一种手持式交流电流检测装置

1.本实用新型涉及电流检测领域，具体而言，涉及一种手持式交流电流检测装置。


背景技术：

2.中压配电网是指由中压配电线路和配电变电站组成的向用户提供电能的配电网。其功能是从电源侧（输电网、高压配电网或分布式电源）接受电能，向中压用户供电，或通过配电变压器为下一级低压配电网提供电源。中压配电网具有供电面广、容量大、配电点多等特点。随着农村经济的发展，我国完成了对众多繁杂的中压配电网的电压统一在10kv下工作，中压配电网的主要电机设备包括断路器、熔断器、负荷开关、隔离开关、电流互感器、电压互感器和电抗器等器件，但是出于经济型的考虑，许多中压配电网不带有断路器和电流互感器，而只设置隔离开关和跌落式熔断器等，导致带负荷拉闸造成事故的风险增加。例如高压隔离开关合分闸时，需要对线路是否带电进行检测，传统的电压型验电器可以检测线路中电压的高低，通过检测电源侧无电压而间接判断线路上无电流，但是单相接地的线路电压减低时，线路中仍有较大的电流，拉闸依然存在燃弧的风险，施工工人的安全无法得到保障。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种手持式交流电流检测装置，能解决传统电压型验电器判断线路中是否有电流不够精确，施工工人的安全无法得到保障等技术问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种手持式交流电流检测装置，其特征在于，包括绝缘外壳、检测电路板和绝缘伸缩杆，所述检测电路板固定在绝缘外壳内，所述绝缘伸缩杆的端部与绝缘外壳固定连接，所述检测电路板上设置有电源模块、电流检测模块、模数转换模块、控制模块和指示模块，所述电流检测模块包括霍尔ic，所述霍尔ic的输出端与模数转换模块的输入端电性连接，所述模数转换模块的输出端与控制模块的输入端电性连接，所述控制模块控制指示模块进行报警、指示，所述电源模块为电流检测模块、模数转换模块、控制模块和指示模块进行供电。
6.进一步的，所述绝缘外壳的中部开设有安装通道，所述绝缘伸缩杆的端部穿过安装通道和检测电路板，并与绝缘外壳固定连接。
7.进一步的，所述绝缘伸缩杆为玻璃钢伸缩杆。
8.进一步的，所述电流检测模块包括所述霍尔ic和电解电容c6，所述电源模块的电源输出端与霍尔ic的引脚1和电解电容c6的正极电性连接，所述霍尔ic的引脚3与模数转换模块的信号输入端电性连接，所述霍尔ic的引脚2和电解电容的负极接地。
9.进一步的，所述霍尔ic的型号为a1324luat。
10.进一步的，所述模数转换模块包括转换芯片xpt1，所述电源模块的电源输出端与转换芯片xpt1的引脚1、引脚9和引脚10电性连接，所述电流检测模块的信号输出端与转换
芯片xpt1的引脚2电性连接，所述转换芯片xpt1的引脚14、引脚15和引脚16与控制模块的信号输入端电性连接。
11.进一步的，所述控制模块包括控制芯片u1、电阻r1、电容c1、电容c2、电容c3和晶振x2，所述电源模块的电源输出端与控制芯片u1的引脚40和电容c3的一端电性连接，所述控制芯片u1的引脚9与电阻r1的一端和电容c3的另一端电性连接，所述模数转换模块的信号输出端与控制芯片u1的引脚14、引脚15和引脚16电性连接，所述控制芯片u1的引脚18与电容c1、晶振x2的一端电性连接，所述控制芯片u1的引脚19与电容c2的一端和晶振x2的另一端电性连接，所述控制芯片u1的引脚21至引脚27与指示模块的信号输入端电性连接，所述电容c1、电容c2、电阻r1的另一端和控制芯片u1的引脚20均接地。
12.进一步的，所述控制芯片u1的型号为stc89c52。
13.进一步的，所述指示模块包括复合晶体管阵列uln1、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16和蜂鸣器q1，所述复合晶体管阵列uln1的引脚1至引脚7与控制模块的信号输出端电性连接，所述蜂鸣器q1的引脚2和电阻r15、电阻r14、电阻r13、电阻r12、电阻r11、电阻r10的一端分别电性连接在复合晶体管阵列uln1的引脚10至引脚16上，所述电阻r15、电阻r14、电阻r13、电阻r12、电阻r11、电阻r10的另一端均连接有指示灯，所述电源模块的电源输出端与电阻r16的一端和复合晶体管阵列uln1的引脚9电性连接，所述电阻r16的另一端与蜂鸣器q1的引脚1电性连接，所述复合晶体管阵列uln1的引脚8接地。
