一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于設備故障預警的技術領域，特別涉及一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置；解決的技術問題為：提供一種方便攜帶、可根據設備的工作電量參數變化來確定設備的工作狀態、并且當設備出現故障時能夠進行預警的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置；采用的技術方案為：包括殼體，殼體內設有電路板，電路板上設有數據采集模塊、數據處理模塊和預警模塊，數據采集模塊的輸出端與數據處理模塊的輸入端相連，數據處理模塊的輸出端與預警模塊的輸入端相連；殼體上設有采集信號輸入端口和聲光報警器，采集信號輸入端口與數據采集模塊的輸入端相連，聲光報警器與預警模塊的輸出端相連；適用于故障預警領域。
【專利說明】
一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于設備故障預警的技術領域，特別涉及一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置。
【背景技術】
[0002]在大型工廠中，除了直接用于生產的設備之外，還有許多數量眾多的諸如供電、照明、空氣凈化、排氣和排污等與生產配套的設備;在一個大型綜合商業體建筑中，保障其運營的設備包括眾多照明、中央空調、發電、電梯、鍋爐和風機等設備，這些設備是否正常，將對生產或者運營產生直接的影響；而大多工廠和綜合商業體目前采用的設備故障報警機制，是在設備出現了完全損壞的故障、導致其停止運行后再進行報警，這樣的機制不僅會對生產造成直接影響，而且對設備的損害也會很大。
[0003]大多數耗能設備，在發生很多故障前，其工作狀態應該是一個趨壞的過程，只不過這種趨壞的程度在未達到故障級別之前，設備還是會帶故障進行工作，但是這種帶故障進行工作的狀態與正常工作的狀態是有差別的，一般具體體現為:用電功率出現異常、故障部位溫度發生變化等;此外，現有的一些耗能設備監測報警裝置都是由分離的各個監測模塊和報警模塊組成，元器件較多，體積較大，一旦固定在某處對某一耗能設備進行監測，就很難再隨意移動了，影響了監測工作的靈活性，降低了監測的工作效率。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為:提供一種方便攜帶、可根據設備的工作電量參數變化來確定設備的工作狀態、并且當設備出現故障時能夠進行預警的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置，包括殼體，所述殼體內設有電路板，所述電路板上設有數據采集模塊、數據處理模塊和預警模塊，所述數據采集模塊的輸出端與所述數據處理模塊的輸入端相連，所述數據處理模塊的輸出端與所述預警模塊的輸入端相連;所述殼體上設有采集信號輸入端口和聲光報警器，所述采集信號輸入端口與所述數據采集模塊的輸入端相連，所述聲光報警器與所述預警模塊的輸出端相連。
[0006]優選地，所述數據處理模塊包括單片機和存儲單元，所述單片機的輸入端為所述數據處理模塊的輸入端，所述單片機的輸出端為所述數據處理模塊的輸出端，所述存儲單元與所述單片機雙向連接，所述數據采集模塊包括電量采集芯片Ul;所述電量采集芯片Ul的電流米集正端V2P與電阻Rl的一端和電容Cl的一端相連，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端和所述采集信號輸入端口相連，所述電量采集芯片Ul的電流采集負端V2N與電阻R4的一端和電容C2的一端相連，電阻R4的另一端與電阻R3的一端和所述采集信號輸入端口相連，電容Cl的另一端、電容C2的另一端、電阻R2的另一端和電阻R3的另一端均接地;所述電量采集芯片Ul的電壓采集正端V3P通過電阻R5與所述采集信號輸入端口相連，所述電量采集芯片Ul的電壓采集正端V3P還通過電容C3接地，電阻R6并接在電容C3的兩端，所述電量采集芯片Ul的電壓采集負端V3N通過電容C4接地，電阻R7并接在電容C3的兩端;所述電量采集芯片Ul的通訊接口與所述單片機的通訊接口雙向連接。
[0007]優選地，所述電量采集芯片Ul的通訊接口為UART接口，或為SPI接口。
