專利名稱：浪涌保護(hù)器的在線檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力電氣設(shè)備領(lǐng)域，更具體的講屬于雷電浪涌防護(hù)設(shè)備領(lǐng)域。技術(shù)背景
雷電是造成電子設(shè)備損壞的重要原因，'它威脅建筑、鐵路、民航、通信、工控、軍事等各個(gè)領(lǐng)域電子信息系統(tǒng)的安全。浪涌保護(hù)器是主要用于抑制雷電浪涌的保護(hù)類器件。在連接于電子設(shè)備的電源線、信號(hào)線以及控制線等金屬線路上安裝浪涌保護(hù)器是雷電防護(hù)重要措施之一。目前各地區(qū)各行業(yè)每年都投入巨額資金大量采購安裝浪涌保護(hù)器。但是本質(zhì)上，浪涌保護(hù)器是一種"犧牲自己，保護(hù)別人"的器件，當(dāng)浪涌保護(hù)器遭受雷擊浪涌電流，或長期使用，必然出現(xiàn)老化和損壞，這時(shí)，浪涌保護(hù)器就失去了保護(hù)電子電氣設(shè)備的功能，受損到一定程度的浪涌保護(hù)器甚至可能引發(fā)線路中斷或者短路。這對(duì)那些對(duì)雷電敏感的設(shè)備，特別是在雷電高發(fā)的季節(jié)或地區(qū)，是不能容忍的，甚至是"致命"的。這就引發(fā)了用戶迫切的需求 一是要及時(shí)知道每一個(gè)浪涌保護(hù)器此時(shí)是否還在起剎應(yīng)有的保護(hù)作用，如果不是，則應(yīng)立刻維護(hù)更換；二是要知道浪涌保護(hù)器已經(jīng)遭到過雷擊的情況，也就是說，要預(yù)知浪涌保護(hù)器是否快要失效了，以便提前進(jìn)行維護(hù)工作。
由此可見，由于用戶不知道每個(gè)浪涌保護(hù)器的當(dāng)前狀態(tài)，對(duì)雷電防護(hù)就成了"盲人"，電子信息系統(tǒng)的防雷安全就成為不可知的事情。事實(shí)上，對(duì)近10年各行各業(yè)的雷電災(zāi)害進(jìn)行的調(diào)査統(tǒng)計(jì)表明，很多浪涌保護(hù)器已損壞但未被發(fā)現(xiàn)，由此造成雷電打壞設(shè)備的事故的情況占相當(dāng)大的比例。因此這一問題雖然看似很小，但卻切實(shí)關(guān)系到各地區(qū)各行業(yè)電子信息系統(tǒng)的安全。
目前，為解決上述問題而采取的方法和技術(shù)方案有如下幾種
一、 目前普遍采用定期對(duì)浪涌保護(hù)器進(jìn)行檢測的方法， 一般每年在雷雨季節(jié)前后進(jìn)行檢測，但這種方法常常不能起到作用，這是因?yàn)樵诙ㄆ诘臋z測后，可能浪涌保護(hù)器馬上就被雷電打壞，后續(xù)雷擊將擊毀設(shè)備。另外，對(duì)于安裝于信號(hào)回路中的浪涌保護(hù)器，常常由于不能停機(jī)中斷信號(hào)，故而即使在定期檢測時(shí)也不能得到有效檢測。
二、 在電源浪涌保護(hù)器內(nèi)部設(shè)置熱脫扣裝置及與其相聯(lián)的微動(dòng)開關(guān)，當(dāng)電源浪涌保護(hù)器發(fā)生過熱損壞時(shí)輸出一個(gè)開關(guān)量，通過這個(gè)開關(guān)量對(duì)浪涌保護(hù)器的故障進(jìn)行報(bào)警。這一方法其存在的問題是1、浪涌抑制器件劣化或損壞未必產(chǎn)生足以使脫扣裝置動(dòng)作的能量，這時(shí)報(bào)警單元不能進(jìn)行報(bào)警輸出。2、在器件損壞才可能輸出報(bào)警信號(hào)，不能提前預(yù)知。對(duì)其損壞過程中的狀態(tài)以及損壞的原因均不能確定；3、不適用于信號(hào)類浪涌保護(hù)器。
三、 以電子器件介入浪涌保護(hù)器電路進(jìn)行檢測。其缺陷為，測量電路本身與浪涌保護(hù)器電路發(fā)生了電連接，導(dǎo)致測量電路被雷擊浪涌提前損壞。
四、 由本人提出的"浪涌保護(hù)器的新型檢測裝置"(申請?zhí)?00720177057.4， 2008年6月6H授權(quán))為上述問題提出了一種解決方案。這一方案初步解決了浪涌保護(hù)器的在線檢測問題。其缺陷為溫度開關(guān)尚不能對(duì)浪涌抑制器件溫度變化準(zhǔn)確及時(shí)反映，因此可資判斷的溫度信息不夠充分和直接。

實(shí)用新型內(nèi)容
為了有效解決以上問題，本實(shí)用新型提出了一種基于采集浪涌抑制器件紅外線信號(hào)來實(shí)現(xiàn)在線檢測浪涌保護(hù)器老化或劣化情況的裝置。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案為本實(shí)用新型的浪涌保護(hù)器的在線
檢測裝置，包含紅外線檢測單元(1)、信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)和數(shù)據(jù)分析單元(3)，
所述紅外線檢測單元(1)的接收方向朝著浪涌抑制器件(4)，所述紅外線檢測單元(1)通過與信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)連接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析
單元(3)連接。 '
所述紅外線檢測單元(1)和浪涌抑制器件(4)電氣不導(dǎo)通。所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)包含A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字信號(hào)傳輸電路，信號(hào)轉(zhuǎn)
換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)之間的傳輸通路(9)以總線制或多線制方式
連接，或通過網(wǎng)絡(luò)連接。
數(shù)據(jù)分析單元(3)包含計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)運(yùn)行的判斷顯示軟件；所述判斷顯示
軟件包含顯示功能模塊、計(jì)算功能模塊；所述計(jì)算功能模塊包含基于紅外線特性、
浪涌電流大小和特性、浪涌保護(hù)器損壞程度三者之中各種關(guān)系的算法。