14.进一步的，所述电源模块包括供电单元、稳压单元、开关s1、电解电容c4、电解电容c5、电阻r2和发光二极管d1，所述供电单元的正极与开关s1的一端电性连接，所述发光二极管d1和电阻r2串联在开关s1的另一端上，所述电阻r2的另一端与电解电容c4的正极和稳压单元的输入端电性连接，所述稳压单元的输出端与电解电容c5的正极电性连接，并作为电源输出端与电流检测模块、模数转换模块、控制模块和指示模块的电源输入端电性连接，所述电解电容c4、电解电容c5的负极和稳压单元的接地端均接地。
15.本实用新型的有益效果是：
16.本方案中，绝缘伸缩杆将绝缘外壳送至线路周围对线路内是否有电流进行非接触式的检测，并通过指示模块对是否有电流进行指示，检测更加便捷简单，使用者对带电信息接收更加准确，线路中存在电流时，线路周围存在感应磁场，霍尔ic根据霍尔效应，在感应磁场内产生感应电压，模数转换模块对感应电压进行a/d转换后输出至控制模块，控制模块控制指示模块进行报警、指示提示，对线路中是否带电的检测更加精准。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1本实用新型所述的手持式交流电流检测装置结构示意图；
19.图2本实用新型所述的绝缘外壳结构示意图；
20.图3本实用新型所述的绝缘外壳正面结构示意图；
21.图4本实用新型所述的绝缘外壳背面结构示意图；
22.图5本实用新型所述的手持式交流电流检测装置的绝缘伸缩杆结构示意图；
23.图6本实用新型所述的手持式交流电流检测装置的检测电路板结构示意图；
24.图7本实用新型所述的手持式交流电流检测装置的流程框图；
25.图8本实用新型所述的电流检测模块电路图；
26.图9本实用新型所述的模数转换模块电路图；
27.图10本实用新型所述的控制模块电路图；
28.图11本实用新型所述的指示模块电路图；
29.图12本实用新型所述的电源模块电路图。
30.上述说明书附图的标记说明如下：
31.1、绝缘外壳；101、上壳；1011、上安装柱；1012、开口；1013、螺纹孔；102、下壳；1021、下安装柱；103、安装通道；104、凹陷部；
32.2、绝缘伸缩杆；201、连接杆；202、台阶部；203、螺栓；
33.3、检测电路板；301、让位通道。
具体实施方式
34.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
35.请参照图1-12，本实用新型提供一种手持式交流电流检测装置，包括绝缘外壳1、检测电路板3和绝缘伸缩杆2，检测电路板3固定在绝缘外壳1内，绝缘伸缩杆2的端部与绝缘外壳1固定连接。绝缘外壳1包括下壳102和盖合在下壳102上的上壳101，上壳101内部四周固定有向外凸起的上安装柱1011，下壳102内部四周固定有向外凸起的下安装柱1021。上安装柱1011和下安装柱1021一一对应，检测电路板3嵌设在上安装柱1011和下安装柱1021之间。上安装柱1011和下安装柱1021上均开设有螺纹孔1013，并通过螺栓203固定连接。上安装柱1011和下安装柱1021对检测电路板3的四周进行限位，保证了检测电路板3在绝缘外壳1内的稳定性。
36.请参照图2-4，绝缘外壳1的中部开设有安装通道103，安装通道103贯穿上壳101和下壳102。绝缘伸缩杆2的端部穿过安装通道103和检测电路板3，并与绝缘外壳1固定连接，请参照图6，本实施例中，检测电路板3上开设有让位通道301，让位通道301与安装通道103位置相对应，绝缘伸缩杆2穿过安装通道103和让位通道301与绝缘外壳1固定连接。
