一种监测用电设备的装置

技术领域

本发明涉及安全用电监测设备领域，特别是一种监测用电设备的装置。

背景技术

目前，在很多自动化生产领域中，生产设备常常处于无人值守化工作状态；在实际情况下，有人值守的生产设备在包括值守人员不坚守岗位时，也会导致生产设备处于无人化值守工作状态。生产设备处于无人化值守状态时，在发生各种故障后，如果维护人员不及时到现场进行采取应对措施，会导致不可预见的生产事故。现有技术中，对于无人值守的生产设备常常是通过互联网经视频远端监控，由于此种情况下实际上也属于有人监守状态，因此，当监测人员没在岗时，由于监测设备不具有现场生产设备故障时主动提示的功能，这样也会在生产现场发生生产事故后，远端监测人员无法第一时间知晓，进而导致事故的扩大化。

实际情况下，很多生产辅助设备工作时产生的有温度信号(比如制冷设备制冷、加温设备制热)、光信号(照明或发光设备发光)、运动信号(比如电机的转轴转动)。因此对于上述信号进行监控，能得到很多现场生产设备工作正常与否的数据。但是目前的技术中，还无一种设备能有效监测上述数据的功能。因此基于上述，提供一种能实时监测生产设备的温度信号、光信号、运动信号，在发生工作异常时能及时提示相关人员的装置(举例来说比如保温设备的制冷或制热功能损坏、自来水厂的水泵电机不再转动等等)，无疑会对无人化值守生产设备的正常工作提供有力技术支撑。

发明内容

为了克服现有无人化生产设备在发生故障时，由于管理人员不能第一时间知晓、不能及时处置，在发生故障时有导致故障扩大化的弊端，本发明提供了一种具有电机转动检测机构、超温检测机构、欠温检测机构、光照检测机构，在实际使用中，当监测的生产辅助设备的电机转轴停转或转速较低时、监测区域超温或欠温时、监测区域无光照时，在相关机构和电路作用下，能第一时间检测到故障点，且能通过短信模块及时、针对性给相关管理人员发送短信提示，进而相关管理人员能第一时间了解到现场异常情况和故障的类型，第一时间针对性的到现场进行故障排除，减少了故障扩大化几率，并尽可能保证了生产进度的一种监测用电设备的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种监测用电设备的装置，其特征在于包括电机转动检测机构、超温检测机构、欠温检测机构、光照检测机构、发射机构、提示报警机构；所述电机转动检测机构包括第一蓄电池、第一充电插座、继电器、无线发射电路和检测开关、固定壳体，固定壳体的左外侧端中部有一个轴杆套，检测开关包括套管、常闭触点微动电源开关、滚珠、弹簧，弹簧安装在触点杆下前端，微动电源开关的上端固定安装在套管的内上端盖下，滚珠位于套管内下部；所述套管的侧端固定安装固定壳体的内侧一端中部，固定壳体左端的轴杆套套在电机的转轴右侧；所述第一蓄电池、第一充电插座、继电器、无线发射电路安装在固定壳体右端内，其间经导线连接；所述第一蓄电池正极和微动电源开关一端、无线发射电路正极电源输入端连接，微动电源开关另一端和继电器正极电源输入端连接，第一蓄电池负极和继电器、无线发射电路的负极电源输入端连接，继电器控制触点端、常开触点端和无线发射电路的第一路信号输入端连接；所述超温检测机机构、欠温检测机构、光照检测机构、发射机构配套有第二蓄电池、第二充电插座，超温检测机构、欠温检测机构、光照检测机构、发射机构、第二蓄电池、第二充电插座安装在第一元件盒内，其间经导线连接；所述第二蓄电池两极和第二充电插座两个接线端、超温检测机构、欠温检测机构、光照检测机构、发射机构的两个电源输入端分别连接，超温检测机构、欠温检测机构、光照检测机构的信号输出端和发射机构的第二、第三、第四路信号输入端分别连接；所述提示报警机构包括开关电源、无线接收电路和短信模块，开关电源、无线接收电路和短信模块安装在第二元件盒内，其间经导线连接；所开关电源的电源输出两端分别和无线接收电路、短信模块的电源输入两端连接，无线接收电路的四个信号输出端分别和短信模块的四个信号输入端连接。

