專利名稱：防雷計(jì)數(shù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及防雷電路領(lǐng)域，具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種防雷計(jì)數(shù)裝置。
背景技術(shù)：
計(jì)數(shù)裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種防雷器中，它能夠起到記錄雷擊次數(shù)，提醒工作人 員及時(shí)更換防雷器的作用。然而在實(shí)際應(yīng)用中，由于雷電來(lái)襲的強(qiáng)度大、隨機(jī)性強(qiáng)等原因， 防雷器的計(jì)數(shù)裝置會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，如誤報(bào)、不報(bào)或損壞等喪失了原本計(jì)數(shù)裝置應(yīng) 有的作用。 在專利號(hào)為200420046366. 4的實(shí)用新型專利"防雷計(jì)數(shù)裝置"公開了一種防雷用 的計(jì)數(shù)裝置，如圖l所示，主要內(nèi)容為在三相對(duì)地(PE)與三相對(duì)零(L)電路中，將取樣導(dǎo)線 纏繞在防雷元件的引腳上，將感應(yīng)電流經(jīng)整流和脈沖處理的方式觸發(fā)計(jì)數(shù)器達(dá)到記錄雷電 來(lái)襲次數(shù)的效果。然而上述專利對(duì)整流、脈沖處理和光電耦合過(guò)程卻并未公開，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員閱讀此專利后，僅僅能夠理解取樣導(dǎo)線的纏繞位置和方法，對(duì)如何進(jìn)行整流、脈沖 處理和光電耦合過(guò)程仍然一無(wú)所知。由于這些內(nèi)容未公開，整個(gè)計(jì)數(shù)裝置可靠與否也很難 判斷，而且采用纏繞導(dǎo)線的方式，難保不會(huì)對(duì)原電路產(chǎn)生影響，上述專利也沒有提供避免這 些影響的技術(shù)方案。 因此，如何設(shè)計(jì)出一種防雷計(jì)數(shù)裝置能夠避免其誤報(bào)、不報(bào)或損壞等喪失了原本 該防雷計(jì)數(shù)裝置應(yīng)有的作用，又能夠提供一種對(duì)原防雷電路不會(huì)產(chǎn)生任何影響的具體的計(jì) 數(shù)方案，變成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種防雷計(jì)數(shù)裝置，既能避免其誤報(bào)、不 報(bào)或損壞等喪失了該防雷計(jì)數(shù)裝置應(yīng)有的作用，又能夠提供一種對(duì)原防雷電路不會(huì)產(chǎn)生任 何影響的具體的計(jì)數(shù)方案。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種防雷計(jì)數(shù)裝置，與防雷電路中的防
雷元件相連，其特征在于，所述防雷計(jì)數(shù)裝置包括取樣單元、控制單元和顯示單元；其中， 所述取樣單元采集所述防雷元件中的雷電波信號(hào)，并發(fā)送指令給所述控制單元；
所述控制單元接收指令后進(jìn)行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述顯示單元顯示。 本實(shí)用新型所述的防雷計(jì)數(shù)裝置，其中，所述取樣單元包括入口端、限幅電路和光
電耦合元件；其中，所述入口端分別與所述限幅電路、所述光電耦合元件以及所述防雷電路
中的防雷元件相連，所述光電耦合元件分別與所述控制單元和接地端相連，所述入口端與