37.请参照图5，本实施例中，绝缘伸缩杆2的端部固定有向外凸起的连接杆201，绝缘伸缩杆2的底部与连接杆201的底部之间设有台阶部202，请参照图2和图3，上壳101位于安装通道103周侧开设有凹陷部104，台阶部202嵌设在凹陷部104内，并与凹陷部104的内侧面之间紧密贴合。连接杆201穿过安装通道103和让位通道301，并凸出与下壳102，连接杆201
的顶部固定有螺栓203，螺栓203与下壳102顶抵接触，对绝缘伸缩杆2进行固定。台阶部202和凹陷部104之间的紧密贴合保证绝缘伸缩杆2与绝缘壳体之间不会发生倾斜，确保提供给检测电路板3一个良好的工作环境，同时连接杆201穿过绝缘壳体通过螺栓203固定连接，确保绝缘壳体能够稳定的随绝缘伸缩杆2的端部移动。
38.绝缘伸缩杆2为玻璃钢伸缩杆，相比较常规的伸缩杆，玻璃钢伸缩杆具有良好的绝缘性，同时硬度较高，更为轻便，使用者能够更加轻易的将绝缘壳体抬升到指定高度。
39.请参照图7-12，检测电路板3上设置有电源模块、电流检测模块、模数转换模块、控制模块和指示模块，电流检测模块包括霍尔ic，即芯片hall，霍尔ic的输出端与模数转换模块的输入端电性连接，模数转换模块的输出端与控制模块的输入端电性连接，控制模块控制指示模块进行报警、指示，电源模块为电流检测模块、模数转换模块、控制模块和指示模块进行供电。上壳101上开设有多个开口1012，多个开口1012分别与供电模块和指示模块位置相对应。本手持式交流电流检测装置为非接触式检测装置，检测线路为中高压线路，该线路上通过的是工频交流电流，交流电流产生围绕线路的一个交变的环形感应磁场，将霍尔ic置于检测线路附近，根据霍尔原理，霍尔ic可以感应出一个交变的电压，根据霍尔ic的电压变化，可以准确判断检测线路中是否存在电流。
40.请参照图12，电源模块包括供电单元（附图未展示）、稳压单元（附图未展示）、开关s1、电解电容c4、电解电容c5、电阻r2、发光二极管d1和场效应管q2，供电单元可以为锂电池组、铅蓄电池组或其他供电组件。供电单元的正极与开关s1的一端电性连接，即供电单元的正极与开关s1的引脚2和引脚5电性连接。发光二极管d1和电阻r2串联在开关s1的另一端上，即发光二极管d1的正极电性连接在开关s1的引脚6和引脚3上，发光二极管d1的负极与电阻r2的一端电性连接。电阻r2的另一端与电解电容c4的正极和稳压单元的输入端电性连接。稳压单元的输出端与电解电容c5的正极电性连接，并作为电源输出端与电流检测模块、模数转换模块、控制模块和指示模块的电源输入端电性连接，电解电容c4、电解电容c5的负极和稳压单元的接地端均接地。本实施例中，t1引脚、t2引脚和t3引脚分别与稳压单元的输入端、接地端和输出端电性连接。本实施例中，供电单元为4节7号电池，稳压单元为lm7805稳压管，电池经lm7805稳压管降压后输出5v电压供给电流检测模块、模数转换模块、控制模块和指示模块。
41.请参照图8，电流检测模块除了包括霍尔ic还包括电解电容c6，电源模块的电源输出端与霍尔ic的引脚1和电解电容c6的正极电性连接，即稳压单元的输出端与霍尔ic的引脚1和电解电容c6的正极电性连接。霍尔ic的引脚3与模数转换模块的信号输入端电性连接，霍尔ic的引脚2和电解电容c6的负极接地。本实施例中，霍尔ic的型号为a1324luat，其内部集成有放大电路，相比于开关型霍尔芯片，能够更好的对后续的单片机进行调试。
42.请参照图9，模数转换模块包括转换芯片xpt1，电源模块的电源输出端与转换芯片xpt1的引脚1、引脚9和引脚10电性连接，即稳压单元的输出端与转换芯片xpt1的引脚1、引脚9和引脚10电性连接。电流检测模块的信号输出端与转换芯片xpt1的引脚2电性连接，即霍尔ic的引脚3与转换芯片xpt1的引脚2电性连接。转换芯片xpt1的引脚14、引脚15和引脚16与控制模块的信号输入端电性连接。转换芯片xpt1的引脚4、引脚5和引脚6均接地。霍尔ic感应磁场后输出的霍尔电压为模拟量，经过转换芯片进行a/d转换，输出数字量至控制模块，本实施例中，转换芯片的型号为xpt2046，其它内含12位分辨率，125khz转换速率的串行
输入输出a/d转换器，很好地满足测量需求的同时减小了装置体积，同时价格低廉，降低成本。
