本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种积成式小电流采集系统。
背景技术：
直流电源(dcpower)有正、负两个电极，正极的电位高，负极的电位低，当两个电极与电路连通后，能够使电路两端之间维持稳定的电压，从而在外电路中形成由正极到负极的电流。直流电源系统主要由蓄电池组、充电装置、直流馈线屏、直流配电柜、直流电源监测装置、直流分支馈线等部分组成，并由此形成一个庞大、遍布直流电源供电网络，为继电器保护装置、断路器跳合闸、信号系统、直流充电机、ups、通信等等各个子系统提供安全、可靠的工作电源。目前，直流电流的检测方法一般分为直接式和非直接式，直接式一般是通过串联电阻检测电压的方法；非直接式测量一般通过检测电流产生的磁场实现的，由于电流周围会产生磁场，我们可以间接的通过测量磁场的大小得到被测电流的大小。
现有技术在直流电源系统的非直接式小电流检测中，物理结构方面上，每个传感器直接与采集模块之间采用软导线相连，软导线数量多，且连接线路较长，连接方式太传统，连接材料成本、人工成本高。同时在检测点增加或减少方面也比较困难，并且由于终端检测单元结构设计过于复杂，造成系统整体故障率偏高，一旦传感器发生故障维修不易。在采样原理方面，采用传统模拟信号方式，普遍用直流漏电流传感器作为绝缘检测系统的末端检测单元，小电流传感器作为一个单独的电流检测器件，实现从信号采集、整流、磁振荡调制、解调捡波、放大处理等一系列功能，最后输出标准电压信号到采集板上，接入绝缘检测控制模块进行进一步处理并上传。现有同类技术的缺陷在于将过多的功能分散于小电流传感器中，造成部分信号处理电路被重复配置，功耗高，成本大大增加，且会造成器件工艺复杂、整体系统成本较高，一旦传感器出现故障，系统维修困难。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
技术实现要素：
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种积成式小电流采集系统。
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：本实用新型提供一种积成式小电流采集系统，包括绝缘检测单元以及分别与所述绝缘检测单元连接的若干个智能感应单元，每一个所述智能感应单元包括：处理单元、与所述处理单元连接的通信接口、与所述处理单元连接的与非门单元、分别与所述与非门单元连接的第一电流采集单元与第二电流采集单元、以及若干个无源传感器，每一个所述无源传感器一端与第一电流采集单元连接，另一端与第二电流采集单元连接，所述无源传感器套在需检测的线缆上，所述第一电流采集单元与第二电流采集单
元通过无源传感器采集需检测的线缆中电流的变化。
所述绝缘检测单元采用485总线或can总线与若干个智能感应单元通信；
当所述绝缘检测单元采用485总线与若干个智能感应单元通信时，所述智能感应单元的通信接口为485接口。
所述无源传感器包括磁芯以及绕在所述磁芯上的若干匝线圈，所述磁芯呈环形，所述无源传感器具有两输出接口，所述两输出接口接于若干匝线圈的两端；
所述小电流采集系统还包括：与所述绝缘检测单元连接的显示屏以及与所述绝缘检测单元通信连接的上位机。
所述智能感应单元还包括：与所述处理单元电性连接的三个开关量采集单元、以及与每一所述开关量采集单元连接的若干电子开关，每一电子开关一端与一所述开关量采集单元连接，另一端连接至地线；
所述处理单元、通信接口、与非门单元、第一电流采集单元、第二电流采集单元、以及三个开关量采集单元集成在同一pcb板上，所述第一电流采集单元、第二电流采集单元及三个开关量采集单元通过所述pcb板内的线路分别与相应的无源传感器、电子开关相连接。
