防雷计数装置

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防雷计数装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及防雷电路领域，具体地说，本实用新型涉及一种防雷计数装置。\n背景技术\n[0002] 计数装置已经广泛应用在各种防雷器中，它能够起到记录雷击次数，提醒工作人员及时更换防雷器的作用。然而在实际应用中，由于雷电来袭的强度大、随机性强等原因，防雷器的计数装置会出现各种各样的问题，如误报、不报或损坏等丧失了原本计数装置应有的作用。\n[0003] 在专利号为200420046366.4的实用新型专利“防雷计数装置”公开了一种防雷用的计数装置，如图1所示，主要内容为在三相对地(PE)与三相对零(L)电路中，将取样导线缠绕在防雷元件的引脚上，将感应电流经整流和脉冲处理的方式触发计数器达到记录雷电来袭次数的效果。然而上述专利对整流、脉冲处理和光电耦合过程却并未公开，本领域普通技术人员阅读此专利后，仅仅能够理解取样导线的缠绕位置和方法，对如何进行整流、脉冲处理和光电耦合过程仍然一无所知。由于这些内容未公开，整个计数装置可靠与否也很难判断，而且采用缠绕导线的方式，难保不会对原电路产生影响，上述专利也没有提供避免这些影响的技术方案。\n[0004] 因此，如何设计出一种防雷计数装置能够避免其误报、不报或损坏等丧失了原本该防雷计数装置应有的作用，又能够提供一种对原防雷电路不会产生任何影响的具体的计数方案，变成为亟待解决的技术问题。\n实用新型内容\n[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种防雷计数装置，既能避免其误报、不报或损坏等丧失了该防雷计数装置应有的作用，又能够提供一种对原防雷电路不会产生任何影响的具体的计数方案。\n[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种防雷计数装置，与防雷电路中的防雷元件相连，其特征在于，所述防雷计数装置包括：取样单元、控制单元和显示单元；其中，[0007] 所述取样单元采集所述防雷元件中的雷电波信号，并发送指令给所述控制单元；\n所述控制单元接收指令后进行处理，并将处理后的数据发送给所述显示单元显示。\n[0008] 本实用新型所述的防雷计数装置，其中，所述取样单元包括入口端、限幅电路和光电耦合元件；其中，所述入口端分别与所述限幅电路、所述光电耦合元件以及所述防雷电路中的防雷元件相连，所述光电耦合元件分别与所述控制单元和接地端相连，所述入口端与所述防雷元件相连。\n[0009] 进一步地，其中，所述限幅电路包括电感、反向保护二极管、限流电阻和稳压管；其中，所述电感的一端与所述入口端的其中一端相连，该电感的另一端与所述反向保护二极管和限流电阻的一端串联，所述限流电阻的另一端与所述光电耦合元件的一端相连，所述稳压管跨接在所述入口端的两端上，所述光电耦合元件的另一端与所述入口端的另外一端相连，所述光电耦合元件的其余端分别与所述控制单元和接地端相连。\n[0010] 进一步地，其中，所述光耦合元件由光敏晶体管和发光二极管组成。\n[0011] 进一步地，其中，所述控制单元包括单片机、时钟芯片、一个二极管、一个电阻、三个开关、五个电容和两个晶振管；其中，所述三个开关的一端分别与所述单片机相连，另一端接地；两个电容的一端分别与所述单片机相连，另一端接地；所述晶振管的两端跨接在所述两个电容与所述单片机的连接端上；所述单片机与一个电容串联后与所述供电电源相连；所述二极管和电阻并联后一端与所述单片机相连，并联后的另一端接地；所述单片机还分别与所述供电电源、时钟芯片以及接地端相连；\n[0012] 其余的两个电容一端与时钟芯片相连，另一端接地；其余的一个晶振管的两端跨接在所述其余的两个电容与所述时钟芯片的连接端上；该时钟芯片还分别与所述单片机、直流供电电源以及供电电源相连。\n[0013] 进一步地，其中，所述显示单元为LCD显示器件。\n[0014] 与现有技术相比，本实用新型所述的防雷计数装置，既能避免其误报、不报或损坏等丧失了该防雷计数装置应有的作用，又能够提供一种对原防雷电路不会产生任何影响的具体的计数方案，提高防雷器的可靠性和准确性。\n附图说明\n[0015] 图1为现有技术的防雷计数装置中防雷计数装置的电路结构图；\n[0016] 图2为本实用新型所述的防雷计数装置与防雷电路中的防雷元件的连接结构图；\n[0017] 图3为本实用新型所述的防雷计数装置的具体电路图。