所述防雷元件相連。 進(jìn)一步地，其中，所述限幅電路包括電感、反向保護(hù)二極管、限流電阻和穩(wěn)壓管；其 中，所述電感的一端與所述入口端的其中一端相連，該電感的另一端與所述反向保護(hù)二極 管和限流電阻的一端串聯(lián)，所述限流電阻的另一端與所述光電耦合元件的一端相連，所述 穩(wěn)壓管跨接在所述入口端的兩端上，所述光電耦合元件的另一端與所述入口端的另外一端相連，所述光電耦合元件的其余端分別與所述控制單元和接地端相連。 進(jìn)一步地，其中，所述光耦合元件由光敏晶體管和發(fā)光二極管組成。 進(jìn)一步地，其中，所述控制單元包括單片機(jī)、時(shí)鐘芯片、一個(gè)二極管、一個(gè)電阻、三 個(gè)開關(guān)、五個(gè)電容和兩個(gè)晶振管；其中，所述三個(gè)開關(guān)的一端分別與所述單片機(jī)相連，另一 端接地；兩個(gè)電容的一端分別與所述單片機(jī)相連，另一端接地；所述晶振管的兩端跨接在 所述兩個(gè)電容與所述單片機(jī)的連接端上；所述單片機(jī)與一個(gè)電容串聯(lián)后與所述供電電源相 連；所述二極管和電阻并聯(lián)后一端與所述單片機(jī)相連，并聯(lián)后的另一端接地；所述單片機(jī) 還分別與所述供電電源、時(shí)鐘芯片以及接地端相連； 其余的兩個(gè)電容一端與時(shí)鐘芯片相連，另一端接地；其余的一個(gè)晶振管的兩端跨 接在所述其余的兩個(gè)電容與所述時(shí)鐘芯片的連接端上；該時(shí)鐘芯片還分別與所述單片機(jī)、 直流供電電源以及供電電源相連。 進(jìn)一步地，其中，所述顯示單元為L(zhǎng)CD顯示器件。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的防雷計(jì)數(shù)裝置，既能避免其誤報(bào)、不報(bào)或損壞 等喪失了該防雷計(jì)數(shù)裝置應(yīng)有的作用，又能夠提供一種對(duì)原防雷電路不會(huì)產(chǎn)生任何影響的 具體的計(jì)數(shù)方案，提高防雷器的可靠性和準(zhǔn)確性。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的防雷計(jì)數(shù)裝置中防雷計(jì)數(shù)裝置的電路結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本實(shí)用新型所述的防雷計(jì)數(shù)裝置與防雷電路中的防雷元件的連接結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本實(shí)用新型所述的防雷計(jì)數(shù)裝置的具體電路圖。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型的主要思想是解決防雷計(jì)數(shù)裝置中出現(xiàn)的誤報(bào)、不報(bào)或損壞等喪失了 原本的防雷計(jì)數(shù)裝置應(yīng)有的作用，同時(shí)還需要解決對(duì)原防雷電路不會(huì)產(chǎn)生任何影響的具體 的計(jì)數(shù)方案。以下對(duì)具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。 如圖2所示，為本實(shí)用新型所述的防雷計(jì)數(shù)裝置與防雷電路中的防雷元件的連接
結(jié)構(gòu)圖。其中的防雷元件io可以是防雷電路本身，也可以是在防雷電路中起到防雷作用的
一個(gè)具體元器件。本實(shí)用新型的防雷計(jì)數(shù)裝置20包括取樣單元201、控制單元202和顯 示單元203 ;控制單元202分別連接取樣單元201和顯示單元203，取樣單元201還與防雷 電路中的防雷元件10相連接；其中， 取樣單元201包括入口端、限幅電路和光電耦合元件；其中，入口端分別與限幅電
路、光電耦合元件以及防雷電路中的防雷元件10相連，所述光電耦合元件與控制單元202
相連。取樣單元201的入口端通過(guò)與防雷元件IO相連，采集雷電波信號(hào)。 控制單元202是由控制電路或控制芯片組成，本實(shí)用新型中的控制單元202由單
片機(jī)及其外圍電路組成，具體包括單片機(jī)、時(shí)鐘芯片、一個(gè)二極管、一個(gè)電阻、三個(gè)開關(guān)、五
個(gè)電容和兩個(gè)晶振管； 其中，三個(gè)開關(guān)的一端分別與單片機(jī)相連，另一端接地；兩個(gè)電容的一端分別與單