所述通信接口采用的芯片型号为7lcb184，所述处理单元采用的芯片型号为stc8f2k08s2，所述与非门单元采用型号为cd4011的与非门，所述第一电流采集单元与第二电流采集单元的芯片型号均为cd4051，三个开关量采集单元采用的芯片型号均为cd4051。
采用上述方案，本实用新型提供一种积成式小电流采集系统，其具有以下有益效果：
1、数据采用数字信号传输，抗干扰能力强。
2、绝缘检测单元采用总线的方式连接各智能感应单元采集模块，智能感应模块以pcb板连线方式集束了各个传感器的采集信号，并以总线的方式将采集信号传输出去，形成了积成模块化的结构和智能化信号采集系统，极大地提高了的自动化程度和生产效率，大大降低了施工难度和生产成本，传感器信号采集线由原来的4根线降为现在的2根线，极大地减少设备成本和生产成本，形成了无源采集传感器，在系统维修时动力输出系统不用停电，由此提高了系统可靠性。
3、终端检测器件为无源感应器，其它功能集成在同一连接信号的pcb板上和采集模块上，减少布线的复杂与繁琐，大大简化了安装，并且可以采用积成原理增加或减少智能感应单元来达到增加或减少采集点的目的。
4、用积成式结构设计，测点增加、减少非常灵活。
5、终端检测功能的方式多样花，可以有：电流信号、开关量信号、温度信号、电压信号等。
6、简化系统设计，降低系统成本，减少能耗。
7、终端的无源传感器不会出现故障，整个系统故障只可能出现在该采集单元上，系统维护非常方便，提升系统可靠性。
附图说明
图1为本实用新型积成式小电流采集系统的结构示意图。
图2为本实用新型积成式小电流采集系统的功能框架图。
图3为本实用新型积成式小电流采集系统中无源感应器的结构示意图。
图4为本实用新型积成式小电流采集系统的电路图。
图5为图4中a处处理单元的电路示意图。
图6为图4中b处通信接口的电路示意图。
图7为图4中c处第一电流采集单元的电路示意图。
图8为图4中d处第二电流采集单元的电路示意图。
图9为图4中e处三个开关量采集单元的电路示意图。
图10为图4中f处与非门单元的电路示意图。
图11为图4中g处降压保护电路的电路示意图。
图12为本实用新型中若干无源传感器的连接示意图。
图13为本实用新型中若干个电子开关的连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提供一种积成式小电流采集系统，利用数字技术将原分散于各支路直流小电流传感器的信号集中整合到智能感应单元里，用数字智能技术、总线通讯方式并用pcb板汇线汇集各传感器的输出信号，用积成原理灵活地增加或减少各采集点，简化系统设计，降低系统成本，减少能耗。请参阅图1至图13，该小电流采集系统包括绝缘检测单元1以及分别与所述绝缘检测单元1连接的若干个智能感应单元2，该智能感应单元2能够将检测到线缆中电流发生变化得出的模拟信号转化为数字信号，再进行传送，可以提高抗干扰能力，从而可以与计算机技术有机地结合起来。每一所述智能感应单元2包括：处理单元21、与所述处理单元21连接的通信接口22、与所述处理单元21连接的与非门单元23、分别与所述与非门单元23连接的第一电流采集单元24与第二电流采集单元25、以及若干无源传感器26，每一所述无源传感器26一端与第一电流采集单元24连接，另一端与第二电流采集单元25连接，所述无源传感器26套在需检测的线缆上，所述第一电流采集单元24与第二电流采集单元25通过无源传感器26采集需检测的线缆中电流的变化，再根据电流的信号来判断线缆的绝缘情况。所述无源传感器26作为末端检测器件，结构非常简单，其包括磁芯261以及绕在所述磁芯261上的若干匝线圈262，所述磁芯261呈环形，所述无源传感器26具有两输出接口，所述两输出接口接于若干匝线圈262的两端。本实用新型将现有技术中设于终端检测的传感器里面功能器件转移至外界的pcb板中，大大简化了末端检测器件的传感器，末端检测器件的传感器由有源器件变为无源器件，不会出现故障，安全性高，有利于优化整个系统的设计；并且，采用该结构简单的无源传感器26替代现有技术中的漏电流传感器作为绝缘检测系统的末端检测检测器件，可以有效地降低成本；而且，系统中某个部件发生故障，无须停掉整个系统进行维修，只需把发生故障的单元停掉，即可进行维修，维修非常方便。