\n具体实施方式\n[0018] 本实用新型的主要思想是解决防雷计数装置中出现的误报、不报或损坏等丧失了原本的防雷计数装置应有的作用，同时还需要解决对原防雷电路不会产生任何影响的具体的计数方案。以下对具体实施方式进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。\n[0019] 如图2所示，为本实用新型所述的防雷计数装置与防雷电路中的防雷元件的连接结构图。其中的防雷元件10可以是防雷电路本身，也可以是在防雷电路中起到防雷作用的一个具体元器件。本实用新型的防雷计数装置20包括：取样单元201、控制单元202和显示单元203；控制单元202分别连接取样单元201和显示单元203，取样单元201还与防雷电路中的防雷元件10相连接；其中，\n[0020] 取样单元201包括入口端、限幅电路和光电耦合元件；其中，入口端分别与限幅电路、光电耦合元件以及防雷电路中的防雷元件10相连，所述光电耦合元件与控制单元202相连。取样单元201的入口端通过与防雷元件10相连，采集雷电波信号。\n[0021] 控制单元202是由控制电路或控制芯片组成，本实用新型中的控制单元202由单片机及其外围电路组成，具体包括：单片机、时钟芯片、一个二极管、一个电阻、三个开关、五个电容和两个晶振管；\n[0022] 其中，三个开关的一端分别与单片机相连，另一端接地；两个电容的一端分别与单片机相连，另一端接地；晶振管的两端跨接在所述两个电容与单片机的连接端上；单片机与一个电容串联后与供电电源相连；二极管和电阻并联后一端与单片机相连，并联后的另一端接地；单片机还分别与供电电源、时钟芯片以及接地端相连；\n[0023] 其余的两个电容一端与时钟芯片相连，另一端接地；其余的一个晶振管的两端跨接在所述其余的两个电容与时钟芯片的连接端上；该时钟芯片还分别与单片机、直流供电电源以及供电电源相连。\n[0024] 控制单元202接收到取样单元201的指令后，通过该控制单元202内部的控制元件处理数据并进行加数运算，并发送数据给显示单元203。\n[0025] 显示单元203由显示器件组成，该显示单元203和控制单元202相连后，接收控制单元202的命令和数据，显示相应的数据。在平时不需要进行雷电计数时，显示单元203还可以用于显示时钟日历。\n[0026] 如图3所示，为本实用新型所述的防雷计数装置的具体电路图。其中，取样单元\n301中的限幅电路由电感L、反向保护二极管D1、限流电阻R1和稳压管DW组成；其中，电感L的一端与入口端的其中一端相连，电感L的另一端与反向保护二极管D1和限流电阻R1串联，限流电阻R1的另一端与光电耦合元件U1的一端相连，稳压管DW跨接在入口端的两端上，光电耦合元件U1的另一端与入口端的另外一端相连，所述光电耦合元件U1的其余端分别与所述控制单元302中的单片机和接地端相连；所述入口端还将与防雷电路中的防雷元件相连。\n[0027] 取样单元301中的光耦合元件U1由光敏晶体管和发光二极管组成，当光敏晶体管基极被发光二极管照射后，集电极电压被放大，抬高与其相连的控制单元302中单片机端口的电平，触发控制单元302的中断响应。\n[0028] 限幅电路目的是将幅值极高的雷电流削弱，使其足以启动光电耦合元件U1而不损坏其他元件；光电耦合元件U1被启动后，会向控制单元302发出指令，命令其开始工作。\n限幅电路中的电感L能够削弱雷电波波头，二极管D1起到反向保护的作用，限流电阻R1限制了雷电电流，同时稳压管DW将雷电电压限制起来。这样，光耦合元件U1就不会被雷电直接触发，即光耦合元件U1被保护起来。\n[0029] 控制单元302中的单片机可以根据实际需要采用不同型号的单片机，在以下具体实施例中为了更好的实现本实用新型所要达到的技术效果，在本实用新型中采用但不仅限于AT89C2051型号的单片机，该单片机包括20个管脚；同样，控制单元302中的时钟芯片可以根据实际需要采用不同型号的时钟芯片，在以下具体实施例中为了更好的实现本实用新型所要达到的技术效果，在本实用新型中采用但不仅限于DS1302型号的时钟芯片，该时钟芯片包括8个管脚；另外，显示单元303也可以根据实际需要采用不同型号的显示设备，在以下具体实施例中显示单元303采用但不仅限于8×2的LCD。