片機(jī)相連，另一端接地；晶振管的兩端跨接在所述兩個(gè)電容與單片機(jī)的連接端上；單片機(jī) 與一個(gè)電容串聯(lián)后與供電電源相連；二極管和電阻并聯(lián)后一端與單片機(jī)相連，并聯(lián)后的另一端接地；單片機(jī)還分別與供電電源、時(shí)鐘芯片以及接地端相連； 其余的兩個(gè)電容一端與時(shí)鐘芯片相連，另一端接地；其余的一個(gè)晶振管的兩端跨 接在所述其余的兩個(gè)電容與時(shí)鐘芯片的連接端上；該時(shí)鐘芯片還分別與單片機(jī)、直流供電 電源以及供電電源相連。 控制單元202接收到取樣單元201的指令后，通過(guò)該控制單元202內(nèi)部的控制元 件處理數(shù)據(jù)并進(jìn)行加數(shù)運(yùn)算，并發(fā)送數(shù)據(jù)給顯示單元203。 顯示單元203由顯示器件組成，該顯示單元203和控制單元202相連后，接收控制 單元202的命令和數(shù)據(jù)，顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在平時(shí)不需要進(jìn)行雷電計(jì)數(shù)時(shí)，顯示單元203還 可以用于顯示時(shí)鐘日歷。 如圖3所示，為本實(shí)用新型所述的防雷計(jì)數(shù)裝置的具體電路圖。其中，取樣單元 301中的限幅電路由電感L、反向保護(hù)二極管D1、限流電阻R1和穩(wěn)壓管DW組成；其中，電感 L的一端與入口端的其中一端相連，電感L的另一端與反向保護(hù)二極管D1和限流電阻R1串 聯(lián)，限流電阻R1的另一端與光電耦合元件U1的一端相連，穩(wěn)壓管DW跨接在入口端的兩端 上，光電耦合元件U1的另一端與入口端的另外一端相連，所述光電耦合元件U1的其余端分 別與所述控制單元302中的單片機(jī)和接地端相連；所述入口端還將與防雷電路中的防雷元 件相連。 取樣單元301中的光耦合元件U1由光敏晶體管和發(fā)光二極管組成，當(dāng)光敏晶體管 基極被發(fā)光二極管照射后，集電極電壓被放大，抬高與其相連的控制單元302中單片機(jī)端 口的電平，觸發(fā)控制單元302的中斷響應(yīng)。 限幅電路目的是將幅值極高的雷電流削弱，使其足以啟動(dòng)光電耦合元件Ul而不 損壞其他元件；光電耦合元件Ul被啟動(dòng)后，會(huì)向控制單元302發(fā)出指令，命令其開始工作。 限幅電路中的電感L能夠削弱雷電波波頭，二極管D1起到反向保護(hù)的作用，限流電阻R1限 制了雷電電流，同時(shí)穩(wěn)壓管DW將雷電電壓限制起來(lái)。這樣，光耦合元件Ul就不會(huì)被雷電直 接觸發(fā)，即光耦合元件Ul被保護(hù)起來(lái)。 控制單元302中的單片機(jī)可以根據(jù)實(shí)際需要采用不同型號(hào)的單片機(jī)，在以下具體 實(shí)施例中為了更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型所要達(dá)到的技術(shù)效果，在本實(shí)用新型中采用但不僅限 于AT89C2051型號(hào)的單片機(jī)，該單片機(jī)包括20個(gè)管腳；同樣，控制單元302中的時(shí)鐘芯片可
以根據(jù)實(shí)際需要采用不同型號(hào)的時(shí)鐘芯片，在以下具體實(shí)施例中為了更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新 型所要達(dá)到的技術(shù)效果，在本實(shí)用新型中采用但不僅限于DS1302型號(hào)的時(shí)鐘芯片，該時(shí)鐘 芯片包括8個(gè)管腳；另外，顯示單元303也可以根據(jù)實(shí)際需要采用不同型號(hào)的顯示設(shè)備，在 以下具體實(shí)施例中顯示單元303采用但不僅限于8X2的LCD。 該控制單元302中的三個(gè)開關(guān)分別為Sl、 S2和S3，四個(gè)電容分別為Cl、 C2、 C3和 C4，兩個(gè)晶振管分別為Yl和Y2 ; 該單片機(jī)的外部中斷管腳P3. 