本实用新型涉及工业检测领域，更具体涉及一种检测直流母线混入交流的装置。
背景技术：
在电力系统、石油化工行业、钢铁冶炼、等行业中大量使用了直流电源系统为操作电源，应急电源等。直流母线给负载供电往往会有很多支路，支路越多接线越复杂，运行维护越繁琐。在各种故障中有一种经常会出现的情况就是，接线时把直流母线和交流市电混在一起。这种情况发生后当时很难察觉，当事后发现时，已经很难查找问题出现在哪个支路。当施工或运行过程中，如果出现错误地把市电交流电源混入到直流电源系统中的情况，容易造成设备损毁或设备工作异常，人身伤害等事故。为了避免此类事故的发生，需要一种装置在交流接入直流母线的瞬间，发出报警，避免更大事故的发生。
技术实现要素：
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本实用新型提供了一种检测直流母线混入交流的装置，能够在交流接入直流母线的瞬间，发出报警，避免造成设备损毁或设备工作异常。
技术方案
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
一种检测直流母线混入交流的装置，包括处理器、接地平衡桥采样电路以及报警电路，所述接地平衡桥采样电路包括直流正母线电压采样子电路、直流负母线电压采样子电路、平衡桥以及光耦继电器子电路，所述处理器分别与报警电路、直流正母线电压采样子电路、直流负母线电压采样子电路以及光耦继电器子电路连接，直流正母线电压采样子电路和直流负母线电压采样子电路均与平衡桥连接，平衡桥还分别与光耦继电器子电路、直流正母线以及直流负母线连接。
进一步地，所述平衡桥包括接线端子j1、顺序编号的电阻r3至电阻r8、电阻r13、电阻r14、滑动变阻器r1、滑动变阻器r2、二极管d1以及二极管d2，所述接线端子j1的第一引脚接直流正母线 km，第三引脚接直流负母线-km，第二引脚接系统地；电阻r7的一端与直流负母线-km连接，电阻r7的另一端与电阻r8、滑动变阻器r2、电阻r14、电阻r13、滑动变阻器r1、电阻r3以及电阻r4顺次连接，电阻r4还与直流正母线 km连接；电阻r5的一端接电阻r3与滑动变阻器r1的连接线上，电阻r5的另一端接电阻r6的一端；二极管d2的阳极与二极管d1的阴极连接，二极管d2与二极管d1的连接线以及电阻r13与电阻r14的连接线均接系统地；二极管d2的阴极接滑动变阻器r1的可控端，二极管d1的阳极接滑动变阻器r2的可控端。
更进一步地，所述直流正母线电压采样子电路包括电阻r10、运放u1b、电阻r9、电容c1以及二极管d3，所述电阻r10的一端接二极管d2的阴极，电阻r10的另一端接运放u1b的同相端，运放u1b的反相端与其输出端连接，运放u1b的输出端接电阻r9的一端，电阻r9的另一端分别接处理器的一个adc接口、电容c1的一端以及二极管d3的阴极，电容c1的另一端以及二极管d3的阳极均接系统地。
更进一步地，所述直流负母线电压采样子电路包括电阻r12、运放u1a、电阻r11、电阻r13、电容c2以及二极管d4，所述电阻r12的一端接二极管d1的阳极，电阻r12的另一端接运放u1a的反相端，运放u1a的反相端通过电阻r13与其输出端连接，运放u1a的输出端接电阻r11的一端，电阻r11的另一端分别接处理器的另外一个adc接口、电容c2的一端以及二极管d4的阴极，电容c2的另一端以及二极管d4的阳极均接系统地，运放u1a的第三引脚以及第四引脚均接系统地，运放u1a的第八引脚接 5v电压源。
更进一步地，所述光耦继电器子电路包括芯片u4、电阻r15以及电阻r16，所述芯片u4的第一引脚通过电阻r15接 5v电压源，芯片u4的第二引脚接处理器的pb0引脚；所述芯片u4的第三引脚通过电阻r16接 5v电压源，芯片u4的第四引脚接处理器的pb1引脚；芯片u4的第五引脚接大地，芯片u4的第六引脚接系统地，芯片u4的第七引脚接直流正母线 km，芯片u4的第八引脚接电阻r6的另一端。