进一步地，所述超温检测机构包括继电器、温度开关，继电器安装在电路板上，温度开关一端和继电器正极电源输入端经导线连接，温度开关另一端、继电器负极电源输入端和第二蓄电池两极分别经导线连接，温度开关位于第一元件盒外侧端，温度开关安装在所需检测区域的设备表面。

进一步地，所述欠温检测机构包括继电器、温度开关、NPN三极管，继电器、NPN三极管安装在电路板上，并经电路板布线连接，温度开关一端和继电器正极电源输入端、第二只电阻一端经导线连接，温度开关另一端和第一只电阻一端连接，第一只电阻另一端和第一只NPN三极管基极连接，第一只NPN三极管集电极和第二只NPN三极管基极、第二只电阻另一端连接，第二只NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，第一只及第二只NPN三极管发射极连接，温度开关位于第一元件盒外侧端，温度开关安装在所需检测区域的设备表面。

进一步地，所述光照检测机构包括光敏电阻、NPN三极管、继电器、电阻，光敏电阻、NPN三极管、继电器、电阻安装在电路板上，并经电路板布线连接，光敏电阻一端和电阻一端、继电器正极电源输入端连接，光敏电阻另一端和第一只NPN三极管基极连接，第一只NPN三极管集电极和第二只NPN三极管基极、电阻另一端连接，第二只NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，，第一只及第二只NPN三极管发射极连接，光敏电阻的受光面位于第一元件盒前上端开孔外侧。

进一步地，所述提示报警机构的开关电源是交流转直流开关电源模块。

进一步地，所述提示报警机构的无线接收电路还具有电阻、NPN三极管，其间经电路板布线连接，无线接收电路模块成品工作频率315MHz，无线接收电路模块负极电源输入端3脚和四只NPN三极管发射极连接，无线接收电路模块的四个高电平输出端分别和四只电阻一端连接，四只电阻另一端分别和四只NPN三极管基极连接。

本发明有益效果是：本发明应用中，电机转动检测机构能实时检测电机的工作情况，当电机停转或者转速过慢，微动电源开关的内部两个常闭触点会接通，进而电机处无线发射电路会发射出第一路无线闭合信号。超温检测机构、欠温检测机构、光照检测机构在应用中能分别监测生产区域的超温信号、温度不足信号以及无光照信号，当出现上述任何一个信号异常时，发射机构能分别发射出对应的第二路、第三路或第四路无线闭合信号。当提示报警机构接收到四路无线闭合信号的任何一路信号后，能分别通过短信模块给远端管理人员发送短信，从而管理人员能及时了解到现场生产设备发生了故障，并根据短信内容能知晓故障类型，从而第一时间赶到现场进行针对性故障排除，减少了故障扩大化几率，并尽可能保证了生产进度。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明电机转动检测机构的结构示意图。