所述绝缘检测单元1采用485总线或can总线与若干个智能感应单元通信2。本实用新型采用总线方式取代了原先的分散连接方式，大大降低了施工难度，信号采集线由原来的4根线降为现在的2根线，极大地减少设备成本和生产成本，提高了系统可靠性。当所述绝缘检测单元1采用485总线与若干个智能感应单元2通信时，所述智能感应单元2的通信接口22为485接口。
本实用新型中的智能感应单元2可以多样化设置，把其它信号的采集整合进来，如开关量信号、温度信号、电压信号等。在本实施例中，所述智能感应单元2还包括：分别与所述处理单元21电性连接的三个开关量采集单元27、以及与每一所述开关量采集单元27连接的若干电子开关28，该些电子开关28用于收集各路需采集的信号，每一电子开关28一端与一所述开关量采集单元27连接，另一端连接至地线。所述处理单元21、通信接口22、与非门单元23、第一电流采集单元24、第二电流采集单元25、以及三个开关量采集单元27集成在同一pcb板上，所述第一电流采集单元24、第二电流采集单元25、及三个开关量采集单元27通过所述pcb板内的线路分别与相应的无源传感器26、电子开关28相连接。更进一步地，所述无源传感器26优选直接焊接在所述pcb板上，同一pcb板上的多个无源传感器26排列成“一”字型。本实用新型采用pcb板汇集多个无源传感器26的信号以及其它信号，减少布线的麻烦，大大简化了安装，并且可以采用积成原理增加或减少智能感应单元来达到增加或减少采集点的目的。终端的无源传感器不会出现故障，整个系统故障只可能出现在该pcb板上，系统维护非常方便。
在本实施例中，所述通信接口22采用的芯片型号为7lbc184，如图6所示，该芯片具有8个引脚，其中，第一和第四引脚用于连接处理单元，第二与第三引脚通过一与非门与处理单元连接，第五与第八引脚用于输入工作电源，第六与第七引脚用于连接485总线。所述处理单元21采用的芯片型号为stc8f2k08s2，如图5所示，其具有20个引脚，其中，第三至第六引脚以及第十八引脚分别通过上拉电阻(4.7kω)连接至5v的恒压源第十五、第十六以及第十八引脚分别用于连接三个开关量采集单元，第十一与第十二用于连接通信接口，第十九引脚通过一与非门与通讯芯片连接，第十三与第十四引脚用于连接与非门单元，第八与第十引脚用于输入工作电源。所述与非门单元23采用型号为cd4011的与非门，如图10所示，与非门单元输出方形波给处理单元21，处理单元21根据方形波的大小来计算出电流的大小。所述第一电流采集单元24与第二电流采集单元25的芯片型号均为cd4051，如图7与图8所示，该芯片具有16个引脚，其中，第一电流采集单元24的芯片的第一、第二、第四、第五、第十二至第十五引脚用于连接无源传感器26的一端，第二电流采集单元25的芯片的第一、第二、第四、第五、第十二至第十五引脚用于连接无源传感器26的另一端，从而可以形成检测回路。三个开关量采集单元27采用的芯片型号均为cd4051，如图9所示，该芯片具有16个引脚，其中，芯片的第一、第二、第四、第五、第十二至第十五引脚用于连接电子开关的一端，电子开关28的另一端连接至地线。图11为降压保护电路。