2(INT0)與所述光電耦合元件U1中的光敏晶體管集 電極相連接，當(dāng)接到該集電極的指令后，啟動(dòng)該AT89C2051型號(hào)的單片機(jī)的中斷響應(yīng)程序 自動(dòng)進(jìn)行加l運(yùn)算； 該單片機(jī)的管腳P3.0(RXD)與開關(guān)Sl連接后接地，當(dāng)Sl閉合后，控制單元302進(jìn) 入調(diào)整時(shí)間狀態(tài)； 該單片機(jī)的管腳P3. 1 (TXD)與開關(guān)S2連接后接地，當(dāng)S2閉合后，控制單元通過(guò)其內(nèi)的單片機(jī)內(nèi)部程序的運(yùn)行，對(duì)顯示單元303中的時(shí)間近些調(diào)整； 該單片機(jī)的管腳P3. 3 (TXD)與開關(guān)S3連接后接地，當(dāng)S3閉合后，啟動(dòng)該單片機(jī)另 一個(gè)外部中斷程序，通過(guò)單片機(jī)的內(nèi)部處理，在顯示單元的LCD上顯示雷擊次數(shù)；所述單片 機(jī)的管腳Vcc與供電電源Vcc相連為該單片機(jī)提供電源；光耦合元件U1中集成有光敏晶體 管和發(fā)光二極管。當(dāng)光敏晶體管基極被發(fā)光二極管照射后，集電極電壓被放大，抬高與其相 連的控制芯片管腳電平，觸發(fā)控制芯片的中斷響應(yīng)。 該單片機(jī)的管腳RST接地，該單片機(jī)的管腳RST與電容C5串聯(lián)后與電源Vcc相連，
二極管D2和電阻R2并聯(lián)后一端與管腳RST相連，另一端接地。這樣組成的復(fù)位電路在系
統(tǒng)上電時(shí)為單片機(jī)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷掉復(fù)位信號(hào)。 該單片機(jī)的管腳XTAL1和管腳XTAL2分別連接電容C1和電容C2，且管腳XTAL1和
管腳XTAL2之間跨接有晶振Yl，由于單片機(jī)內(nèi)部集成有高增益反相放大器，與Cl、 C2并聯(lián)
產(chǎn)生諧振，使晶振自激振蕩為單片機(jī)提供原始時(shí)鐘頻率； 該單片機(jī)的管腳P3. 7與DS1302型號(hào)的時(shí)鐘芯片的管腳RST相連，該管腳RST擁 有復(fù)位/片選功能，單片機(jī)上電后，其管腳P3. 7保持高電平狀態(tài)，使時(shí)鐘芯片的所有數(shù)據(jù)傳 送被初始化，允許對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)行操作； 該單片機(jī)的管腳P3.4(T0)與DS1302型號(hào)的時(shí)鐘芯片的管腳SCLK相連，該單片機(jī) 的管腳P3. 5(Tl)與DS1302型號(hào)的時(shí)鐘芯片的輸入輸出管腳I/O相連；該單片機(jī)通過(guò)的管 腳P3.4(T0)對(duì)該時(shí)鐘芯片的管腳SCLK輸入時(shí)鐘脈沖以控制該時(shí)鐘芯片的讀寫，該單片機(jī) 的管腳P3. 5通過(guò)輸入輸出管腳I/O在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降 沿讀出時(shí)鐘芯片的數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機(jī)處理后通過(guò)顯示單元303將時(shí)間日期顯示在LCD上； 該單片機(jī)的管腳Pl. 4、P1. 5、 PI. 6和PI. 7與顯示單元303中8X2的LCD的管腳 11、 12、 13和14分別相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 該單片機(jī)的管腳PI. 1、P1. 2和PI. 3與顯示單元303中8X2的LCD的管腳4、5和 6分別相連，用于數(shù)據(jù)/命令傳輸選擇、讀/寫選擇和使能功能，通過(guò)單片機(jī)的內(nèi)部程序?qū)︼@ 示單元303傳送不同的命令字，可以控制顯示單元303中的LCD顯示不同的內(nèi)容。 該時(shí)鐘芯片的管腳X1、X2兩管腳間跨接有一晶振Y2，電容C3和C4分別連接在時(shí) 鐘芯片的管腳XI和X2上并且接地，電容C3和C4并聯(lián)諧振后使晶振Y2自激振蕩為時(shí)鐘芯 片提供原始時(shí)鐘頻率； 該時(shí)鐘芯片的管腳VI和V2分別連接著直流供電電源B和供電電源Vcc，由兩者中 的較大者供電。 