图2是本发明超温检测机构、欠温检测机构、光照检测机构、发射机构、提示报警机构的结构示意图。

图3是本发明电机转动检测机构、欠温检测机构、光照检测机构、发射机构的电路图。

图4是本发明提示报警机构的电路图。

具体实施方式

图1、2中所示，一种监测用电设备的装置，包括电机转动检测机构、超温检测机构、欠温检测机构、光照检测机构、发射机构、提示报警机构；所述电机转动检测机构包括第一蓄电池1、第一充电插座2、继电器3、无线发射电路4和检测开关5、固定壳体6，固定壳体6的左外侧端中部有一个轴杆套61(中部有套圈)，检测开关5包括套管51、常闭触点微动电源开关52、滚珠53、弹簧54，轴杆套61右侧端和固定壳体6的左侧端之间为封闭式结构，微动电源开关的动作触点杆52-1前端具有外螺纹，弹簧54通过旋入触点杆的外螺纹安装在触点杆52-1下前端，微动电源开关52的上端用胶粘接在套管的内上端盖下(取下盖后可对弹簧54进行调节)，滚珠53位于套管内下部；所述套管51的左侧端用胶粘接在固定壳体6的内侧左端中部(套管51的高度低于固定壳体6的内侧端高度、方便取下盖，固定壳体6的右侧端具有可打开的边盖)，套管51的下端为封闭式机构，和微动电源开关52连接的导线从套管51上端盖开孔引出，固定壳体左端的轴杆套61中部套圈套在电机7的转轴71右侧(位于电机散热风扇右侧的电机转轴71部分，安装前如果不方便安装可把电机的散热风扇沿转轴向左移动一定距离，方便套圈的套入，工作时轴杆套61带动固定壳体6随电机转轴71同步转动)；所述第一蓄电池1、第一充电插座2、继电器3、无线发射电路4安装在电路板上，其间经导线连接，电路板安装在固定壳体6右端内；所述超温检测机机构8、欠温检测机构9、光照检测机构10、发射机构11配套有第二蓄电池12、第二充电插座13，超温检测机构8、欠温检测机构9、光照检测机构10、发射机构11、第二蓄电池12、第二充电插座13安装在电路板上，其间经导线连接，电路板安装在第一元件盒14内，第一元件盒14安装在车间的墙壁上；所述提示报警机构包括开关电源15、无线接收电路16和短信模块17，开关电源15、无线接收电路16和短信模块17安装在电路板上，其间经导线连接，电路板安装在第二元件盒18内，第二元件盒18安装在生产车间的墙壁上。

图1、2、3中所示，超温检测机构包括继电器K2、温度开关W1，继电器K2安装在电路板上，温度开关W1一端和继电器K2正极电源输入端经导线连接，温度开关W1另一端、继电器K1负极电源输入端和第二蓄电池G2两极分别经导线连接，温度开关W1位于第一元件盒14外侧端，温度开关W1安装在一只具有固定孔的塑料基板19上，通过塑料基板19把温度开关W1固定在所需检测区域的设备表面(比如安装在冷库内的室内壁上)。欠温检测机构包括继电器K3、温度开关W2、NPN三极管Q1及Q2，继电器K3、NPN三极管Q1及Q2安装在电路板上，并经电路板布线连接，温度开关W2一端和继电器K3正极电源输入端、第二只电阻R2一端经导线连接，温度开关W2另一端和第一只电阻R1一端连接，第一只电阻R1另一端和第一只NPN三极管Q1基极连接，第一只NPN三极管Q1集电极和第二只NPN三极管Q2基极、第二只电阻R2另一端连接，第二只NPN三极管Q2集电极和继电器K3负极电源输入端连接，第一只NPN三极管Q1发射极和第二只NPN三极管Q2发射极连接，温度开关W2位于第一元件盒14外侧端，温度开关W2安装在另一只具有固定孔的塑料基板20上，通过另一只塑料基板20把温度开关W2固定在所需检测区域的设备表面(比如恒温箱内的箱体侧端)。光照检测机构包括光敏电阻RL、NPN三极管Q3及Q4、继电器K4、电阻R3，光敏电阻RL、NPN三极管Q3及Q4、继电器K4安装在电路板上，并经电路板布线连接，光敏电阻RL一端和电阻R3一端、继电器K4正极电源输入端连接，光敏电阻RL另一端和和第一只NPN三极管Q3基极连接，第一只NPN三极管Q3集电极和第二只NPN三极管Q4基极、电阻R3另一端连接，第二只NPN三极管Q4集电极和继电器K3负极电源输入端连接，第一只NPN三极管Q3发射极和第二只NPN三极管Q4发射极连接，光敏电阻RL的受光面位于第一元件盒14前上端开孔外侧。发射机构A2是型号ZYO300-A72的无线发射电路模块成品，工作频率315MHz，其具有四个发射按键S1、S2、S3、S4，分别按下后可发射四路独立互不干扰的无线信号。第二蓄电池G2两极和第二充电插座CZ2两个接线端(第二蓄电池G2无电后可把外部的12V电源充电器插头插入第二充电插座CZ2内为第二蓄电池G2充电，第二充电插座CZ2的插孔位于第二元件盒前端中部开孔外)、超温检测机构两个电源输入端温度开关W1另一端及继电器K2负极电源输入端、欠温检测机构两个电源输入端温度开关W2一端及NPN三极管Q1发射极、光照检测机构两个电源输入端光敏电阻RL一端及NPN三极管Q3发射极、发射机构A2的两个电源输入端VCC及GND(1及2脚)分别连接；超温检测机构信号输出端继电器K2控制触点端及常开触点端、欠温检测机构信号输出端继电器K3控制触点端及常开触点端、光照检测机构信号输出端继电器K4控制触点端及常开触点端和发射机构A2的第二、第三、第四路信号输入端发射按键S2、S3、S4的键下两个触点分别连接。无线发射电路A1是型号ZYO300-A72的无线发射电路模块成品，工作频率315MHz，其具有四个发射按键S1、S2、S3、S4，分别按下后可发射四路独立互不干扰的无线信号；第一充电插座CZ1两个接线端和第一蓄电池电源G1两极分别连接(第一蓄电池电源G1无电后可把外部的12V电源充电器插头插入第一充电插座CZ1内为第一蓄电池G1充电、第一充电插座CZ1的插孔位于第一元件盒前端中部开孔外)，第一蓄电池G1正极和微动电源开关SK一端、无线发射电路A1正极电源输入端VCC(1脚)连接，微动电源开关SK另一端和继电器K1正极电源输入端连接，第一蓄电池G1负极和继电器K1负极电源输入端、无线发射电路A1的负极电源输入端GND(2脚)连接，继电器K1控制触点端、常开触点端和无线发射电路A1的第一路信号输入端发射按键S1的键下两个触点连接。本发明中，无线发射电路A1不发射无线信号时不耗电，蓄电池G1充满一次电后，只要不发生电机损坏、其不发射无线信号可用一年左右。

