿端3脚和5v稳压电源的vcc之间，第六电阻r6串联在第一lm359双运算放大器u1的同相输入端7脚与信号输出端2脚之间，第七电阻r7串联在第一lm359双运算放大器u1的参考信号输入端8脚和参考信号输出端1脚之间，第二电容c2串联在第一lm359双运算放大器u1的信号输出端2脚和第一晶体三极管q1的基极之间，第八电阻r8串联在第一晶体三极管q1的基极与5v稳压电源的vcc之间，第九电阻r9串联在第一晶体三极管q1的基极与5v稳压电源的gnd之间，第十电阻r10串联在第一晶体三极管q1的集电极与5v稳压电源的vcc之间，第十一电阻r11和第五电容c5并联在第一晶体三极管q1的发射极与5v稳压电源的gnd之间，第四电容c4与发射线圈4并联后与第三电容c3串联在第一晶体三极管q1的集电极与5v稳压电源的gnd之间。所述的磁场数据采集电路包括第12—18电阻r12、r13、r14、r15、r16、r17、r18，第二lm358双运算放大器u2、第三lm358双运算放大器u3、ugn3503u线性霍尔传感器、第二二极管d2，第十八电阻r18串联在ugn3503u线性霍尔传感器的正电源端1脚与5v稳压电源的vcc之间，ugn3503u线性霍尔传感器的负电源端2脚接5v稳压电源的gnd，ugn3503u线性霍尔传感器的信号输出端3脚与第二lm358双运算放大器u2的同相输入端3脚，第十二电阻r12串联在第二lm358双运算放大器u2的反向输入端2脚和信号输出端1脚之间，第十三电阻r13串联在第二lm358双运算放大器u2的信号输出端1脚与第三lm358双运算放大器u3的信号输出端1脚之间，第十四电阻r14串联在第二lm358双运算放大器u2的信号输出端1脚与第三lm358双运算放大器u3的反向输入端2脚之间，第二二极管d2与第十五电阻r15反向并联在第三lm358双运算放大器u3的反向输入端2脚与信号输出端1脚之间，第十六电阻r16串联在第三lm358双运算放大器u3的同向输入端3脚与信号输出端1脚之间，第十七电阻r17串联在第三lm358双运算放大器u3的同向输入端3脚与5v稳压电源的gnd之间。所述的放大电路、滤波电路、a/d转换电路包括第四lm358双运算放大器u4、ad843运算放大器u5、第一lm324四运算放大器u6、第二lm324四运算放大器u7、第三二极管d3、第四二极管d4、第19—37电阻：r19、r20、r21、r22、r23、r24、r25、r26、r27、r28、r29、r30、r31、r32、r33、r34、r35、r36、r37,第6—18电容：c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18，第一adc0804模数转换器u8、第二adc0804模数转换器u9，第十九电阻r19与第六电容c6并联在红外热释电传感器6的电源正极端与5v稳压电源的vcc之间，第二十一电阻r21与第七电容c7并联在第四lm358双运算放大器u4的反向输入端2脚和信号输出端1脚之间，红外热释电传感器6的信号输出端与第四lm358双运算放大器u4的反向输入端2脚连接，红外热释电传感器6的负电源端与5v稳压电源的gnd连接，第八电容c8串联在第四lm358双运算放大器u4的反向输入端2脚与5v稳压电源的gnd之间，第二十电阻r20串联在第四lm358双运算放大器u4的同相输入端3脚和5v稳压电源的gnd之间，第二十二电阻r22的一端与第四lm358双运算放大器u4的信号输出端1脚连接，第二十三电阻r23串联在第二十二电阻r22的另一端与第一lm324四运算放大器u6的反向输入端2脚之间，第九电容c9串联在第二十二电阻r22的另一端与5v稳压电源的gnd之间，第二十四电阻r24串联在第一lm324四运算放大器u6的同相输入端3脚与5v稳压电源的gnd之间，第十电容c10与第二十五电阻r25并联在第一lm324四运算放大器u6的反向输入端2脚与信号输出端1脚之间，第二十六电阻r26串联在第三lm358双运算放大器u3的信号输出端和ad843运算放大器u5的反向输入端2脚之