用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括探頭、支撐架和無線手持接收器；探頭包括外殼以及設(shè)于所述外殼內(nèi)的固定圓盤、固定圓盤蓋、電機(jī)、定片、動片、電場信號處理裝置和ZigBee無線通信模塊；支撐架，其頂端卡入外殼支架接口內(nèi)；無線手持接收器通過ZigBee無線通信實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)地接收探頭測量的數(shù)據(jù)并實(shí)時動態(tài)顯示曲線。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，探頭內(nèi)部不含任何定位架、小葉片及光電開關(guān)，簡化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮小了電場儀的整體體積，方便攜帶。此外，本實(shí)用新型方便現(xiàn)場測試人員遠(yuǎn)離電場儀設(shè)備來進(jìn)行現(xiàn)場環(huán)境電場數(shù)據(jù)對比，提高對于現(xiàn)場選址的電場數(shù)據(jù)對比的可信度。
【專利說明】用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電場儀，具體地指一種用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]地面電場的強(qiáng)弱取決于空間電荷的多少，與輻射場相比它是一種相對靜止的場，即靜電場。目前，測量大氣電場的常用方法主要有兩類:電位差法，即測量出空間兩點(diǎn)間的點(diǎn)位差，在70年代中期研制的放射線電位計(jì)就是基于這種原理的，但易受環(huán)境影響并有放射性污染；另一類是感應(yīng)電荷法，即利用導(dǎo)體在電場中感應(yīng)電荷原理測量電場，由動片分時屏蔽定片所產(chǎn)生的交變信號經(jīng)過濾波，然后進(jìn)行選頻放大，再進(jìn)行二級放大，然后與光電開關(guān)采集的光同步信號經(jīng)同步整流后，再通過低通濾波，得到電場的測量值輸出。目前所用的電場儀為了提高測量的范圍，設(shè)置了兩個量程，由人工切換的方式實(shí)現(xiàn)該兩個量程間的切換，其弊端是易飽和突變。
[0003]申請?zhí)枮?6250898.5的中國專利公開一種倒置式電場儀和申請?zhí)枮?3160053.0的中國專利公開一種恒速旋轉(zhuǎn)倒裝式電場儀，其都有共同點(diǎn)是在殼體上聯(lián)有基準(zhǔn)定位架，電機(jī)及定片均通過該定位架固定；另在電機(jī)軸上裝有與動片相似平行的小葉片，小葉片置于光開關(guān)的缺口內(nèi)，由光電開關(guān)輸出的電信號及定片上的信號引線輸出的電信號一起接入電場測量信號處理電路中。它們占用一定的空間，造成電場儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大。而光電開關(guān)輸出信號需加入額外的元器件，也會造成信號處理電路不易減小，不利于電場儀體積減小。
[0004]另一方面，用多個電場儀設(shè)備聯(lián)網(wǎng)來對某個大范圍、區(qū)域的大氣靜電場監(jiān)測，不可避免的涉及到一個環(huán)境因素問題。特別是對于電力系統(tǒng)的輸電線路野外惡劣環(huán)境、變電站內(nèi)的電磁環(huán)境及避雷針等超高物體等范圍內(nèi)的監(jiān)測，環(huán)境因素的考慮應(yīng)用顯得尤為重要，合理的選點(diǎn)、布站等工作是不可缺少的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)，該電場儀系統(tǒng)能夠簡化傳感部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備運(yùn)行的功耗，能夠?qū)崿F(xiàn)短距離無線傳輸檢測的信號，且易于攜帶。
[0006]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的采用的技術(shù)方案是:用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)，其特征在于:包括探頭、支撐架和無線手持接收器；