图4所示，提示报警机构的开关电源A3是品牌明纬的交流220V转6V开关电源模块成品。提示报警机构的无线接收电路包括型号ZYO300-A72的无线接收电路模块成品A4，电阻R4、R5、R6、R7，NPN三极管Q5、Q6、Q7、Q8，其间经电路板布线连接，无线接收电路模块成品A4工作频率315MHz，无线接收电路模块A4负极电源输入端3脚和四只NPN三极管Q5、Q6、Q7、Q8发射极连接，无线接收电路模块A4的四个高电平输出端4、5、6、7脚分别和四只电阻R4、R5、R6、R7一端连接，四只电阻R4、R5、R6、R7另一端分别和四只NPN三极管Q5、Q6、Q7、Q8基极连接。提示报警机构的短信模块是品牌荣麦、型号JC01的短信报警模块成品A5，短信模块A5内的Sim卡座内有Sim卡,短信模块A5有两个电源输入端1及2脚，八个低电平信号输入端口3-10脚，八个信号输入端口被分别输入低电平信号后，短信模块A5会经无线移动移动网络发送一条短信，最多可同时为六个电话号码发送短息，短信模块A5内可储存八条不同内容短信，对应一个信号输入端口被输入低电平信号后，短信模块A5能分别发送对应的一条短信。开关电源A3的电源输入两端1及2脚和220V交流电源两极分别连接，开关电源A3的电源输出两端3及4脚分别和无线接收电路A4电源输入两端1及3脚、短信模块A5的电源输入两端1及2脚连接，无线接收电路的四个信号输出端NPN三极管Q5、Q6、Q7、Q8集电极分别和短信模块A5的四个信号输入端3、4、5、6脚连接。

