一种智能防触电报警器的制作方法

本实用新型实施例涉及防触电报警技术领域，尤其涉及一种智能防触电报警器。

背景技术：

电力安全工作规程中规定，人身及工器具要与10kv带电设备保持大于0.7米的安全距离。在电力系统中，10kv电力线路覆盖范围较广，且运行环境相对复杂。作业人员需要经常在10kv带电线路杆塔上进行检修、测量、防腐、巡视检查、紧杆塔螺栓和清除杆塔上异物等工作。通常情况下，作业人员大多依靠人眼目测确定安全距离，而在工作过程中，随着人员和工器具的移动，加上作业人员粗心大意、恶劣天气和设备漏电等主、客观因素的影响，很难实时保证0.7米的安全距离，极易引发触电伤亡事故。此外，当杆塔倒塌、暴雨天气处理配电线路单相故障接地时，也容易造成现场工作人员触电。

技术实现要素：

本实用新型提供一种智能防触电报警器，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

本实用新型实施例提供一种智能防触电报警器，包括电场传感器、滤波及放大电路、电场强度显示单元、档位选择单元、报警单元和单片机数据分析处理单元；其中，

所述滤波及放大电路一端与所述电场传感器连接，另一端与所述单片机数据分析处理单元连接；

所述电场强度显示单元、档位选择单元、报警单元分别与所述单片机数据分析处理单元连接；

所述电场传感器用于感应周围交流电的电场强度，得到电场强度交流信号；

所述滤波及放大电路用于对所述电场强度交流信号进行滤波和放大处理，并转换成电场强度直流信号，提供给所述单片机数据分析处理单元；

所述单片机数据分析处理单元用于对所述电场强度直流信号进行a/d转换，得到电场强度值；以及用于将所述电场强度值与预设电场强度限值进行对比；

所述档位选择单元用于选择对应于不同电压等级的档位；

所述报警单元用于接受所述单片机数据分析处理单元的控制，对外发出警报；

所述电场强度显示单元用于接受所述单片机数据分析处理单元的控制实时显示所述电场强度值。

进一步地，所述智能防触电报警器，还包括电源单元；

所述电源单元用于为所述电场传感器、滤波及放大电路、电场强度显示单元、档位选择单元、报警单元和单片机数据分析处理单元提供工作电源。

进一步地，所述智能防触电报警器，还包括绝缘壳体；

所述电场传感器、电场强度显示单元、档位选择单元和报警单元设置在所述绝缘壳体上；

所述滤波及放大电路、单片机数据分析处理单元和电源单元设置在所述绝缘壳体内。

进一步地，所述智能防触电报警器中，所述电场传感器为电容式单极板电极；

所述电容式单极板电极为一个或多个，多个所述电容式单极板电极分别用于感应分布在不同方位的电场。

进一步地，所述智能防触电报警器中，所述滤波及放大电路包括rc低通滤波器、二阶巴特沃思低通滤波器和放大电路。

进一步地，所述智能防触电报警器中，所述报警单元包括报警灯、扬声器和震动器；

所述报警灯、扬声器和震动器分别与所述单片机数据分析处理单元连接。

进一步地，所述智能防触电报警器中，所述单片机数据分析处理单元包括信号处理模块和单片机控制器；

所述信号处理模块与所述滤波及放大电路连接，用于将所述电场强度直流信号a/d转换成电场强度值，并提供给所述单片机控制器；

所述单片机控制器与所述信号处理模块连接，用于将所述电场强度值与预设电场强度限值进行对比，当所述电场强度值超过预设电场强度限值时，控制所述报警模块发出警报以及控制所述电场强度显示单元实时显示所述电场强度值。

本实用新型实施例提供的一种智能防触电报警器，重量小、小巧灵活，安装使用很方便，当工作人员不慎走进高压带电的危险区域时，报警器会发出报警，从而引起工作人员的警惕，避免触点事故的发生，能够适用不同电压等级的环境，应用范围广。

附图说明

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它的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的一种智能防触电报警器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中滤波及放大电路的结构示意图。

附图标记：

电场传感器10，滤波及放大电路20，电场强度显示单元30，档位选择单元40，报警单元50，单片机数据分析处理单元60，电源单元70。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