间，ad843运算放大器u5的同相输入端3脚与5v稳压电源的gnd连接，第十一电容c11串联在ad843运算放大器u5的反向输入端2脚与5v稳压电源的gnd之间，第二十七电阻r27与第十二电容c12并联后与第三二极管d3反向串联在ad843运算放大器u5的反向输入端2脚与信号输出端1脚之间，第二十八电阻r28与第二十九电阻r29串联在ad843运算放大器u5的信号输出端1脚与第二lm324四运算放大器u7的同相输入端3脚之间，第十三电容c13串联在第二lm324四运算放大器u7的同相输入端3脚与5v稳压电源的gnd之间，第十四电容c14串联在二十八电阻r28与第二十九电阻r29连接处与第二lm324四运算放大器u7的信号输出端1脚之间，第三十电阻r30串联在第二lm324四运算放大器u7的反相输入端2脚与5v稳压电源的gnd之间，第三十一电阻r31与第四二极管d4反向并联在第二lm324四运算放大器u7的反相输入端2脚与信号输出端1脚之间，第三十二电阻r32串联在第一adc0804模数转换器u8的正电源端与5v稳压电源的vcc之间，第十五电容c15串联在5v稳压电源的vcc与gnd之间，第十六电容c16串联在第一adc0804模数转换器u8的时钟信号输入端4脚与5v稳压电源的gnd之间，第三十三电阻r33串联在第一adc0804模数转换器u8的时钟信号输入端4脚与内部时钟发生器的外接电阻端19脚之间，第三十四电阻r34串联在第一adc0804模数转换器u8的参考电平输入端9脚与5v稳压电源的vcc之间，第一lm324四运算放大器u6的信号输出端与第一adc0804模数转换器u8的模拟信号输入端6脚连接，第一adc0804模数转换器u8的模拟信号输入端7脚、模拟电源地线端8脚、数字电源地线端10脚接5v稳压电源的gnd，第三十五电阻r35串联在第二adc0804模数转换器u9的正电源端与5v稳压电源的vcc之间，第十七电容c17串联在5v稳压电源的vcc与gnd之间，第十八电容c18串联在第二adc0804模数转换器u9的时钟信号输入端4脚与5v稳压电源的gnd之间，第三十六电阻r36串联在第二adc0804模数转换器u9的时钟信号输入端4脚与内部时钟发生器的外接电阻端19脚之间，第三十四七电阻r37串联在第二adc0804模数转换器u9的参考电平输入端9脚与5v稳压电源的vcc之间，第二lm324四运算放大器u7的信号输出端与第二adc0804模数转换器u9的模拟信号输入端6脚连接，第二adc0804模数转换器u9的模拟信号输入端7脚、模拟电源地线端8脚、数字电源地线端10脚接5v稳压电源的gnd。所述的单片机最小系统电路包括第一74hc573锁存器u10、第二74hc573锁存器u11、at89c51单片机u12，第19—21电容c19、c20、c21，第38—41电阻r38、r39、r40、r41，第二晶体三极管q2、排阻j、晶振y1、复位开关s1，第一74hc573锁存器u10的三态使能输出端1脚和接地端10脚接5v稳压电源的gnd，第一74hc573锁存器u10的正电源端接5v稳压电源的vcc，第一74hc573锁存器u10的数据输入端2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚分别与第一adc0804模数转换器u8的数字信号输出端18脚、17脚、16脚、15脚、14脚、13脚、12脚、11脚连接，第一74hc573锁存器u10的三态锁存输出端19脚、18脚、17脚、16脚、15脚、14脚、13脚、12脚分别与at89c51单片机u12的i/o口1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚连接，第一74hc573锁存器u10的锁存使能输入端11脚与at89c51单片机u12的i/o口13脚连接，排阻j串联在第一adc0804模数转换器u8的转换完毕中断提供端5脚、写信号输入端3、读信号输入端2、片选信号输入端1、第二adc0804模数转换器u9的转换完毕中断提供端5脚、写信号输入端