43.请参照图10，控制模块包括控制芯片u1、电阻r1、电容c1、电容c2、电容c3和晶振x2，电源模块的电源输出端与控制芯片u1的引脚40和电容c3的一端电性连接，即稳压单元的输出端与控制芯片u1的引脚40和电容c3的一端电性连接。控制芯片u1的引脚9与电阻r1的一端和电容c3的另一端电性连接。模数转换模块的信号输出端与控制芯片u1的引脚14、引脚15和引脚16电性连接，即转换芯片xpt1的引脚14与控制芯片u1的引脚16电性连接，转换芯片xpt1的引脚15与控制芯片u1的引脚15电性连接，转换芯片xpt1的引脚16与控制芯片u1的引脚14电性连接。控制芯片u1的引脚18与电容c1、晶振x2的一端电性连接，控制芯片u1的引脚19与电容c2的一端和晶振x2的另一端电性连接，控制芯片u1的引脚21至引脚27与指示模块的信号输入端电性连接，电容c1、电容c2、电阻r1的另一端和控制芯片u1的引脚20均接地。本实施例中，控制芯片u1的型号为stc89c52，控制模块对转换模块输出的电压信息进行接收，根据电压阈值控制指示模块进行报警、指示。
44.请参照图11，指示模块包括复合晶体管阵列uln1、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16和蜂鸣器q1。复合晶体管阵列uln1的引脚1至引脚7与控制模块的信号输出端电性连接，即控制芯片u1的引脚21与复合晶体管阵列uln1的引脚7电性连接；控制芯片u1的引脚22与复合晶体管阵列uln1的引脚6电性连接；控制芯片u1的引脚23与复合晶体管阵列uln1的引脚5电性连接；控制芯片u1的引脚24与复合晶体管阵列uln1的引脚4电性连接；控制芯片u1的引脚25与复合晶体管阵列uln1的引脚3电性连接；控制芯片u1的引脚26与复合晶体管阵列uln1的引脚2电性连接；控制芯片u1的引脚27与复合晶体管阵列uln1的引脚1电性连接。蜂鸣器q1的引脚2和电阻r15、电阻r14、电阻r13、电阻r12、电阻r11、电阻r10的一端分别电性连接在复合晶体管阵列uln1的引脚10至引脚16上，电阻r15、电阻r14、电阻r13、电阻r12、电阻r11、电阻r10的另一端均连接有指示灯（附图中未展示）。电源模块的电源输出端与电阻r16的一端和复合晶体管阵列uln1的引脚9电性连接，即稳压单元的输出端与电阻r16的一端和复合晶体管阵列uln1的引脚9电性连接。电阻r16的另一端与蜂鸣器q1的引脚1电性连接，复合晶体管阵列uln1的引脚8接地。本实施例中，选用六个1w的红色led灯和蜂鸣器q1作为报警输出，led灯和蜂鸣器q1与上壳101上的开口1012位置相对，能够对线路中的电流信息进行更好的报警、指示提示。
45.在使用时，绝缘伸缩杆推动绝缘外壳上升至中高压线路附近，线路中存在交流电流时，在线路周围存在一个交变的环形感应磁场，绝缘外壳内的霍尔ic感应到磁场后输出霍尔电压，霍尔电压经过模数转换模块进行a/d转换后输出至控制模块，当电流超过设定的电流阈值时，控制模块控制指示模块进行报警、指示，实现对线路内是否存在电流的精准判断。
46.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种手持式交流电流检测装置，其特征在于，包括绝缘外壳、检测电路板和绝缘伸缩杆，所述检测电路板固定在绝缘外壳内，所述绝缘伸缩杆的端部与绝缘外壳固定连接，所述检测电路板上设置有电源模块、电流检测模块、模数转换模块、控制模块和指示模块，所述电流检测模块包括霍尔ic，所述霍尔ic的输出端与模数转换模块的输入端电性连接，所述模数转换模块的输出端与控制模块的输入端电性连接，所述控制模块控制指示模块进行报警、指示，所述电源模块为电流检测模块、模数转换模块、控制模块和指示模块进行供电。2.根据权利要求1所述的一种手持式交流电流检测装置，其特征在于：所述绝缘外壳的中部开设有安装通道，所述绝缘伸缩杆的端部穿过安装通道和检测电路板，并与绝缘外壳固定连接。3.根据权利要求1所述的一种手持式交流电流检测装置，其特征在于：所述绝缘伸缩杆为玻璃钢伸缩杆。4.