所述浪涌抑制器件(4)是用來構(gòu)成浪涌保護(hù)器且在浪涌電流作用下或自身劣化、
損壞的情況下產(chǎn)生紅外線特性變化的器件。
所述數(shù)據(jù)分析單元(3)是按照既定數(shù)據(jù)分析模型運(yùn)行的集成電路。一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)可連接一個(gè)或多個(gè)紅外線檢測單元(1)， 一個(gè)數(shù)據(jù)
分析單元(3)可連接一個(gè)或多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)，數(shù)據(jù)分析單元(3)可接
入專用網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。
所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與檢測器件(1)集成于一體。所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)集成于一體。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是
一、 能夠在線實(shí)時(shí)檢測浪涌保護(hù)器的狀態(tài)、以及是否還在起到應(yīng)有的保護(hù)作用，為浪涌保護(hù)器的維護(hù)提供了及時(shí)準(zhǔn)確的信息；
二、 有效的解決了現(xiàn)有檢測方法存在的浪涌抑制器件劣化或損壞時(shí)未產(chǎn)生足以使脫扣裝置動(dòng)作的能量，致使報(bào)警單元不能進(jìn)行報(bào)警輸出的問題。
三、 能夠及時(shí)掌握浪涌保護(hù)器已經(jīng)遭到過雷擊的情況，從而預(yù)知浪涌保護(hù)器是否快要失效，以便提前進(jìn)行維護(hù)工作，解決了現(xiàn)有檢測方法只有在器件損壞后才能輸出報(bào)警信號(hào)的難題。 ，
四、 可以檢測記錄浪涌抑制器件損壞過程中的狀態(tài)以及損壞的原因；為雷電防護(hù)提供翔實(shí)的數(shù)據(jù)信息。
五、 適用廣泛，不但適用電源類浪涌保護(hù)器，而且適用于信號(hào)類浪涌保護(hù)器。
六、 測量電路本身與浪涌保護(hù)器電路無電連接，避免了測量電路被雷擊浪涌提前損壞的問題，也避免了測量電路的介入使信號(hào)類浪涌保護(hù)器工作出現(xiàn)新的信號(hào)損耗和故障點(diǎn)的問題。
七、 一個(gè)數(shù)據(jù)分析單元(3)可同時(shí)連接多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元及多個(gè)紅外線檢測單元(1)，提高了處理效率，同時(shí)，數(shù)據(jù)分析單元(3)接入專用網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，也可以在網(wǎng)絡(luò)上傳輸和共享所檢測到的數(shù)據(jù)。


圖1實(shí)用新型的原理示意圖
圖2實(shí)用新型接入網(wǎng)絡(luò)的示意圖
圖3實(shí)用新型又一實(shí)施例的原理示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例來論述具體實(shí)施方式
如圖1-3， 1是紅外線檢測單元，2是信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元，3是數(shù)據(jù)分析單元，4是浪涌抑制器件，5是傳輸線路，6是浪涌保護(hù)器，7是專門網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，9傳輸通路。
本實(shí)用新型涉及一種可以實(shí)現(xiàn)浪涌保護(hù)器在線檢測的裝置。數(shù)據(jù)分析單元3通過建立浪涌保護(hù)器浪涌抑制器件的紅外線特性、浪涌電流大小和特性、浪涌保護(hù)器損壞程度三者之間的關(guān)系模型，實(shí)現(xiàn)通過檢測浪涌保護(hù)器浪涌抑制器件的紅外線特性來判斷浪涌電流的狀態(tài)和浪涌抑制器件的損壞程度。
當(dāng)浪涌抑制器件上有電流通過時(shí)，根據(jù)焦耳定律可知浪涌抑制器件自身的溫度必然會(huì)有一定程度的上升。由于溫度高于絕對(duì)零度的物體均能向外輻射紅外線，溫度越高，紅外線強(qiáng)度越強(qiáng)。由此可知浪涌抑制器件不斷地向四周箱射強(qiáng)度不等的紅外線。紅外線檢測裝置把檢測到的浪涌抑制器件向外輻射的紅外線強(qiáng)度的信息傳遞給數(shù)據(jù)處理單元處理分析，從而得出相應(yīng)的浪涌保護(hù)器的狀態(tài)信息。
同時(shí)浪涌抑制器件的紅外線特性和器件上通過的浪涌電流的大小和波形具有對(duì)應(yīng)關(guān)系；依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，建立浪涌保護(hù)器(6)內(nèi)部的浪涌抑制器件(4)紅外線特性、浪涌電流波形、浪涌保護(hù)器(6)損，程度三者之間的關(guān)系模型，以編制算法和數(shù)據(jù)庫程序，輸入計(jì)算機(jī)；之后，數(shù)據(jù)分析單元(3)將由信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)送來的紅外線特性信號(hào)與已經(jīng)建立好的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行比對(duì)分析，得出浪涌抑制器件(4)承受的浪涌電流的類型、來源、大小和浪涌抑制器件(4)的損壞程度等結(jié)論。
綜上所述，只要建立了浪涌保護(hù)器(6)內(nèi)部器件的紅外線特性、浪涌電流波形、浪涌保護(hù)器損壞程度三者之間的關(guān)系模型，就可以實(shí)現(xiàn)用檢測浪涌保護(hù)器(6)內(nèi)部器件的紅外線特性的方法來判斷浪涌電流的狀態(tài)和浪涌抑制器件(4)的損壞程度。
為實(shí)現(xiàn)上述思路，可采用如下方案實(shí)現(xiàn)