3、读信号输入端2、片选信号输入端1与at89c51单片机u12的i/o口39脚、38脚、37脚、36脚、35脚、34脚、33脚、32脚之间，第二74hc573锁存器u111的三态使能输出端1脚和接地端10脚接5v稳压电源的gnd，第二74hc573锁存器u11的正电源端接5v稳压电源的vcc，第二74hc573锁存器u11的数据输入端2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚分别与第二adc0804模数转换器u9的数字信号输出端18脚、17脚、16脚、15脚、14脚、13脚、12脚、11脚连接，第二74hc573锁存器u11的三态锁存输出端19脚、18脚、17脚、16脚、15脚、14脚、13脚、12脚分别与at89c51单片机u12的i/o口1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚连接，第二74hc573锁存器u11的锁存使能输入端11脚与at89c51单片机u12的i/o口12脚连接，第十九电容c19串联在at89c51单片机u12的外接时钟引脚端19脚与5v稳压电源的gnd之间，第二十电容c20串联在at89c51单片机u12的外接时钟引脚端18脚与5v稳压电源的gnd之间，晶振y1串联在at89c51单片机u12的外接时钟引脚端19脚与外接时钟引脚端18脚之间，第三十八电阻r38与复位开关s1串联后与第二十一电容c21串联在at89c51单片机u12的复位端9脚与5v稳压电源的vcc之间，at89c51单片机u12的外部访问端31脚接5v稳压电源的vcc，第三十九电阻r39串联在at89c51单片机u12的复位端9脚与负电源端20脚后接5v稳压电源的gnd，at89c51单片机u12的正电源端40脚与排阻j的正电源端接5v稳压电源的vcc，第四十一电阻r41串联在at89c51单片机u12的i/o口21脚和第二晶体三极管q2的基极之间，第四十电阻r40串联在第二晶体三极管q2的集电极与5v稳压电源的vcc之间，蜂鸣器串联在第二晶体三极管q2的发射极与5v稳压电源的gnd之间，12864液晶显示器的电源地端1脚和背光电源负极20脚接5v稳压电源的gnd，12864液晶显示器的复位端17脚、背光电源正极19脚、电源正极端2脚接5v稳压电源的vcc，第四十二电阻r42串联在12864液晶显示器的液晶显示对比度调节端3脚与5v稳压电源的vcc之间，12864液晶显示器的片选端4脚、读/写选择端5脚、使能端6脚、并/串选择端15脚、数据口端7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚分别与at89c51单片机u12的i/o口15脚、16脚、14脚、17脚、23脚、24脚、25脚、26脚、27脚、28脚、10脚、11脚。本发明的工作原理与工作过程如下：如图3所示，利用电磁感应原理和热电效应原理融合探测暗线的具体位置，暗线没通电时，通过发射线圈4产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场在空间产生涡旋电场，而涡旋电场如果遇到导线的话，会形成涡电流，通过接收器7检测该涡电流的变化信息，且接收器7能完全屏蔽发射线圈4产生的磁场。但它不会屏蔽从暗线传来的磁场；暗线通电时，通过红外热释电传感器6和接收器7融合检测通电导线上会产生的热量的原理来检测通电暗线的位置信息；即：由线圈振荡电路控制发射线圈4产生周期性变化的磁场，磁场数据采集电路将检测到的导线产生涡电流的变化信息和热释电红外传感器6检测到的红外辐射信息发送给放大电路进行放大处理，并将放大后的涡电流的变化信息和红外辐射信息传输至滤波电路进行滤波处理，经过滤波后的信息发送到a/d转换电路进行模数转换为数字信号，并将涡电流的变化信息和红外辐射信息的数字信号传输给单片机最小系统电路进行融合处理，当探测到暗线时，单片机最小系统电路控制语音报警器3为用户提供报警信息，并控制液晶显示屏2显示暗线的具体位置信息。当前第1页12