[0007]所述探頭包括外殼以及設(shè)于所述外殼內(nèi)的固定圓盤、固定圓盤蓋、電機(jī)、定片、動片、電場信號處理裝置和ZigBee無線通信模塊；所述外殼的頂端開口，底端設(shè)有底蓋，所述底蓋設(shè)有支架接口、充電口和天線口 ；所述固定圓盤蓋設(shè)于所述固定圓盤的上方，兩者連接為一體，通過螺絲連接于所述外殼的內(nèi)部；電機(jī)連接于所述固定圓盤的下方，所述電機(jī)的電機(jī)軸穿過所述固定圓盤和固定圓盤蓋，伸向所述外殼的頂端開口處；定片設(shè)于所述電機(jī)軸上；動片位于所述定片的上方，也設(shè)于所述電機(jī)軸上；電場信號處理裝置位于所述固定圓盤的下方，通過連接架連接于所述外殼的內(nèi)部；ZigBee無線通信模塊與所述電場信號處理裝置連接，所述ZigBee無線通信模塊的天線從所述天線口處伸出；
[0008]所述支撐架，其頂端卡入所述支架接口內(nèi)；
[0009]所述無線手持接收器，包括主控器、ZigBee無線接收模塊、IXD顯示屏和存儲卡，所述ZigBeee無線接收模塊、IXD顯示屏和存儲卡分別與主控器連接，所述ZigBee無線接收模塊與所述ZigBee無線通信模塊之間通過ZigBee無線通信連接。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述電場信號處理裝置包括依次電信號連接的:I/V轉(zhuǎn)化電路、電壓跟隨器、放大電路、高低通濾波電路、A/D轉(zhuǎn)化芯片、比較器、D觸發(fā)器，所述I/V轉(zhuǎn)化電路的輸入端與所述定片連接，所述D觸發(fā)器的輸出與主控器連接。
[0011]在上述技術(shù)方案中，所述用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)還包括:鋰電池，設(shè)于所述外殼的內(nèi)部空間，所述鋰電池的充電端設(shè)于所述充電口處。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述動片位于所述外殼頂端的開口處。
[0013]在上述技術(shù)方案中，所述支撐架包括支撐桿以及設(shè)于所述支撐桿下部的三個支撐腳，所述支撐桿包括外桿和套于所述外桿中的內(nèi)桿；所述支撐腳包括三段扁形或者圓形的鋁桿，每段鋁桿之間通過連接件依次連接，且鋁桿連接處設(shè)有固定螺絲。
[0014]在上述技術(shù)方案中，所述內(nèi)桿的頂端通過螺紋與所述支架接口連接。
[0015]本實(shí)用新型具有以下的優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、本發(fā)明所提供的一種便攜式的選址電場儀系統(tǒng)，其探頭內(nèi)部不含任何定位架、小葉片及光電開關(guān)，簡化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮小了電場儀的整體體積，方便攜帶。
[0017]2、本發(fā)明所提供的一種便攜式的選址電場儀系統(tǒng)，采用了短距離的ZigBee無線通訊技術(shù)，可以使現(xiàn)場測試人員遠(yuǎn)離電場儀設(shè)備來進(jìn)行現(xiàn)場環(huán)境電場數(shù)據(jù)對比，提高對于現(xiàn)場選址的電場數(shù)據(jù)對比的可信度。
[0018]3、本發(fā)明提供的一種便攜式的選址電場儀系統(tǒng)，采用了手持式接收器來采集電場儀所監(jiān)測的數(shù)據(jù)并實(shí)時動態(tài)圖形顯示,改變往往要通過筆記本來接收下位機(jī)的數(shù)據(jù)來分析對比現(xiàn)場數(shù)據(jù)，解決在現(xiàn)場沒有提供電源的環(huán)境下亦可進(jìn)行現(xiàn)場測量及數(shù)據(jù)的讀取。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為探頭的俯視圖。
[0022]圖4為電場信號處理裝置的電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]圖5為支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6為無線手持接收器的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)包括探頭1、支撐架2和無線手持接收器3。
[0027]其中,探頭I包括外殼以17以及設(shè)于外殼17內(nèi)的固定圓盤8、固定圓盤蓋7、電機(jī)8、定片5、動片4、電場信號處理裝置11和ZigBee無線通信模塊12。外殼17的頂端開口，底端設(shè)有底蓋14，底蓋14設(shè)有支架接口、充電口 15和天線口 16，外殼17的側(cè)邊還開有電源開關(guān)按鈕18和電源指示燈19。
