一種信號線路雷擊監(jiān)測儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種信號線路雷擊監(jiān)測儀，包括雷電流監(jiān)測電路和雷電流信號處理電路；其中，所述雷電流監(jiān)測電路包括依次連接的磁芯感應(yīng)線圈、取樣電阻、分壓器、差分放大電路、檢波電路；雷電流信號處理電路包括依次連接的A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、顯示器；所述檢波電路與A/D轉(zhuǎn)換電路連接。本發(fā)明用于監(jiān)測信號傳輸線上雷電流的幅值及發(fā)生的時間，根據(jù)監(jiān)測雷電流的參數(shù)分析統(tǒng)計(jì)信號出傳輸線上雷擊的情況，也可以用于統(tǒng)計(jì)信號線路中的雷擊事故，為信號線路的雷電防護(hù)提供參考數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種信號線路雷擊監(jiān)測儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種信號線路雷擊監(jiān)測儀，屬于雷電科學(xué)與【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]雷擊對于通信信號設(shè)備的危害是巨大的，雷擊可能使通訊信號的中斷，嚴(yán)重的造成通訊設(shè)備的損壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，通訊設(shè)備信號的故障，有相當(dāng)一部分是由于雷擊造成的。雷擊對通信設(shè)備的損壞途經(jīng)有:一是直擊雷經(jīng)過接閃裝置向大地泄放能量，形成很高的地電位，通過通風(fēng)設(shè)備的接地體線將高電位引入到通風(fēng)的外殼，造成絕緣性的損壞。二是由于雷電的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)形成的高電位。三是發(fā)生閃擊時直接擊中線纜形成高電位。
[0003]目前，電力輸電線路采用磁棒法、磁帶法、閃電定位系統(tǒng)以羅氏線圈的方法對高壓輸電線路進(jìn)雷電監(jiān)測，對于雷擊造成的事故統(tǒng)計(jì)分析以及對高壓輸電線路的雷電防護(hù)提供了參考數(shù)據(jù)。但是這些監(jiān)測方法的應(yīng)用適應(yīng)于輸電線路，由于信號線路的安裝的位置在室內(nèi)或加有屏蔽，雷電在信號線路的幅值相對供電線路要小，這些方法不適合于在信號線路中雷電流的監(jiān)測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種信號線路雷擊監(jiān)測儀，用于監(jiān)測信號傳輸線上雷電流的幅值及發(fā)生的時間，根據(jù)監(jiān)測雷電流的參數(shù)分析統(tǒng)計(jì)信號出傳輸線上雷擊的情況，也可以用于統(tǒng)計(jì)信號線路中的雷擊事故，為信號線路的雷電防護(hù)提供參考數(shù)據(jù)。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明提供一種信號線路雷擊監(jiān)測儀，包括雷電流監(jiān)測電路和雷電流信號處理電路；其中，所述雷電流監(jiān)測電路包括依次連接的磁芯感應(yīng)線圈、取樣電阻、分壓器、差分放大電路、檢波電路；雷電流信號處理電路包括依次連接的A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、顯示器；所述檢波電路與A/D轉(zhuǎn)換電路連接。
[0006]當(dāng)信號線路中有雷電流時，磁芯感應(yīng)線圈感應(yīng)出信號線路中的雷電壓信號，并將其加載至取樣電阻上；雷電壓信號經(jīng)過分壓器分壓后，送至差分放大電路進(jìn)行放大；放大的雷電壓信號經(jīng)過檢波電路轉(zhuǎn)化為直流信號后，送至A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；數(shù)字信號送至單片機(jī)進(jìn)行處理并存儲，通過顯示器進(jìn)行顯示。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述分壓器為電阻分壓電路。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述磁芯感應(yīng)線圈與信號線路垂直。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述A/D轉(zhuǎn)換電路為ADC0832型號。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述單片機(jī)為型號89C52型號。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述A/D轉(zhuǎn)換電路通過接口電路與單片機(jī)連接。
[0012]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
I)本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡單，工作性能穩(wěn)定，使用安全可靠；安裝簡單，只需要裝在信號線纜的附近1cm范圍內(nèi)均可；應(yīng)用范圍廣泛，適應(yīng)于各種線纜雷電流的監(jiān)測； 2)本發(fā)明監(jiān)測雷電流范圍大，可監(jiān)測從幾十A至幾十kA范圍的雷電流；
3)本發(fā)明設(shè)計(jì)電路中均采用低噪聲的元器件，具有信噪比大，測量精度高的特點(diǎn)；
4)本發(fā)明中對雷電流信號處理采用單片機(jī)，具有處理速度快、信息自動保存、可重復(fù)記錄存儲的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的原理框圖。
[0014]圖2是磁芯感應(yīng)線圈、取樣電阻、分壓器、差分放大電路的原理圖。
[0015]圖3是檢波電路原理圖。