\n[0030] 该控制单元302中的三个开关分别为S1、S2和S3，四个电容分别为C1、C2、C3和C4，两个晶振管分别为Y1和Y2；\n[0031] 该单片机的外部中断管脚P3.2(INTO)与所述光电耦合元件U1中的光敏晶体管集电极相连接，当接到该集电极的指令后，启动该AT89C2051型号的单片机的中断响应程序自动进行加1运算；\n[0032] 该单片机的管脚P3.0(RXD)与开关S1连接后接地，当S1闭合后，控制单元302进入调整时间状态；\n[0033] 该单片机的管脚P3.1(TXD)与开关S2连接后接地，当S2闭合后，控制单元通过其内的单片机内部程序的运行，对显示单元303中的时间近些调整；\n[0034] 该单片机的管脚P3.3(TXD)与开关S3连接后接地，当S3闭合后，启动该单片机另一个外部中断程序，通过单片机的内部处理，在显示单元的LCD上显示雷击次数；所述单片机的管脚Vcc与供电电源Vcc相连为该单片机提供电源；光耦合元件U1中集成有光敏晶体管和发光二极管。当光敏晶体管基极被发光二极管照射后，集电极电压被放大，抬高与其相连的控制芯片管脚电平，触发控制芯片的中断响应。\n[0035] 该单片机的管脚RST接地，该单片机的管脚RST与电容C5串联后与电源Vcc相连，二极管D2和电阻R2并联后一端与管脚RST相连，另一端接地。这样组成的复位电路在系统上电时为单片机提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销掉复位信号。\n[0036] 该单片机的管脚XTAL1和管脚XTAL2分别连接电容C1和电容C2，且管脚XTAL1和管脚XTAL2之间跨接有晶振Y1，由于单片机内部集成有高增益反相放大器，与C1、C2并联产生谐振，使晶振自激振荡为单片机提供原始时钟频率；\n[0037] 该单片机的管脚P3.7与DS1302型号的时钟芯片的管脚RST相连，该管脚RST拥有复位/片选功能，单片机上电后，其管脚P3.7保持高电平状态，使时钟芯片的所有数据传送被初始化，允许对时钟芯片进行操作；\n[0038] 该单片机的管脚P3.4(T0)与DS1302型号的时钟芯片的管脚SCLK相连，该单片机的管脚P3.5(T1)与DS1302型号的时钟芯片的输入输出管脚I/O相连；该单片机通过的管脚P3.4(T0)对该时钟芯片的管脚SCLK输入时钟脉冲以控制该时钟芯片的读写，该单片机的管脚P3.5通过输入输出管脚I/O在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出时钟芯片的数据，经单片机处理后通过显示单元303将时间日期显示在LCD上；\n[0039] 该单片机的管脚P1.4、P1.5、P1.6和P1.7与显示单元303中8×2的LCD的管脚\n11、12、13和14分别相连，进行数据传输；\n[0040] 该单片机的管脚P1.1、P1.2和P1.3与显示单元303中8×2的LCD的管脚4、5和\n6分别相连，用于数据/命令传输选择、读/写选择和使能功能，通过单片机的内部程序对显示单元303传送不同的命令字，可以控制显示单元303中的LCD显示不同的内容。\n[0041] 该时钟芯片的管脚X1、X2两管脚间跨接有一晶振Y2，电容C3和C4分别连接在时钟芯片的管脚X1和X2上并且接地，电容C3和C4并联谐振后使晶振Y2自激振荡为时钟芯片提供原始时钟频率；\n[0042] 该时钟芯片的管脚V1和V2分别连接着直流供电电源B和供电电源Vcc，由两者中的较大者供电。\n[0043] 显示单元中的8×2的LCD的管脚1、3连接后接地，管脚1提供LCD的零势面，管脚3是LCD的动作电压，设置为零时接地后LCD便处于工作状态。LCD的管脚2与供电电源Vcc相连接，当控制单元302中的单片机启动雷电来袭中断响应程序时，经过该单片机内部程序处理，将数据传输至LCD，该LCD显示雷电来袭次数。\n[0044] 与现有技术相比，本实用新型公开了一种新型的防雷计数装置，该装置包括取样单元、控制单元和显示单元。本实用新型将光电耦合元件，运用在取样单元中，保障取样过程的可靠性与准确性；控制单元来全程控制跟踪，保障了计数器运行的可靠性；显示单元是由LCD组成，采用LCD的好处在于美观大方，且读数方便。本实用新型所述的防雷计数装置，既能避免其误报、不报或损坏等丧失了该防雷计数装置应有的作用，又能够提供一种对原防雷电路不会产生任何影响的具体的计数方案，提高防雷器的可靠性和准确性。\n[0045] 当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。