本實(shí)用新型的浪涌保護(hù)器的在線檢測裝置，包含紅外線檢測單元(1)、信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)和數(shù)據(jù)分析單元(3)，所述紅外線檢測單元(1)設(shè)置于浪涌抑制器件(4〉的紅外線信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，所述紅外線檢測單元(1)通過傳輸線路(5)與信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)連接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)連接。
紅外線檢測單元(1)檢測紅外線信號(hào)并得出浪涌抑制器件(4)的電信號(hào)，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析單元(3)，數(shù)據(jù)分析單元(3)將浪涌抑制器件(4)的紅外線特性與已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行比對(duì)分析，以判斷和顯示浪涌電流的類型、來源、大小和浪涌抑制器件(4)的損壞程度。數(shù)據(jù)分析單元(3)可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程處理和檢測信息的網(wǎng)絡(luò)共享。
所述紅外線檢測單元(1)和浪涌抑制器件(4)處于各自獨(dú)立空間內(nèi)，為電氣隔離狀態(tài)，使得紅外線檢測單元(1)減》受浪涌電流的損壞，使用壽命長。
浪涌抑制器件(4)是指壓敏電阻、氣體放電管、TVS、半導(dǎo)體放電管、電感、電阻等器件或其組合，也包含其它可被用于制造浪涌保護(hù)器的器件或它們的組合。
信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)也可以與檢測器件(1)集成于一體，減小了裝置的體積，提高了集約化程度。所述數(shù)據(jù)分析單元(3)是按照既定數(shù)據(jù)分析模型運(yùn)行的集成電路，其是包含基于紅外線特性變化、浪涌電流大小和特性、浪涌保護(hù)器損壞程度三者之間的各種關(guān)系的算法，且能夠按照上述算法運(yùn)行計(jì)算的集成電路。
紅外線檢測單元(1)安裝于浪涌抑制器件(4)的紅外線信號(hào)覆蓋區(qū)域，紅外線檢測單元(1)采集浪涌抑制器件(4)在浪涌發(fā)生前后或故障情況下紅外線特性的變化信號(hào)；其具體位置依據(jù)浪涌抑制器件(4)的發(fā)熱能力，同時(shí)也依據(jù)紅外線檢測單元的熱感應(yīng)的能力來定，只要能夠有效地檢測出浪涌抑制器件(4)發(fā)出的紅外線特性即可；紅外線檢測單元(1)是可以連續(xù)測量紅外線特性模擬量的器件， 一般采用紅外線傳感器。
信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)包含A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字信號(hào)傳輸電路；紅外線檢測單元(l)采集到的電信號(hào)通過傳輸線路(5)送到信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2),信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2) —方面為紅外線檢測單元(1)提供電源，另一方面將此信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并通過數(shù)字信號(hào)的總線方式傳輸，將其傳輸至計(jì)算機(jī)中，即傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析單元(3)，此外，還將浪涌保護(hù)器(6)的地址碼信息、浪涌抑制器件(4)熱脫扣的開關(guān)量和其它開關(guān)量信息傳輸給數(shù)據(jù)分析單元(3);
信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)之間的傳輸通路(9)不局限于總線形式，根據(jù)實(shí)際情況，也可以采用多線制方式傳輸，特別強(qiáng)調(diào)的是二者之間也可以通過網(wǎng)絡(luò)連接，即轉(zhuǎn)化得出的數(shù)字信號(hào)，通過網(wǎng)絡(luò)，傳遞到任何一個(gè)可以連接聯(lián)絡(luò)的計(jì)算機(jī)中，該數(shù)字信號(hào)不但可以被及時(shí)采集，而且還可以用計(jì)算機(jī)運(yùn)行軟件進(jìn)行分析處理，得出結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的信息處理和共享。
不但如此，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)， 一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)可同時(shí)處理多個(gè)紅外線檢測單元(1)發(fā)出的信息，這樣有助于提高信號(hào)轉(zhuǎn)化及傳輸?shù)男?；而且一個(gè)數(shù)據(jù)分析單元(3)可同時(shí)分析處理多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)傳遞來的信息，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控處理，并且可以得出橫向的比較數(shù)據(jù)，為未來雷電防護(hù)提供翔實(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