[0008]優選地，所述電量采集芯片Ul的基準電壓端REF通過電容C5接地，電容C6并接在電容C5的兩端，所述電量采集芯片Ul的模擬地端AGND和數字地DGND均接地;所述電量采集芯片UI的外部晶振輸入端CLK IN通過電容C8接地，所述電量采集芯片UI的外部晶振輸出端CLKOUT通過電容C7接地，所述電量采集芯片Ul的外部晶振輸入端CLKIN和外部晶振輸出端CLKOUT之間串接有晶振QI;所述電量采集芯片UI的中斷輸出端I RQ_N與所述單片機的輸入端相連;所述電量采集芯片Ul的數字電源端DVDD通過電容C19接地，電容ClO并接在電容C9的兩端，所述電量采集芯片UI的模擬電源端AVDD通過電容C11接地，電容C12并接在電容Cll的兩端，所述電量采集芯片Ul的數字電源端DVDD和模擬電源端AVDD之間串接有電阻R8，所述電量采集芯片Ul的數字電源端DVDD和模擬電源端AVDD均與+5V電壓相連，所述電量采集芯片Ul的復位端RST與+5V電壓相連。
[0009]優選地，所述電量采集芯片Ul的型號為RN8209G。
[0010]優選地，所述數據處理模塊還包括預警結果輸出單元，所述預警結果輸出單元的輸入端與所述單片機的輸出端相連，所述殼體上還設有預警結果輸出端口，所述預警結果輸出端口與所述預警結果輸出單元的輸出端相連。
[0011]優選地，所述預警結果輸出端口為RJ45接口，或為RS485接口。
[0012]優選地，所述采集信號輸入端口=包括電壓信號輸入端口和電流信號輸入端口。
[0013]優選地，所述聲光報警器包括蜂鳴器和指示燈。
[0014]本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果:
[0015]本實用新型提供的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置，通過實時采集耗能設備運行時的電量參數，然后對采集到的所述電量參數進行處理，確定所述耗能設備是否處于帶故障運行狀態，若所述耗能設備處于帶故障運行狀態，最后進行預警，本裝置開創了一種耗能設備故障預警的新機制，能廣泛應用在生產和生活中設備運行狀態的監控中，如果在耗能設備故障的萌芽狀態提前預警，并采取相應措施，就能有效的避免因設備故障可能造成的各種危害和損失;本實用新型將整個裝置進行監測報警的各個模塊集成在一塊電路板上，將電路板安裝在一個殼體里，使得整個裝置的體積較小，根據需要可隨身攜帶且可隨意移動，提高了工作人員進行監測工作的靈活性，進而提高了監測的工作效率。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明；
[0017]圖1為本實用新型實施例一提供的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置的結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型實施例一提供的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置的電路結構框圖；
[0019]圖3為本實用新型實施例一提供的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置中數據采集模塊的電路結構示意圖；
[0020]圖中:I為殼體，2為電路板，3為采集信號輸入端口，4為聲光報警器，5為預警結果輸出端口，21為數據采集模塊，22為數據處理模塊，23為預警模塊，221為單片機，222為存儲單元，223為預警結果輸出單元。
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例;基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]圖1為本實用新型實施例一提供的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置的結構示意圖，圖2為本實用新型實施例一提供的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置的電路結構框圖，如圖1、圖2所示，一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置，包括殼體I，所述殼體I內設有電路板2，所述電路板2上設有數據采集模塊21、數據處理模塊22和預警模塊23，所述數據采集模塊21的輸出端與所述數據處理模塊22的輸入端相連，所述數據處理模塊22的輸出端與所述預警模塊23的輸入端相連;所述殼體I上設有采集信號輸入端口 3和聲光報警器4，所述采集信號輸入端口 3與所述數據采集模塊21的輸入端相連，所述聲光報警器4與所述預警模塊23的輸出端相連。
[0023]進一步地，所述采集信號輸入端口3可包括電壓信號輸入端口和電流信號輸入端
□ O
[0024]本實施例中，所述數據采集模塊21采集的信號可為電壓信號，也可為電流信號。
[0025]進一步地，所述聲光報警器4可包括蜂鳴器和指示燈。