进一步地，所述报警电路包括电源、继电器线圈、继电器常开触点以及报警器，所述继电器线圈与处理器的一个io端口连接，电源、继电器常开触点以及报警器串联连接，所述报警器为指示灯和/或蜂鸣器。
进一步地，所述检测直流母线混入交流的装置还包括存储电路，所述存储电路与所述处理器连接。
进一步地，所述检测直流母线混入交流的装置还包括显示屏，所述显示屏与所述处理器连接。
进一步地，所述检测直流母线混入交流的装置还包括rs485通讯电路，所述rs485通讯电路与所述处理器连接。
进一步地，所述处理器的型号为stm32f767。
有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
1、本实用新型设计接地平衡桥采样电路以及报警电路，通过接地平衡桥采样电路中的直流正母线电压采样子电路和直流负母线电压采样子电路分别采集直流正母线电压以及直流负母线电压，当直流电压中有交流混入时，交流电压叠加到直流上，造成采集的电压与处理器预设的电压范围不同，报警电路报警，能够在交流接入直流母线的瞬间，发出报警，避免造成设备损毁或设备工作异常。
2、本实用新型的存储电路存储设定的电压上限报警值和电压下限报警值。
3、本实用新型的rs485通讯电路与外部设备进行通讯。根据需要把装置当前的显示信息以及状态信息通过rs485通讯发送出去，供外部设备使用。
4、本实用新型的显示屏与处理器交互，显示报警数据，便于操作人员查看。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1为本实用新型实施例所提供的一种检测直流母线混入交流的装置的结构框图；
图2为本实用新型实施例所提供的一种检测直流母线混入交流的装置的平衡桥原理图；
图3为本实用新型实施例所提供的一种检测直流母线混入交流的装置的直流正母线电压采样子电路原理图；
图4为本实用新型实施例所提供的一种检测直流母线混入交流的装置的直流负母线电压采样子电路原理图；
图5为本实用新型实施例所提供的一种检测直流母线混入交流的装置的光耦继电器子电路原理图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
实施例
如图1所示，一种检测直流母线混入交流的装置，包括处理器1、接地平衡桥2采样电路以及报警电路6，所述处理器1的型号为stm32f767。所述接地平衡桥2采样电路包括直流正母线电压采样子电路3、直流负母线电压采样子电路4、平衡桥2以及光耦继电器子电路5，所述处理器1分别与报警电路6、直流正母线电压采样子电路3、直流负母线电压采样子电路4以及光耦继电器子电路5连接，直流正母线电压采样子电路3和直流负母线电压采样子电路4均与平衡桥2连接，平衡桥2还分别与光耦继电器子电路5、直流正母线以及直流负母线连接。
如图2所示，所述平衡桥2包括接线端子j1、顺序编号的电阻r3至电阻r8、电阻r13、电阻r14、滑动变阻器r1、滑动变阻器r2、二极管d1以及二极管d2，所述接线端子j1的第一引脚接直流正母线 km，第三引脚接直流负母线-km，第二引脚接系统地；电阻r7的一端与直流负母线-km连接，电阻r7的另一端与电阻r8、滑动变阻器r2、电阻r14、电阻r13、滑动变阻器r1、电阻r3以及电阻r4顺次连接，电阻r4还与直流正母线 km连接；电阻r5的一端接电阻r3与滑动变阻器r1的连接线上，电阻r5的另一端接电阻r6的一端；二极管d2的阳极与二极管d1的阴极连接，二极管d2与二极管d1的连接线以及电阻r13与电阻r14的连接线均接系统地；二极管d2的阴极接滑动变阻器r1的可控端，二极管d1的阳极接滑动变阻器r2的可控端。
如图3所示，所述直流正母线电压采样子电路3包括电阻r10、运放u1b、电阻r9、电容c1以及二极管d3，所述电阻r10的一端接二极管d2的阴极，电阻r10的另一端接运放u1b的同相端，运放u1b的反相端与其输出端连接，运放u1b的输出端接电阻r9的一端，电阻r9的另一端分别接处理器1的一个adc接口、电容c1的一端以及二极管d3的阴极，电容c1的另一端以及二极管d3的阳极均接系统地。