而且，數(shù)據(jù)分析單元(3 )可接入專用網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。專用網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)分析單元(3 )構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的雷電防護(hù)檢測系統(tǒng)；互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)分析單元(3)構(gòu)成一個(gè)更加廣泛的雷電防護(hù)檢測系統(tǒng)，結(jié)論性數(shù)據(jù)或原始數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測報(bào)警和檢測信息的網(wǎng)絡(luò)共享，可以實(shí)現(xiàn)雷電防護(hù)領(lǐng)域中浪涌保護(hù)器工作狀態(tài)的集中監(jiān)控及后續(xù)處理，有助于提高雷電防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域&整體水平。
利用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)效果的，或者在不脫離本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想下的技術(shù)方案等同變換，均是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種浪涌保護(hù)器的在線檢測裝置，包含紅外線檢測單元(1)、信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)和數(shù)據(jù)分析單元(3)，其特征在于所述紅外線檢測單元(1)的接收方向朝著浪涌抑制器件(4)，所述紅外線檢測單元(1)通過傳輸線路(5)與信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)連接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測裝置，其特征在于所述紅外線檢測單元(1)和浪涌抑制器件(4)電氣隔離。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測裝置，其特征在于所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)包含A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字信號(hào)傳輸電路，信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3) 之間的傳輸通路(9)以總線制或多線制方式連接，或通過網(wǎng)絡(luò)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測裝置，其特征在于數(shù)據(jù)分析單元(3)包含計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)運(yùn)行的判斷顯示軟件；所述判斷顯示軟件包含顯示功能模塊、計(jì)算功能模塊；所述計(jì)算功能模塊包含基于紅外線特性、浪涌電流大小和特性、浪涌保護(hù)器損壞程度三者之中各種關(guān)系的算法。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測裝置，其特征在于所述浪涌抑制器件(4) 是用來構(gòu)成浪涌保護(hù)器且在浪涌電流作用下自身劣化或損壞的情況下產(chǎn)生紅外線特性變化的器件。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)分析單元(3)是按照既定數(shù)據(jù)分析模型運(yùn)行的集成電路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測裝置，其特征在于 一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)可連接一個(gè)或多個(gè)紅外線檢測單元(1); 一個(gè)數(shù)據(jù)分析單元(3)可連接一個(gè)或多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)，數(shù)據(jù)分析單元(3)可接入專用網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測裝置，其特征在于所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)也可以與檢測器件(1)集成于一伴。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的浪涌保護(hù)器的在線檢測裝置，其特征在于所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)集成于一體。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種雷電防護(hù)領(lǐng)域的裝置。本實(shí)用新型包含紅外線檢測單元(1)、信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)和數(shù)據(jù)分析單元(3)，所述紅外線檢測單元(1)的接收方向朝著浪涌抑制器件(4)，所述紅外線檢測單元(1)通過傳輸線路(5)與信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)連接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸單元(2)與數(shù)據(jù)分析單元(3)連接。本實(shí)用新型檢測精度高，反應(yīng)靈敏，且實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程處理和檢測信息的網(wǎng)絡(luò)共享。
文檔編號(hào)G01R19/00GK201429664SQ20092009762
公開日2010年3月24日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者孫巍巍 申請人:孫巍巍