電力場強預警安全帽感應裝置及近電報警安全帽的制作方法

本實用新型涉及高壓安全防護技術領域，特別是涉及一種電力場強預警安全帽感應裝置及近電報警安全帽。

背景技術：

居民的安全用電和現代工廠的日常生產，都必須建立在高壓輸電線路正常運行的前提條件下，在很多電力檢修或試驗的場合下，電力工作人員不得不接近一些高壓設備，變電站的許多變電運維人員更是經常都需要操作一些超高壓的電氣設備。為了保證電力工作人員的安全，電力工作人員一般需要隨身攜帶一個近電報警裝置。

現有的近電報警裝置檢測精確度較低，從而導致報警性能較差。

技術實現要素：

基于此，有必要針對現有的近電報警裝置檢測精確度較低的問題，提供一種電力場強預警安全帽感應裝置及近電報警安全帽。

一種電力場強預警安全帽感應裝置，包括：

電場傳感器、濾波器、信號處理單元、單片機和聲光報警裝置；

所述電場傳感器的輸出端連接到所述濾波器的輸入端，所述濾波器的輸出端連接到所述信號處理單元的輸入端，所述信號處理單元的輸出端連接到所述單片機的輸入端，所述單片機的輸出端連接到所述聲光報警裝置的輸入端；

所述電場傳感器檢測周圍環境的電場強度，生成相應的電信號，并將所述電信號傳輸至所述濾波器，所述濾波器對所述電信號進行過濾并傳輸至所述信號處理單元，所述信號處理單元將濾波后的電信號放大后輸出至所述單片機，所述單片機接收放大后的電信號，并輸出報警控制信號至所述聲光報警裝置，所述聲光報警裝置接收所述報警控制信號并輸出聲光報警信號。

一種近電報警安全帽，包括：

電力場強預警安全帽感應裝置、電路板以及安全帽；

所述電力場強預警安全帽感應裝置的電場傳感器、濾波器、信號處理單元、單片機和聲光報警裝置設于所述電路板上，所述電路板固定在所述安全帽的內帽與外帽形成的空間內。

上述電力場強預警安全帽感應裝置及近電報警安全帽，通過電場傳感器檢測周圍環境的電場強度，生成相應的電信號，通過濾波器對所述電信號進行過濾，通過信號處理單元對所述電信號進行放大處理，通過單片機輸出報警控制信號，并通過聲光報警裝置輸出聲光報警信號，能夠實現對附近電力場強的安全性判斷并提示電力工作人員，其對電場強度的測量較為精準，具有能夠及時啟動的聲光報警系統，能夠抵抗環境因素的干擾并穩定工作。

附圖說明

圖1為一個實施例的電力場強預警安全帽感應裝置的結構示意圖；

圖2為一個實施例的濾波電路的結構示意圖；

圖3為一個實施例的近電報警安全帽的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的技術方案進行說明。

圖1為一個實施例的電力場強預警安全帽感應裝置10的結構示意圖。如圖1所示，所述電力場強預警安全帽感應裝置10可包括：

電場傳感器101、濾波器102、信號處理單元103、單片機104和聲光報警裝置105；

所述電場傳感器101的輸出端連接到所述濾波器102的輸入端，所述濾波器102的輸出端連接到所述信號處理單元103的輸入端，所述信號處理單元103的輸出端連接到所述單片機104的輸入端，所述單片機104的輸出端連接到所述聲光報警裝置105的輸入端；

所述電場傳感器101檢測周圍環境的電場強度，生成相應的電信號，并將所述電信號傳輸至所述濾波器102，所述濾波器102對所述電信號進行過濾并傳輸至所述信號處理單元103，所述信號處理單元103將濾波后的電信號放大后輸出至所述單片機104，所述單片機104接收放大后的電信號，并輸出報警控制信號至所述聲光報警裝置105，所述聲光報警裝置105接收所述報警控制信號并輸出聲光報警信號。

具體而言，高壓輸電線路和設備產生的電場會在電場傳感器101中轉換為電壓信號，信號處理單元103可對該電壓信號進行放大處理然后向單片機104進行輸入，完成A/D轉換后，數據會被進行綜合處理，最后單片機104可根據分析結果控制聲光報警裝置105依據預先設好的邏輯關系判斷是否進行聲光報警。例如，周圍電場強度超過安全極限可控制聲光報警裝置105輸出聲光報警信號提醒工作人員。

在上述電力場強預警安全帽感應裝置10中，所述單片機104可以是C8051F020單片機，是一種高級程度的高速微處理器。

所述濾波器102可包括串聯連接的二階低通濾波器102a和RC濾波器102b；所述二階低通濾波器102a的輸入端連接所述電場傳感器101的輸出端，所述二階低通濾波器102a的輸出端連接所述RC濾波器102的輸入端，所述RC濾波器102b的輸出端連接所述信號處理單元103的輸入端。為了降低雜波干擾，提高報警的準確性，電場傳感器101可首先將感應到的周圍電場信號以電壓的形式先后傳遞到二階低通濾波器102a和RC濾波器102b進行濾波，信號經處理后再濾波然后再經信號處理單元103輸入到單片機104，濾波電路可如圖2所示。