请参考图1，本实用新型实施例提供一种智能防触电报警器，包括电场传感器10、滤波及放大电路20、电场强度显示单元30、档位选择单元40、报警单元50和单片机数据分析处理单元60；其中，

所述滤波及放大电路20一端与所述电场传感器10连接，另一端与所述单片机数据分析处理单元60连接；

所述电场强度显示单元30、档位选择单元40、报警单元50分别与所述单片机数据分析处理单元60连接；

所述电场传感器10用于感应周围交流电的电场强度，得到电场强度交流信号；

所述滤波及放大电路20用于对所述电场强度交流信号进行滤波和放大处理，并转换成电场强度直流信号，提供给所述单片机数据分析处理单元60；

所述单片机数据分析处理单元60用于对所述电场强度直流信号进行a/d转换，得到电场强度值；以及用于将所述电场强度值与预设电场强度限值进行对比；

所述档位选择单元40用于选择对应于不同电压等级的档位；

所述报警单元50用于接受所述单片机数据分析处理单元60的控制，对外发出警报；

所述电场强度显示单元30用于接受所述单片机数据分析处理单元60的控制实时显示所述电场强度值。

优选的，还包括电源单元70；

所述电源单元70用于为所述电场传感器10、滤波及放大电路20、电场强度显示单元30、档位选择单元40、报警单元50和单片机数据分析处理单元60提供工作电源。

优选的，还包括绝缘壳体；

所述电场传感器10、电场强度显示单元30、档位选择单元40和报警单元50设置在所述绝缘壳体上；

所述滤波及放大电路20、单片机数据分析处理单元60和电源单元70设置在所述绝缘壳体内。

优选的，所述电场传感器10为电容式单极板电极；

所述电容式单极板电极为一个或多个，多个所述电容式单极板电极分别用于感应分布在不同方位的电场。

如图2所示，优选的，所述滤波及放大电路20包括rc低通滤波器、二阶巴特沃思低通滤波器和放大电路。

需要说明的是，电场传感器10测得的外部电场信号以电压的形式输入，经rc低通滤波器、二阶巴特沃思低通滤波器滤波后，进行信号放大处理；放大后的信号再经过一次滤波后输入单片机数据分析处理单元60，进行分析。为了防止过高的信号电压串入单片机数据分析处理单元60，在放大电路输出端用稳压二极管。

优选的，所述报警单元50包括报警灯、扬声器和震动器；

所述报警灯、扬声器和震动器分别与所述单片机数据分析处理单元60连接。

需要说明的是，本实用新型可以根据不同的标准设定限定值，分为三段式告警。

第一段近电告警判据：将第一段近电告警判据确定为100v/m，进行声光报警提醒周围有高压带电体；

第二段近电告警判据：将第二段近电告警判据确定为1000v/m，同时进行声光和振动告警，提醒作业人员已经接近安全作业距离；

第三段露限值报警判据：依据国家标准，当测量的电场强度大于4kv/m(公众曝露限值)，进行连续的声光报警，提醒不要长期处于该位置。同时通过场强度显示单元对电场强度值实时显示。

优选的，所述单片机数据分析处理单元60包括信号处理模块和单片机控制器；

所述信号处理模块与所述滤波及放大电路20连接，用于将所述电场强度直流信号a/d转换成电场强度值，并提供给所述单片机控制器；

所述单片机控制器与所述信号处理模块连接，用于将所述电场强度值与预设电场强度限值进行对比，当所述电场强度值超过预设电场强度限值时，控制所述报警模块发出警报以及控制所述电场强度显示单元30实时显示所述电场强度值。

具体的，单片机数据分析处理单元60采用型号为c8051f020的单片机控制器，该单片机控制器的adc0子系统含有一个12位分辨率、最大转换速率为100ksps的逐次逼近寄存器型adc；此adc的电压基准可以由内部dac的输出或外部提供；因此，装置利用内部资源，进行ad转换；此外，基准电压由外部芯片ref192提供，这种芯片提供的2.5v电压，具有很高的稳定性，输出电压的最大偏移仅为2mv。

本实用新型实施例提供的一种智能防触电报警器，重量小、小巧灵活，安装使用很方便，当工作人员不慎走进高压带电的危险区域时，报警器会发出报警，从而引起工作人员的警惕，避免触点事故的发生，能够适用不同电压等级的环境，应用范围广。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。