如图4所示，所述直流负母线电压采样子电路4包括电阻r12、运放u1a、电阻r11、电阻r13、电容c2以及二极管d4，所述电阻r12的一端接二极管d1的阳极，电阻r12的另一端接运放u1a的反相端，运放u1a的反相端通过电阻r13与其输出端连接，运放u1a的输出端接电阻r11的一端，电阻r11的另一端分别接处理器1的另外一个adc接口、电容c2的一端以及二极管d4的阴极，电容c2的另一端以及二极管d4的阳极均接系统地，运放u1a的第三引脚以及第四引脚均接系统地，运放u1a的第八引脚接 5v电压源。二极管d1，二极管d2，二极管d3，二极管d4为3.3v稳压管主要是保护处理器1的作用。
如图5所示，所述光耦继电器子电路5包括芯片u4、电阻r15以及电阻r16，所述芯片u4的第一引脚通过电阻r15接 5v电压源，芯片u4的第二引脚接处理器1的pb0引脚；所述芯片u4的第三引脚通过电阻r16接 5v电压源，芯片u4的第四引脚接处理器1的pb1引脚；芯片u4的第五引脚接大地，芯片u4的第六引脚接系统地，芯片u4的第七引脚接直流正母线 km，芯片u4的第八引脚接电阻r6的另一端。
所述报警电路6包括电源、继电器线圈、继电器常开触点以及报警器，所述继电器线圈与处理器1的一个io端口连接，电源、继电器常开触点以及报警器串联连接，所述报警器为指示灯和/或蜂鸣器。报警电路6较为简单，未给出示意图，本领域技术人员根据本申请的文字描述完全能够获知该技术，在此不做赘述。
继续参阅图1，作为进一步地改进，所述检测直流母线混入交流的装置还包括存储电路7，所述存储电路7与所述处理器1连接，存储电路7采用现有的存储芯片，本领域技术人员可以根据需要选择，存储电路7用于存储报警上下限值。
继续参阅图1，作为进一步地改进，所述检测直流母线混入交流的装置还包括显示屏8，所述显示屏8与所述处理器1连接，显示屏8采用常规的lcd显示屏8，本领域技术人员可以根据需要选择，显示屏8用于显示报警数据，方便工作人员查看。
继续参阅图1，作为进一步地改进，所述检测直流母线混入交流的装置还包括rs485通讯电路9，所述rs485通讯电路9与所述处理器1连接，rs485通讯电路9采用现有的rs485通讯电路9电路，本领域技术人员可根据需要进行选择，rs485通讯电路9与外部设备进行通讯。根据需要把装置当前的显示信息以及状态信息通过rs485通讯发送出去，供外部设备使用。
本实用新型的工作原理为：本实用新型中直流正母线与直流负母线之间的电压为dc220v。处理器1通过控制光耦继电器芯片u4（型号aqw214），控制大地和系统地根据需要测量电压时接通。改变滑动变阻器r1和r2的阻值，测量外线路双端同时接地的情况。d1，d2，d3，d4为3.3v稳压管主要是保护处理器1stm32f767的作用，处理器1为3.3v供电，内部adc模块管脚的耐受电压为3.3v。运放u1a和u1b均为tlc2252，对于正母线对地采样，在没有接地时对于dc220v系统，采样电压应为 0.99v附近，为正值，tlc2252同相端和反向端电压相等，起缓冲作用。对于负母线对地采样，在没有接地时对于dc220v系统，采样电压应为-0.99v附近，为负值，tlc2252同相端和反向端电压大小相等，方向相反，起电压取反和缓冲作用。如果直流电压中有50赫兹的交流输入，会叠加到正母线和负母线对应的采样电路里，经过处理器1的adc接口发送处理器1，处理器1接收到的电压值与预设的报警上下限值比较，超过报警上下限值则通过报警电路6报警，显示屏8显示处理器1接收的电压数据以及报警电路6的报警数据，rs485通讯电路9将信息发送给外部设备。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种检测直流母线混入交流的装置，其特征在于，包括处理器、接地平衡桥采样电路以及报警电路，所述接地平衡桥采样电路包括直流正母线电压采样子电路、直流负母线电压采样子电路、平衡桥以及光耦继电器子电路，所述处理器分别与报警电路、直流正母线电压采样子电路、直流负母线电压采样子电路以及光耦继电器子电路连接，直流正母线电压采样子电路和直流负母线电压采样子电路均与平衡桥连接，平衡桥还分别与光耦继电器子电路、直流正母线以及直流负母线连接。