其中，所述二階低通濾波器102a可包括運算放大器A1，電阻R1、R2、R3，電容C1、C2、C3；所述運算放大器A1的同相輸入端通過電容C3接地，通過電阻R3、R2和電容C1接地，并通過電阻R3、R2和R1連接到所述信號處理單元103；所述RC濾波器102b可包括運算放大器A2，電阻R4、R5、R6，電容C4，二極管D1；所述算放大器A2的同相輸入端通過電阻R4接地，所述運算放大器A2的反相輸入端以及輸出端通過電阻R6連接二極管D1的陰極，通過電阻R6和電容C5接地，所述二極管D1的陽極接地；所述運算放大器A1的同相輸入端通過電阻R3、電容C3和電阻R5連接運算放大器A2的同相輸入端，所述運算放大器A1的反相輸入端以及輸出端通過電阻R5連接運算放大器A2的同相輸入端。

此外，電力工作人員很多時候即使知道自身已經處于高電場強度的輸電線或電力設備附近，仍然需要堅持完成眼下的工作，這就需要對有危險和有生命危險的電力場環境進行區別對待，所以報警系統必須能夠根據不同的情況進行不同模式的報警，一般而言，可采用聲光結合的報警模式，具體而言，可以設置三色燈(例如，紅黃綠三種顏色的信號燈)和蜂鳴器配合報警。例如，可以結合安全距離，設置綠色為安全，黃色為一般警告，紅色為緊急警告。紅色還可作為事故發生后第一時間準確進行救助的定位標志。以高壓供電的額定電壓與其對應的安全距離為例，在220kV的電壓下，額定的安全距離為4m，一般不低于2.5m.在設計中，可以考慮以4m以上為綠燈長亮，在3-4m的范圍內，綠燈轉變為黃燈閃爍，施工人員應當注意不能再過度靠近，在3m以下，變為明亮的紅燈閃爍。此時施工人員必須撤離危險地帶，后臺監測系統通知安全處理部門和醫療部門進行緊急處理。在進入安全距離之后，通過設定不同聲音大小、聲音間隔長短或者不同的語音提示進行警告。結合三色燈，可在不同的距離內發出不同的聲音。如綠燈表示安全。黃燈閃爍時，蜂鳴器發出不連續的短促的聲音，人工報警器提醒“安全距離內，請注意”。紅燈閃爍時，蜂鳴器發出連續的刺耳的聲音，人工報警器提醒“距離太近，請撤離”。上述電力場強預警安全帽感應裝置10在多變的氣候環境下具有良好的穩定性，抗靜電及干擾能力強，靈敏度高，報警距離一致性好，報警反應速度快。根據實際測試，使用溫度范圍可以在-20℃至60℃，最大報警音量可大于等于70分貝。

在一個實施例中，還可以設置一電源106用于對所述信號處理單元103和單片機104進行供電，為了保證電源106的續航能力，可采用紐扣電池作為電源。優選地，可采用類型CR2477的紐扣電池。根據實際測試，CR2477紐扣電池耗電使用年限可達2-3年，且體積小、薄，重量輕，安裝方便牢固。

在一個實施例中，所述聲光報警裝置105還可包括檔位調節開關；所述檔位調節開關一端與所述單片機104相連接，另一端與所述三色燈和蜂鳴器相連接。檔位可以是3檔可調節或5檔可調檔選擇，可根據實際需要選配。例如，在一個實施例中，可配置為以下類型：

A，一檔，單相架空火線220V，報警距離為0.7-0.9m；

B，二檔，單相架空火線10KV，報警距離為1.2-1.8m；

C，三檔，單相架空火線35KV，報警距離為1.5-2.5m；

D，四檔，單相架空火線110KV(含66KV)，報警距離為2.5-4.0m；

E，五檔，單相架空火線220KV，報警距離為4.5-6.0m。

與上述電力場強預警安全帽感應裝置10對應地，本實用新型還提供一種近電報警安全帽20。如圖3所示，所述近電報警安全帽20可包括：

電力場強預警安全帽感應裝置10、電路板201以及安全帽202；

所述電力場強預警安全帽感應裝置10的電場傳感器101、濾波器102、信號處理單元103、單片機104和聲光報警裝置105設于所述電路板201上，所述電路板201固定在所述安全帽202的內帽與外帽形成的空間內。

上述近電報警安全帽中電力場強預警安全帽感應裝置10的實施例與上述電力場強預警安全帽感應裝置10的實施例相同，此處不再贅述。

上述電力場強預警安全帽感應裝置及近電報警安全帽，將目前普通使用的安全帽增設一高壓報警器，實現實時自動準確監測作業人員與帶電設備的安全距離，保障作業人員的人身安全。其制作方法簡單，成本低，便于大面積推廣應用。而且，報警器與安全帽一體化，防止了忘帶、遺失，只要佩戴安全帽，報警器便隨身佩帶，方便攜帶，提高了安全性。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。