图1、2、3、4中所示，220V交流电源进入开关电源A3的电源输入两端1及2脚后，开关电源A3在其内部电路作用下，其3及4脚输出稳定的6V直流电源进入无线接收电路A4以及短信模块A5的电源输入两端，于是，无线接收电路A4以及短信模块A5处于得电工作状态。第二蓄电池G2(锂蓄电池、12V/2Ah))输出的12V电源进入超温检测机构、欠温检测机、光照检测机构、发射机构A2的两个电源输入端后，超温检测机构、欠温检测机、光照检测机构、发射机构A2处于得电工作状态。第一蓄电池G1(锂蓄电池、12V/2Ah)输出的电源进入微动电源开关SK一端、以及无线发射电路A1电源输入两端后，微动电源开关SK一端、无线发射电路A1处于得电工作状态。微动电源开关SK以及无线发射电路A1中：当电机7的转轴71转动后，轴杆套61带动固定壳体6随电机转轴71同步转动，固定壳体6的内侧左端中部的套管51也同步转动，于是，在离心力作用下，套管51内的滚珠53向外侧运动并压缩弹簧54，弹簧54被压缩到一定程度后，会推动微动电源开关SK的动作触点杆52-1向后外侧运动，于是，微动电源开关SK的内部两个常闭触点开路；无线发射电路A1不会发射出无线信号；当电机7的转轴71停止转动后或转速较慢，由于离心力作用减小，弹簧53的弹性作用力会推动滚珠53向内侧运动和微动电源开关SK的动作触点杆52-1拉开间距，于是，微动电源开关SK的内部两个常闭触点闭合，由于，微动电源开关SK的一端和锂蓄电池G1正极连接，另一端和继电器K1正极电源输入端连接，继电器K1负极电源输入端和锂蓄电池G1负极连接，所以，此刻继电器K1会得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合；由于，此时无线发射电路A1处于得电工作状态，无线发射电路A1的第一个发射按键S1的键下两个接线端和继电器K1控制触点端、常开触点端分别连接(相当于无线发射电路A1的第一个发射按键S的键下两个接线端连通)，所以，此刻无线发射电路A1会发射出第一路无线闭合信号。

图2、3中所示，超温检测机构得电工作后，当监测区域的温度低于温度开关W1设定的温度时(比如50℃)，温度开关W1内部两个触点处于开路状态，那么继电器K2不会得电吸合，后续无线发射电路(发射机构)A2也不会发射无线信号；当监测区域的温度高于温度开关W1设定的温度时，温度开关W1内部两个常开触点处于闭合状态，此刻锂蓄电池G2输出的12V电源正极会经内部两个触点处于闭合状态的温度开关W1进入继电器K2正极电源输入端(继电器K2负极电源输入端和锂蓄电池G2的负极相通)，于是，继电器K2会得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合；由于，此时无线发射电路A2处于得电工作状态，无线发射电路A2的第二个发射按键S2的键下两个接线端和继电器K2控制触点端、常开触点端分别连接(相当于无线发射电路A2的第二个发射按键S2的键下两个接线端连通)，所以，此刻无线发射电路A2会发射出第二路无线闭合信号。

图2、3中所示，欠温检测机构得电工作后，当监测区域的温度高于温度开关W2设定的温度时(比如45℃)，温度开关W2内部两个常开触点处于闭合状态，此刻锂蓄电池G2输出的12V电源正极会经内部两个触点处于闭合状态的温度开关W2、电阻R1降压限流进入NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1导通其集电极输出低电平进入NPN三极管Q2的基极，NPN三极管Q2的基极无合适正向偏压处于截止状态，后续无线发射电路A2也不会发射出无线信号；当监测区域的温度低于温度开关W2设定的温度时，温度开关W2内部两个触点处于开路状态，此刻锂蓄电池G2输出的12V电源正极不会经内部两个触点处于开路状态的温度开关W2、电阻R1进入NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1截止其集电极无任何电平输出进入NPN三极管Q2的基极，于是，NPN三极管Q2的基极经电阻R2降压限流、从锂蓄电池G2正极获得合适正向偏压导通其集电极输出低电平进入继电器K3负极电源输入端(继电器K3正极电源输入端和锂蓄电池G2正极相通)，进而，继电器K3会得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合；由于，此时无线发射电路A2处于得电工作状态，无线发射电路A2的第三个发射按键S3的键下两个接线端和继电器K3控制触点端、常开触点端分别连接(相当于无线发射电路A2的第三个发射按键S3的键下两个接线端连通)，所以，此刻无线发射电路A2会发射出第三路无线闭合信号。