2.根据权利要求1所述的一种检测直流母线混入交流的装置，其特征在于，所述平衡桥包括接线端子j1、顺序编号的电阻r3至电阻r8、电阻r13、电阻r14、滑动变阻器r1、滑动变阻器r2、二极管d1以及二极管d2，所述接线端子j1的第一引脚接直流正母线 km，第三引脚接直流负母线-km，第二引脚接系统地；电阻r7的一端与直流负母线-km连接，电阻r7的另一端与电阻r8、滑动变阻器r2、电阻r14、电阻r13、滑动变阻器r1、电阻r3以及电阻r4顺次连接，电阻r4还与直流正母线 km连接；电阻r5的一端接电阻r3与滑动变阻器r1的连接线上，电阻r5的另一端接电阻r6的一端；二极管d2的阳极与二极管d1的阴极连接，二极管d2与二极管d1的连接线以及电阻r13与电阻r14的连接线均接系统地；二极管d2的阴极接滑动变阻器r1的可控端，二极管d1的阳极接滑动变阻器r2的可控端。
3.根据权利要求2所述的一种检测直流母线混入交流的装置，其特征在于，所述直流正母线电压采样子电路包括电阻r10、运放u1b、电阻r9、电容c1以及二极管d3，所述电阻r10的一端接二极管d2的阴极，电阻r10的另一端接运放u1b的同相端，运放u1b的反相端与其输出端连接，运放u1b的输出端接电阻r9的一端，电阻r9的另一端分别接处理器的一个adc接口、电容c1的一端以及二极管d3的阴极，电容c1的另一端以及二极管d3的阳极均接系统地。
4.根据权利要求3所述的一种检测直流母线混入交流的装置，其特征在于，所述直流负母线电压采样子电路包括电阻r12、运放u1a、电阻r11、电阻r13、电容c2以及二极管d4，所述电阻r12的一端接二极管d1的阳极，电阻r12的另一端接运放u1a的反相端，运放u1a的反相端通过电阻r13与其输出端连接，运放u1a的输出端接电阻r11的一端，电阻r11的另一端分别接处理器的另外一个adc接口、电容c2的一端以及二极管d4的阴极，电容c2的另一端以及二极管d4的阳极均接系统地，运放u1a的第三引脚以及第四引脚均接系统地，运放u1a的第八引脚接 5v电压源。
5.根据权利要求4所述的一种检测直流母线混入交流的装置，其特征在于，所述光耦继电器子电路包括芯片u4、电阻r15以及电阻r16，所述芯片u4的第一引脚通过电阻r15接 5v电压源，芯片u4的第二引脚接处理器的pb0引脚；所述芯片u4的第三引脚通过电阻r16接 5v电压源，芯片u4的第四引脚接处理器的pb1引脚；芯片u4的第五引脚接大地，芯片u4的第六引脚接系统地，芯片u4的第七引脚接直流正母线 km，芯片u4的第八引脚接电阻r6的另一端。
6.根据权利要求1所述的一种检测直流母线混入交流的装置，其特征在于，所述报警电路包括电源、继电器线圈、继电器常开触点以及报警器，所述继电器线圈与处理器的一个io端口连接，电源、继电器常开触点以及报警器串联连接，所述报警器为指示灯和/或蜂鸣器。
7.根据权利要求1所述的一种检测直流母线混入交流的装置，其特征在于，还包括存储电路，所述存储电路与所述处理器连接。
8.根据权利要求1所述的一种检测直流母线混入交流的装置，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏与所述处理器连接。
9.根据权利要求1所述的一种检测直流母线混入交流的装置，其特征在于，还包括rs485通讯电路，所述rs485通讯电路与所述处理器连接。
10.根据权利要求1所述的一种检测直流母线混入交流的装置，其特征在于，所述处理器的型号为stm32f767。
技术总结