[0028]固定圓盤蓋7設(shè)于所述固定圓盤8的上方，兩者連接為一體，通過螺絲連接于外殼17的內(nèi)部。
[0029]電機(jī)9連接于固定圓盤8的下方，電機(jī)9的電機(jī)軸穿過固定圓盤8和固定圓盤蓋7，伸向外殼17的頂端開口處。
[0030]動片4和定片5均位于圓盤蓋7的上方。定片5設(shè)于電機(jī)9的電機(jī)軸上,動片4位于定片5的上方，如圖2所示，定片5與固定圓盤8之間設(shè)有絕緣塑料件6。動片4也設(shè)于電機(jī)軸上，動片4位于外殼17頂端的開口處，開口的尺寸略大于動片4的尺寸。
[0031]電場信號處理裝置11位于固定圓盤8的下方，電場信號處理裝置11通過連接架10固定于外殼17的內(nèi)部。如圖3所示，電場信號處理裝置11包括依次電信號連接的:1/V轉(zhuǎn)化電路、電壓跟隨器、放大電路、高低通濾波電路、A/D轉(zhuǎn)化芯片、比較器、D觸發(fā)器，傳感部分的輸出接入到I/V轉(zhuǎn)換電路的輸入(I/V轉(zhuǎn)化電路的輸入端與定片連接)，I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出接到電壓跟隨器的輸入，電壓跟隨器的輸出接到放大電路的輸入端，放大電路的輸出端接到高低通濾波的輸入端，高低通濾波的輸出分開為兩路信號，一路信號進(jìn)入A/D采樣芯片，從而采樣電場信號的幅值大??；另一路信號輸入到比較器的一個輸入端，比較器的輸出端連接到D觸發(fā)器的輸入端，D觸發(fā)器的輸出端的高低電平信號用來判別電場信號的極性。
[0032]ZigBee無線通信模塊12與電場信號處理裝置11連接，ZigBee無線通信模塊12的天線從天線口 16處伸出。D觸發(fā)器的輸出通過ZigBee無線通信模塊12發(fā)出。
[0033]本實(shí)用新型的外殼17內(nèi)部不含任何定位架，所有部件均通過螺絲固定在外殼17的內(nèi)部，且能保證各部件安裝平穩(wěn)。外殼17的內(nèi)部設(shè)有用于供電的鋰電池13，鋰電池13的充電端設(shè)于充電口 15處，鋰電池13的開關(guān)與電源開關(guān)按鈕18連接，鋰電池13還與電源指示燈連接。
[0034]如圖4所示，支撐架2包括支撐桿20以及設(shè)于所述支撐桿20下部的三個支撐腳21,支撐桿20包括外桿和套于所述外桿中的內(nèi)桿，外桿設(shè)有固定件，需要增加支撐桿20的長度時，將內(nèi)桿從外桿中拉出，然后通過固定件將內(nèi)桿和外桿固定。當(dāng)需要攜帶時，將內(nèi)桿放入到內(nèi)桿中。內(nèi)桿的頂端通過螺紋與探頭I底蓋上的支架接口連接。支撐腳21包括三段扁形或者圓形的鋁桿，每段鋁桿之間通過連接件依次連接，且鋁桿連接處設(shè)有固定螺絲。上述用于固定內(nèi)桿和外桿的固定件、以及用于連接鋁桿的連接件可以為常用的固定裝置，此處不再贅述。
[0035]如圖5所示，無線手持接收器3包括主控器、ZigBee無線接收模塊、IXD顯示屏和存儲卡，所述ZigBee無線接收模塊、IXD顯示屏和存儲卡分別與主控器連接,ZigBee無線接收模塊和主控器的相關(guān)引腳連接，實(shí)現(xiàn)主控器對ZigBee無線接收模塊的收發(fā)控制。主控器還連接有觸摸屏、鍵盤輸入、USB接口及串口等人機(jī)接口，分別實(shí)現(xiàn)指令的輸入、以及數(shù)據(jù)上傳到其它設(shè)備等，此處不在贅述。
[0036]所述ZigBee無線接收模塊與所述ZigBee無線通信模塊之間通過ZigBee無線通信連接，采用433Hz/915Hz/2.4GHZ等免費(fèi)頻道進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。[0037]本實(shí)用新型所用用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)使用過程如下:工作人員通過手持式的無線手持接收器3來實(shí)時接收電場數(shù)據(jù)，并通過LCD顯示屏實(shí)時圖形顯示數(shù)據(jù)。主控器響應(yīng)觸摸屏/鍵盤的輸入，主控器對ZigBee無線接收模塊的收發(fā)進(jìn)行控制，同時對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行本地的存儲，及控制LCD顯示屏進(jìn)行顯示，并可以通過USB接口或串口來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳到其它的設(shè)備。