图2、3中所示，光照检测机构得电工作后，当监测区域有光线时，锂蓄电池G2输出的12V电源正极会经光敏电阻RL(此刻电阻只有100K左右)进入NPN三极管Q3的基极(高于0.7V)，于是NPN三极管Q3导通其集电极输出低电平进入NPN三极管Q4的基极，NPN三极管Q4的基极无合适正向偏压处于截止状态；后续无线发射电路A2也不会发射出无线信号。当监测区域没有光线或光线极低时，锂蓄电池G2输出的12V电源正极经光电电阻RL(此刻电阻高达10M左右)进入NPN三极管Q3的基极电压低于0.7V，从而NPN三极管Q3截止其集电极无任何电平输出进入NPN三极管Q4的基极，于是，NPN三极管Q4的基极经电阻R3降压限流、从锂蓄电池G2正极获得合适正向偏压导通其集电极输出低电平进入继电器K4负极电源输入端(继电器K4正极电源输入端和锂蓄电池G2正极相通)，进而，继电器K4会得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合；由于，此时无线发射电路A2处于得电工作状态，无线发射电路A2的第四个发射按键S4的键下两个接线端和继电器K4控制触点端、常开触点端分别连接(相当于无线发射电路A2的第四个发射按键S4的键下两个接线端)连通，所以此刻无线发射电路A2会发射出第四路无线闭合信号。

图1、2、3、4中所示，无线接收电路A4以及短信模块A5得电工作状态后，当监测区域电机停止转动或转速降低、微动开关控制无线发射电路A1发射出第一路无线闭合信号后，监测区域出现温度超高、超温检测机构控制无线发射电路A2发射出第二路无线闭合信号后，监测区域出现温度过低、欠温检测机构控制无线发射电路A2发射出第三路无线闭合信号后，监测区域出现没有光照或光照度降低、光照检测机构控制无线发射电路A2发射出第四路无线闭合信号后；无线接收电路A4会分别接收到四路无线闭合信号，进而其4、5、6、7脚会分别输出高电平进入电阻R4、R5、R6、R7一端，并分别经电阻R4、R5、R6、R7降压限流后进入NPN三极管Q5、Q6、Q7、Q8的基极，于是，NPN三极管Q5、Q6、Q7、Q8分别导通其集电极分别输出低电平进入短信模块A5的四个低电平触发端3、4、5、6脚；于是，在短信模块A5内部电路作用下，短信模块A5会分别发送出四条不同内容短信到管理人员的手机(内容分别比如是电机损坏、温度超高、温度过低、没有光照)，管理人员接收到短信后，能及时了解到现场生产设备发生了故障，并根据短信内容能知晓故障类型，从而第一时间赶到现场进行针对性故障排除，减少了故障扩大化几率，并尽可能保证了生产进度。本发明中，假如极端情况下，监测区域同时发生了电机停止、温度超高、温度过低、光照或光照度降低(比如停电)中的两种、三种或四种类型，短信模块A5一次发送的短信内容就会包含电机损坏、温度超高、温度过低、没有光照中的两种、三种或四种类型。图3中，继电器K1、K2、K3、K4型号是DC4100、12V；NPN三极管Q1、Q2、Q3、Q4型号分别是9014、9013、9014、9013；光敏电阻RL型号是MD45；电阻R1、R2、R3阻值分别是470K、47K、47K；温度开关W1、W2是韩国Rainbow彩虹品牌、型号TS-120SR的旋钮式温控器。图4中，电阻R4、R5、R6、R7阻值是1K；NPN三极管Q5、Q6、Q7、Q8型号是9013。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。