根据权利要求1所述的一种手持式交流电流检测装置，其特征在于：所述电流检测模块包括所述霍尔ic和电解电容c6，所述电源模块的电源输出端与霍尔ic的引脚1和电解电容c6的正极电性连接，所述霍尔ic的引脚3与模数转换模块的信号输入端电性连接，所述霍尔ic的引脚2和电解电容c6的负极接地。5.根据权利要求4所述的一种手持式交流电流检测装置，其特征在于：所述霍尔ic的型号为a1324luat。6.根据权利要求1所述的一种手持式交流电流检测装置，其特征在于：所述模数转换模块包括转换芯片xpt1，所述电源模块的电源输出端与转换芯片xpt1的引脚1、引脚9和引脚10电性连接，所述电流检测模块的信号输出端与转换芯片xpt1的引脚2电性连接，所述转换芯片xpt1的引脚14、引脚15和引脚16与控制模块的信号输入端电性连接。7.根据权利要求1所述的一种手持式交流电流检测装置，其特征在于：所述控制模块包括控制芯片u1、电阻r1、电容c1、电容c2、电容c3和晶振x2，所述电源模块的电源输出端与控制芯片u1的引脚40和电容c3的一端电性连接，所述控制芯片u1的引脚9与电阻r1的一端和电容c3的另一端电性连接，所述模数转换模块的信号输出端与控制芯片u1的引脚14、引脚15和引脚16电性连接，所述控制芯片u1的引脚18与电容c1、晶振x2的一端电性连接，所述控制芯片u1的引脚19与电容c2的一端和晶振x2的另一端电性连接，所述控制芯片u1的引脚21至引脚27与指示模块的信号输入端电性连接，所述电容c1、电容c2、电阻r1的另一端和控制芯片u1的引脚20均接地。8.根据权利要求7所述的一种手持式交流电流检测装置，其特征在于：所述控制芯片u1的型号为stc89c52。9.根据权利要求1所述的一种手持式交流电流检测装置，其特征在于：所述指示模块包括复合晶体管阵列uln1、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16和蜂鸣器q1，所述复合晶体管阵列uln1的引脚1至引脚7与控制模块的信号输出端电性连接，所述蜂鸣器q1的引脚2和电阻r15、电阻r14、电阻r13、电阻r12、电阻r11、电阻r10的一端分别电性连接在复合晶体管阵列uln1的引脚10至引脚16上，所述电阻r15、电阻r14、电阻r13、电阻r12、电阻r11、电阻r10的另一端均连接有指示灯，所述电源模块的电源输出端与电阻r16的一端和复合晶体管阵列uln1的引脚9电性连接，所述电阻r16的另一端与蜂鸣器q1的引脚1电性连接，所述复合晶体管阵列uln1的引脚8接地。
10.根据权利要求1所述的一种手持式交流电流检测装置，其特征在于：所述电源模块包括供电单元、稳压单元、开关s1、电解电容c4、电解电容c5、电阻r2和发光二极管d1，所述供电单元的正极与开关s1的一端电性连接，所述发光二极管d1和电阻r2串联在开关s1的另一端上，所述电阻r2的另一端与电解电容c4的正极和稳压单元的输入端电性连接，所述稳压单元的输出端与电解电容c5的正极电性连接，并作为电源输出端与电流检测模块、模数转换模块、控制模块和指示模块的电源输入端电性连接，所述电解电容c4、电解电容c5的负极和稳压单元的接地端均接地。

技术总结
本实用新型涉及电流检测领域，具体而言，涉及一种手持式交流电流检测装置，包括绝缘外壳、检测电路板和绝缘伸缩杆，检测电路板固定在绝缘外壳内，绝缘伸缩杆的端部与绝缘外壳固定连接，检测电路板上设置有电源模块、电流检测模块、模数转换模块、控制模块和指示模块，电流检测模块包括霍尔IC，霍尔IC的输出端与模数转换模块的输入端电性连接，模数转换模块的输出端与控制模块的输入端电性连接，控制模块控制指示模块进行报警、指示，线路中存在电流时，线路周围存在感应磁场，霍尔IC产生感应电压，模数转换模块对感应电压进行A/D转换后输出至控制模块，进行报警、指示提示，对线路中是否带电的检测更加精准。电的检测更加精准。电的检测更加精准。


技术研发人员：田洪 汪兆辉 卢业旺 颜泉波
受保护的技术使用者：厦门理工学院
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/8/13