[0026]進一步地，所述數據處理模塊22包括單片機221和存儲單元222，所述單片機221的輸入端為所述數據處理模塊22的輸入端，所述單片機221的輸出端為所述數據處理模塊22的輸出端，所述存儲單元222與所述單片機221雙向連接。
[0027]進一步地，所述數據處理模塊22還包括預警結果輸出單元223，所述預警結果輸出單元223的輸入端與所述單片機221的輸出端相連，所述殼體I上還設有預警結果輸出端口5，所述預警結果輸出端口 5與所述預警結果輸出單元223的輸出端相連。
[0028]具體地，所述預警結果輸出端口5可為RJ45接口，或為RS485接口。
[0029]本實施例中，通過所述預警結果輸出端口5，可將報警信號傳輸至上位機進行數據顯示、數據分析等動作，所述上位機可為監控中心終端，或為現場終端，或為管理維護人員移動設備。
[0030]本實施例中，所述殼體I上還可設有電源接口，所述電路板2上還可設有電源模塊，所述電源模塊為整個裝置進行供電，所述電源接口與所述電源模塊的輸入端相連，所述電源模塊可為可充電電池，所述殼體I上還可設有充電接口。
[0031]圖3為本實用新型實施例一提供的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置中數據采集模塊的電路結構示意圖，如圖3所示，所述數據采集模塊21可包括電量采集芯片Ul;所述電量采集芯片Ul的電流采集正端V2P與電阻Rl的一端和電容Cl的一端相連，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端和所述采集信號輸入端口 3相連，所述電量采集芯片Ul的電流米集負端V2N與電阻R4的一端和電容C2的一端相連，電阻R4的另一端與電阻R3的一端和所述采集信號輸入端口 3相連，電容Cl的另一端、電容C2的另一端、電阻R2的另一端和電阻R3的另一端均接地;所述電量采集芯片Ul的電壓采集正端V3P通過電阻R5與所述采集信號輸入端口 3相連，所述電量采集芯片Ul的電壓采集正端V3P還通過電容C3接地，電阻R6并接在電容C3的兩端，所述電量采集芯片Ul的電壓采集負端V3N通過電容C4接地，電阻R7并接在電容C3的兩端;所述電量采集芯片Ul的通訊接口與所述單片機221的通訊接口雙向連接。
[0032]進一步地，所述電量采集芯片Ul的通訊接口為UART接口，或為SPI接口。
[0033]進一步地，所述電量采集芯片Ul的基準電壓端REF通過電容C5接地，電容C6并接在電容C5的兩端，所述電量采集芯片Ul的模擬地端AGND和數字地DGND均接地;所述電量采集芯片Ul的外部晶振輸入端CLKIN通過電容C8接地，所述電量采集芯片Ul的外部晶振輸出端CLKOUT通過電容C7接地，所述電量采集芯片Ul的外部晶振輸入端CLKIN和外部晶振輸出端CLKOUT之間串接有晶振QI;所述電量采集芯片UI的中斷輸出端I RQ_N與所述單片機221的輸入端相連;所述電量采集芯片Ul的數字電源端DVDD通過電容C19接地，電容ClO并接在電容C9的兩端，所述電量采集芯片UI的模擬電源端AVDD通過電容C11接地，電容C12并接在電容C11的兩端，所述電量采集芯片UI的數字電源端DVDD和模擬電源端AVDD之間串接有電阻R8，所述電量采集芯片Ul的數字電源端DVDD和模擬電源端AVDD均與+5V電壓相連，所述電量采集芯片Ul的復位端RST與+5V電壓相連。
[0034]進一步地，所述電量采集芯片的型號可為RN8209G。
[0035]由于本實用新型將整個裝置進行監測報警的各個模塊集成在一塊電路板上，將電路板安裝在一個殼體里，使得整個裝置的體積較小，根據需要可隨身攜帶且可隨意移動;使用時，數據采集模塊21實時采集耗能設備運行時的電量參數并將上述電量參數傳遞給所述數據處理模塊22的單片機221，所述單片機221對上述電量參數進行處理，確定所述耗能設備是否處于帶故障運行狀態，若所述耗能設備處于帶故障運行狀態，所述單片機221將給實時預警模塊23發送報警信號進行預警，同時，所述單片機221還可通過預警結果輸出單元223將預警結果輸出給外部的上位機。本裝置開創了一種耗能設備故障預警的新機制，能廣泛應用在生產和生活中設備運行狀態的監控中，如果在耗能設備故障的萌芽狀態提前預警，并采取相應措施，就能有效的避免因設備故障可能造成的各種危害和損失，提高了工作人員進行監測工作的靈活性，提高監測的工作效率，具有實質性特點和進步。