[0038]本實(shí)用新型的傳感部分只有動片4、定片5和電機(jī)9等組成，電機(jī)9的轉(zhuǎn)速信號作為一個被監(jiān)測的物理參量的同時也用作同步信號，簡化了信號傳感獲取的結(jié)構(gòu)。信號處理部分經(jīng)過如放大、高低通濾波等簡單相應(yīng)的電路處理后用全電壓波形采樣的方法來采集傳感部分感應(yīng)的微弱信號。電源保護(hù)部分在電源的輸入端使用相應(yīng)的處理，提高抗沖擊，減少電源的紋波等提高電源的質(zhì)量。無線短距離的數(shù)據(jù)通訊方式采用ZigBee的433Hz/915Hz/2.4GhZ等免費(fèi)頻道來傳輸數(shù)據(jù)，避免了有線傳輸數(shù)據(jù)的放線不方便。無線手持接收器3利用ZigBee無線通信實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的接收探頭測量的數(shù)據(jù)并實(shí)時動態(tài)顯示曲線。
【權(quán)利要求】
1.一種用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)，其特征在于:包括探頭、支撐架和無線手持接收器； 所述探頭包括外殼以及設(shè)于所述外殼內(nèi)的固定圓盤、固定圓盤蓋、電機(jī)、定片、動片、電場信號處理裝置和ZigBee無線通信模塊；所述外殼的頂端開口，底端設(shè)有底蓋，所述底蓋設(shè)有支架接口、充電口和天線口 ；所述固定圓盤蓋設(shè)于所述固定圓盤的上方，兩者連接為一體，通過螺絲連接于所述外殼的內(nèi)部；電機(jī)連接于所述固定圓盤的下方，所述電機(jī)的電機(jī)軸穿過所述固定圓盤和固定圓盤蓋，伸向所述外殼的頂端開口處；定片設(shè)于所述電機(jī)軸上；動片位于所述定片的上方，也設(shè)于所述電機(jī)軸上；電場信號處理裝置位于所述固定圓盤的下方，通過連接架連接于所述外殼的內(nèi)部；ZigBee無線通信模塊與所述電場信號處理裝置連接，所述ZigBee無線通信模塊的天線從所述天線口處伸出； 所述支撐架，其頂端卡入所述支架接口內(nèi)； 所述無線手持接收器，包括主控器、ZigBee無線接收模塊、IXD顯示屏和存儲卡，所述ZigBeee無線接收模塊、IXD顯示屏和存儲卡分別與主控器連接，所述ZigBee無線接收模塊與所述ZigBee無線通信模塊之間通過ZigBee無線通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)，其特征在于，所述電場信號處理裝置包括依次電信號連接的:I/V轉(zhuǎn)化電路、電壓跟隨器、放大電路、高低通濾波電路、A/D轉(zhuǎn)化芯片、比較器、D觸發(fā)器，所述I/V轉(zhuǎn)化電路的輸入端與所述定片連接，所述D觸發(fā)器的輸出與主控器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 鋰電池，設(shè)于所述外殼的內(nèi)部空間，所述鋰電池的充電端設(shè)于所述充電口處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)，其特征在于:所述動片位于所述外殼頂端的開口處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)，其特征在于:所述支撐架包括支撐桿以及設(shè)于所述支撐桿下部的三個支撐腳，所述支撐桿包括外桿和套于所述外桿中的內(nèi)桿；所述支撐腳包括三段扁形或者圓形的鋁桿，每段鋁桿之間通過連接件依次連接，且鋁桿連接處設(shè)有固定螺絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于選址的便攜式電場儀系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)桿的頂端通過螺紋與所述支架接口連接。
【文檔編號】G01R29/12GK203798912SQ201420109224
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】俞坤師, 陳家宏, 谷山強(qiáng), 馮萬興, 方玉河 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司