另外，所述绝缘检测单元1为了识别每个智能感应单元2，所述智能感应单元2还设有一开关量采集，其采用自动寻址功能，具体通过另一开关量采集单元识别八位拨码开关的状态，从而进行该智能感应单元2的地址设定，所述绝缘检测单元1根据八位拨码开关的状态来识别各个智能感应单元2，该识别技术采用现有技术进行设定即可，只要能够识别各个智能感应单元2即可。每个智能感应单元2内部各个无源传感器26的地址确认是采用处理单元21通过电流采集单元对无源传感器输入通道进行依次巡检来完成。而，每个智能感应单元2内部各个电子开关28的地址确认与无源传感器26的地址确认一样，通过开关量采集单元27控制各通道依次导通，处理单元21通过开关量采集单元27传输的数据，进行判断。
所述小电流采集系统还包括：与所述绝缘检测单元1连接的显示屏3以及与所述绝缘检测单元1通信连接的上位机4，所述显示屏3为触控式液晶显示屏，用于显示实时参数以及相关设置。所述上位机4用于保存检测数据，以及用于供用户通过互联网查阅检测数据。
请结合参阅图1至图13，本实用新型提供一种积成式小电流采集系统，工作流程如下：
步骤1、将若干无源传感器26分别套在需检测的线缆，采用无源传感器26检测需检测的线缆中电流的变化。
所述无源传感器26包括磁芯261以及绕在所述磁芯261上的若干匝线圈262，所述磁芯261呈环形，所述无源传感器26具有两输出接口，所述两输出接口接于若干匝线圈262的两端。本实用新型将现有技术中设于终端检测的传感器里面功能器件转移至外界的pcb板中，大大简化了末端检测器件的传感器，末端检测器件的传感器由有源器件变为无源器件，不会出现故障，安全性高，有利于优化整个系统的设计；并且，采用该结构简单的无源传感器26替代现有技术中的漏电流传感器作为绝缘检测系统的末端检测检测器件，可以有效地降低成本；而且，系统中某个部件发生故障，无须停掉整个系统进行维修，只需把发生故障的单元停掉，即可进行维修，维修非常方便。
若对智能感应单元2进行多样化设置，可以把其它信号的采集整合进来，如开关量信号、温度信号、电压信号等。本实施例，在该步骤中还包括将若干电子开关28接入至需收集的回路中。
步骤2、采用电流采集单元组集中分别采集若干无源传感器26输出的电流检测信号，并将采集到的信号输出至与非门单元23中。
所述电流采集单元组包括分别与与非门单元23连接的第一电流采集单元24与第二电流采集单元25，第一电流采集单元24与无源传感器26的一输出接口连接，第二电流采集单元25与无源传感器26的另一输出接口连接。
要对开关量进行采集时，该步骤还包括采用开关量采集单元组来采集各个电子开关28的闭合情况，并将采集到的电子开关数据发送给处理单元21；所述开关量采集单元组包括分别与所述处理单元21连接的三个开关量采集单元27，每一电子开关28一端与一所述开关量采集单元27连接，另一端连接至地线。
步骤3、与非门单元23根据接收到的信号输出方形波给处理单元21，处理单元21根据接收到的方形波的变化值的大小来计算电流的大小。
采用方形波传输信号，将模拟信号转化为数字信号再进行传送，可以提高抗干扰能力，从而可以与计算机技术有机地结合起来。
步骤4、处理单元21将计算得到的电流大小通过总线传输给绝缘检测单元1，绝缘检测单元1根据接收到的电流数据判断是否有各个需检测的线缆是否有小电流产生，并显示检测结果。
处理单元21将计算得到的电流大小通过通信接口22经总线传输给绝缘检测单元1，本实用新型采用总线方式取代了原先的分散连接方式，大大降低了施工难度，信号采集线由原来的4根线降为现在的2根线，极大地减少设备成本和生产成本，提高了系统可靠性。所述绝缘检测单元1采用485总线或can总线与若干个智能感应单元2通信。
要对开关量进行采集时，该步骤中处理单元2对接收到的电子开关数据进行处理，并通过总线传输给绝缘检测单元1，绝缘检测单元1根据接收到的电子开关数据显示检测结果。