[0036]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置，其特征在于:包括殼體(I)，所述殼體(I)內設有電路板(2)，所述電路板(2)上設有數據采集模塊(21)、數據處理模塊(22)和預警模塊(23)，所述數據采集模塊(21)的輸出端與所述數據處理模塊(22)的輸入端相連，所述數據處理模塊(22)的輸出端與所述預警模塊(23)的輸入端相連； 所述殼體(I)上設有采集信號輸入端口(3)和聲光報警器(4)，所述采集信號輸入端口(3)與所述數據采集模塊(21)的輸入端相連，所述聲光報警器(4)與所述預警模塊(23)的輸出端相連。2.根據權利要求1所述的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置，其特征在于:所述數據處理模塊(22)包括單片機(221)和存儲單元(222)，所述單片機(221)的輸入端為所述數據處理模塊(22)的輸入端，所述單片機(221)的輸出端為所述數據處理模塊(22)的輸出端，所述存儲單元(222)與所述單片機(221)雙向連接，所述數據采集模塊(21)包括電量采集芯片Ul; 所述電量采集芯片Ul的電流采集正端V2P與電阻Rl的一端和電容Cl的一端相連，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端和所述采集信號輸入端口(3)相連，所述電量采集芯片Ul的電流米集負端V2N與電阻R4的一端和電容C2的一端相連，電阻R4的另一端與電阻R3的一端和所述采集信號輸入端口( 3)相連，電容CI的另一端、電容C2的另一端、電阻R2的另一端和電阻R3的另一端均接地;所述電量采集芯片Ul的電壓采集正端V3P通過電阻R5與所述采集信號輸入端口(3)相連，所述電量采集芯片Ul的電壓采集正端V3P還通過電容C3接地，電阻R6并接在電容C3的兩端，所述電量采集芯片Ul的電壓采集負端V3N通過電容C4接地，電阻R7并接在電容C3的兩端;所述電量采集芯片Ul的通訊接口與所述單片機(221)的通訊接口雙向連接。3.根據權利要求2所述的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置，其特征在于:所述電量采集芯片Ul的通訊接口為UART接口，或為SPI接口。4.根據權利要求2所述的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置，其特征在于:所述電量采集芯片Ul的基準電壓端REF通過電容C5接地，電容C6并接在電容C5的兩端，所述電量采集芯片UI的模擬地端AGND和數字地DGND均接地;所述電量采集芯片UI的外部晶振輸入端CLKIN通過電容C8接地，所述電量采集芯片Ul的外部晶振輸出端CLKOUT通過電容C7接地，所述電量采集芯片UI的外部晶振輸入端CLKIN和外部晶振輸出端CLKOUT之間串接有晶振QI;所述電量采集芯片UI的中斷輸出端11^_~與所述單片機(2 21)的輸入端相連;所述電量采集芯片Ul的數字電源端DVDD通過電容C19接地，電容ClO并接在電容C9的兩端，所述電量采集芯片Ul的模擬電源端AVDD通過電容CU接地，電容C12并接在電容Cll的兩端，所述電量采集芯片UI的數字電源端DVDD和模擬電源端AVDD之間串接有電阻R8，所述電量采集芯片Ul的數字電源端DVDD和模擬電源端AVDD均與+5V電壓相連，所述電量采集芯片Ul的復位端RST與+5V電壓相連。5.根據權利要求2所述的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置，其特征在于:所述電量采集芯片Ul的型號為RN8209G。6.根據權利要求2所述的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置，其特征在于:所述數據處理模塊(22)還包括預警結果輸出單元(223)，所述預警結果輸出單元(223)的輸入端與所述單片機(221)的輸出端相連，所述殼體(I)上還設有預警結果輸出端口(5)，所述預警結果輸出端口(5)與所述預警結果輸出單元(223)的輸出端相連。7.根據權利要求6所述的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置，其特征在于:所述預警結果輸出端口(5)為RJ45接口，或為RS485接口。8.根據權利要求1所述的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置，其特征在于:所述采集信號輸入端口(3)包括電壓信號輸入端口和電流信號輸入端口。9.根據權利要求1所述的一種基于電量采集的便攜式耗能設備故障預警裝置，其特征在于:所述聲光報警器(4)包括蜂鳴器和指示燈。
【文檔編號】G01R31/00GK205643566SQ201620451739
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】李紹榮, 楊承, 鄒渝, 楊昕梅
【申請人】南京新創力光電科技有限公司