[0016]圖4是雷電流信號處理電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
本發(fā)明設(shè)計(jì)一種信號線路雷擊監(jiān)測儀，如圖1所示，包括雷電流監(jiān)測電路和雷電流信號處理電路；其中，所述雷電流監(jiān)測電路包括依次連接的磁芯感應(yīng)線圈、取樣電阻、分壓器、差分放大電路、檢波電路；雷電流信號處理電路包括依次連接的A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、顯示器；所述檢波電路與A/D轉(zhuǎn)換電路連接。
[0018]本發(fā)明一種信號線路雷擊監(jiān)測儀，其工作過程為:當(dāng)信號線路中有雷電流時，磁芯感應(yīng)線圈感應(yīng)出信號線路中的雷電壓信號，并將其加載至取樣電阻上；雷電壓信號經(jīng)過分壓器分壓后，送至差分放大電路進(jìn)行放大；放大的雷電壓信號經(jīng)過檢波電路轉(zhuǎn)化為直流信號后，送至A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；數(shù)字信號送至單片機(jī)進(jìn)行處理并存儲，通過顯示器進(jìn)行顯示。
[0019]本實(shí)施例中，磁芯感應(yīng)線圈、取樣電阻、分壓器、差分放大電路如圖2所示，由磁芯感應(yīng)線圈L、取樣電阻R、電阻Rl和電阻R2組成的分壓電路、由集成運(yùn)算放大器ICl和IC2、電阻R3至R7構(gòu)成組成的差分放大電路構(gòu)成。其中，磁芯感應(yīng)線圈L感應(yīng)到的雷電壓信號加載在取樣電阻R兩端，取樣電阻R與分壓電路并聯(lián)，加載在取樣電阻R兩端的雷電壓信號經(jīng)分壓后，取電阻R2兩端的電壓送至后級差分放大電路。本實(shí)施例中，分壓后的電壓信號分別加至集成運(yùn)算放大器IC1、IC2的反相輸入端，經(jīng)過差分放大電路放大后，在集成運(yùn)算放大器IC2的輸出端輸出。本實(shí)施例中，集成運(yùn)算放大器ICl和IC2均選用OP27型號，R3=R6=lkQ，R4=R5=lkQ，R7=90kQ。分壓電路的分壓比是10:1，差分放大電路的放大倍數(shù)為100倍。
[0020]本實(shí)施例中，檢波電路如圖3所示。檢波電路由集成運(yùn)算放大器IC3A和IC3B、二極管Dl和D2、電阻R8、電容Cl構(gòu)成。集成運(yùn)算放大器IC3A和IC3B采用LM358雙集成運(yùn)放，二極管Dl和D2構(gòu)成峰值檢波，電容Cl為濾波電容。經(jīng)差分放大電路放大后的電壓信號加至集成運(yùn)算放大器IC3A的正相輸入端，經(jīng)過檢波電路后，在集成運(yùn)算放大器IC3B的輸出端輸出直流信號。
[0021]本實(shí)施例中，雷電流信號處理電路如圖4所示。雷電流信號處理電路由A/D轉(zhuǎn)換電路、接口電路、89C52單片機(jī)、顯示器構(gòu)成。檢波電路輸出的直流信號加至A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，在A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端輸出數(shù)字信號。數(shù)字信號通過接口電路發(fā)送至單片機(jī)，單片機(jī)對接收到的數(shù)字信號進(jìn)行處理并存儲后，由顯示器進(jìn)行顯示。本實(shí)施例中，A/D轉(zhuǎn)換模塊選用ADC0832型號，該芯片可將模擬信號轉(zhuǎn)換為8位的數(shù)字信號、分辨率為256。單片機(jī)選用89C52型號負(fù)責(zé)雷電流數(shù)據(jù)信號的接收、處理及計(jì)算還具有數(shù)據(jù)存儲以及可以數(shù)據(jù)查詢的功能。
[0022]以上所述，僅為本發(fā)明中的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種信號線路雷擊監(jiān)測儀，其特征在于，包括雷電流監(jiān)測電路和雷電流信號處理電路；其中，所述雷電流監(jiān)測電路包括依次連接的磁芯感應(yīng)線圈、取樣電阻、分壓器、差分放大電路、檢波電路；雷電流信號處理電路包括依次連接的A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、顯示器；所述檢波電路與A/D轉(zhuǎn)換電路連接； 當(dāng)信號線路中有雷電流時，磁芯感應(yīng)線圈感應(yīng)出信號線路中的雷電壓信號，并將其加載至取樣電阻上；雷電壓信號經(jīng)過分壓器分壓后，送至差分放大電路進(jìn)行放大；放大的雷電壓信號經(jīng)過檢波電路轉(zhuǎn)化為直流信號后，送至A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；數(shù)字信號送至單片機(jī)進(jìn)行處理并存儲，通過顯示器進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號線路雷擊監(jiān)測儀，其特征在于，所述分壓器為電阻分壓電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號線路雷擊監(jiān)測儀，其特征在于，所述磁芯感應(yīng)線圈與信號線路垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號線路雷擊監(jiān)測儀，其特征在于，所述A/D轉(zhuǎn)換電路為ADC0832型號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號線路雷擊監(jiān)測儀，其特征在于，所述單片機(jī)為型號89C52型號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號線路雷擊監(jiān)測儀，其特征在于，所述A/D轉(zhuǎn)換電路通過接口電路與單片機(jī)連接。
【文檔編號】G01R31/12GK104483604SQ201410754869
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】李祥超, 李鵬飛, 朱若虛, 陳則煌 申請人:南京信息工程大學(xué)