进一步地，所述步骤4还包括绝缘检测单元1将接收到的电流数据及电子开关数据进行显示以及上传至远程上位机4。采用触摸式液晶显示屏进行显示实时参数以及相关设置，所述上位机4用于保存检测数据，以及用于供用户通过互联网查阅检测数据。
综上所述，本实用新型提供一种一种积成式小电流采集系统，其具有以下有益效果：
1、数据采用数字信号传输，抗干扰能力强。
2、绝缘检测单元采用总线的方式连接各智能感应单元采集模块，智能感应模块以pcb板连线方式集束了各个传感器的采集信号，并以总线的方式将采集信号传输出去，形成了积成模块化的结构和智能化信号采集系统，极大地提高了的自动化程度和生产效率，大大降低了施工难度和生产成本，传感器信号采集线由原来的4根线降为现在的2根线，极大地减少设备成本和生产成本，形成了无源采集传感器，在系统维修时动力输出系统不用停电，由此提高了系统可靠性。
3、终端检测器件为无源感应器，其它功能集成在同一连接信号的pcb板上和采集模块上，减少布线的复杂与繁琐，大大简化了安装，并且可以采用积成原理增加或减少智能感应单元来达到增加或减少采集点的目的。
4、用积成式结构设计，测点增加、减少非常灵活。
5、终端检测功能的方式多样花，可以有：电流信号、开关量信号、温度信号、电压信号等。
6、简化系统设计，降低系统成本，减少能耗。
7、终端的无源传感器不会出现故障，整个系统故障只可能出现在该采集单元上，系统维护非常方便，提升系统可靠性。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种积成式小电流采集系统，其特征在于，包括绝缘检测单元以及分别与所述绝缘检测单元连接的若干个智能感应单元，每一个所述智能感应单元包括：处理单元、与所述处理单元连接的通信接口、与所述处理单元连接的与非门单元、分别与所述与非门单元连接的第一电流采集单元与第二电流采集单元、以及若干无源传感器，每一个所述无源传感器一端与第一电流采集单元连接，另一端与第二电流采集单元连接，所述无源传感器套在需检测的线缆上，所述第一电流采集单元与第二电流采集单元通过无源传感器采集需检测的线缆中电流的变化。
2.根据权利要求1所述的积成式小电流采集系统，其特征在于，所述绝缘检测单元采用485总线或can总线与若干个智能感应单元通信；
当所述绝缘检测单元采用485总线与若干个智能感应单元通信时，所述智能感应单元的通信接口为485接口。
3.根据权利要求1所述的积成式小电流采集系统，其特征在于，所述无源传感器包括磁芯以及绕在所述磁芯上的若干匝线圈，所述磁芯呈环形，所述无源传感器具有两输出接口，所述两输出接口接于若干匝线圈的两端；
所述小电流采集系统还包括：与所述绝缘检测单元连接的显示屏以及与所述绝缘检测单元通信连接的上位机。
4.根据权利要求1所述的积成式小电流采集系统，其特征在于，所述智能感应单元还包括：与所述处理单元电性连接的三个开关量采集单元、以及与每一所述开关量采集单元连接的若干电子开关，每一电子开关一端与一所述开关量采集单元连接，另一端连接至地线；
所述处理单元、通信接口、与非门单元、第一电流采集单元、第二电流采集单元、以及三个开关量采集单元集成在同一pcb板上，所述第一电流采集单元、第二电流采集单元及三个开关量采集单元通过所述pcb板内的线路分别与相应的无源传感器、电子开关相连接。
5.根据权利要求4所述的积成式小电流采集系统，其特征在于，所述通信接口采用的芯片型号为7lcb184，所述处理单元采用的芯片型号为stc8f2k08s2，所述与非门单元采用型号为cd4011的与非门，所述第一电流采集单元与第二电流采集单元的芯片型号均为cd4051，三个开关量采集单元采用的芯片型号均为cd4051。
技术总结