顯示單元中的8X2的LCD的管腳1、3連接后接地，管腳1提供LCD的零勢(shì)面，管 腳3是LCD的動(dòng)作電壓，設(shè)置為零時(shí)接地后LCD便處于工作狀態(tài)。LCD的管腳2與供電電源 Vcc相連接，當(dāng)控制單元302中的單片機(jī)啟動(dòng)雷電來(lái)襲中斷響應(yīng)程序時(shí)，經(jīng)過(guò)該單片機(jī)內(nèi)部 程序處理，將數(shù)據(jù)傳輸至LCD，該LCD顯示雷電來(lái)襲次數(shù)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型公開了一種新型的防雷計(jì)數(shù)裝置，該裝置包括取樣 單元、控制單元和顯示單元。本實(shí)用新型將光電耦合元件，運(yùn)用在取樣單元中，保障取樣過(guò) 程的可靠性與準(zhǔn)確性；控制單元來(lái)全程控制跟蹤，保障了計(jì)數(shù)器運(yùn)行的可靠性；顯示單元 是由LCD組成，采用LCD的好處在于美觀大方，且讀數(shù)方便。本實(shí)用新型所述的防雷計(jì)數(shù)裝 置，既能避免其誤報(bào)、不報(bào)或損壞等喪失了該防雷計(jì)數(shù)裝置應(yīng)有的作用，又能夠提供一種對(duì)
6原防雷電路不會(huì)產(chǎn)生任何影響的具體的計(jì)數(shù)方案，提高防雷器的可靠性和準(zhǔn)確性。 當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的
情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實(shí)用新型做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相
應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種防雷計(jì)數(shù)裝置，與防雷電路中的防雷元件相連，其特征在于，所述防雷計(jì)數(shù)裝置包括取樣單元、控制單元和顯示單元；其中，所述取樣單元采集所述防雷元件中的雷電波信號(hào)，并發(fā)送指令給所述控制單元；所述控制單元接收指令后進(jìn)行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述顯示單元顯示。
2. 如權(quán)利要求l所述的防雷計(jì)數(shù)裝置，其特征在于所述取樣單元包括入口端、限幅電路和光電耦合元件；其中，所述入口端分別與所述限 幅電路、所述光電耦合元件以及所述防雷電路中的防雷元件相連，所述光電耦合元件分別 與所述控制單元和接地端相連，所述入口端與所述防雷元件相連。
3. 如權(quán)利要求2所述的防雷計(jì)數(shù)裝置，其特征在于所述限幅電路包括電感、反向保護(hù)二極管、限流電阻和穩(wěn)壓管；其中，所述電感的一端 與所述入口端的其中一端相連，該電感的另一端與所述反向保護(hù)二極管和限流電阻的一端 串聯(lián)，所述限流電阻的另一端與所述光電耦合元件的一端相連，所述穩(wěn)壓管跨接在所述入 口端的兩端上，所述光電耦合元件的另一端與所述入口端的另外一端相連，所述光電耦合 元件的其余端分別與所述控制單元和接地端相連。
4. 如權(quán)利要求3所述的防雷計(jì)數(shù)裝置，其特征在于 所述光耦合元件由光敏晶體管和發(fā)光二極管組成。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的防雷計(jì)數(shù)裝置，其特征在于所述控制單元包括單片機(jī)、時(shí)鐘芯片、一個(gè)二極管、一個(gè)電阻、三個(gè)開關(guān)、五個(gè)電容和兩 個(gè)晶振管；其中，所述三個(gè)開關(guān)的一端分別與所述單片機(jī)相連，另一端接地；兩個(gè)電容的一 端分別與所述單片機(jī)相連，另一端接地；所述晶振管的兩端跨接在所述兩個(gè)電容與所述單 片機(jī)的連接端上；所述單片機(jī)與一個(gè)電容串聯(lián)后與所述供電電源相連；所述二極管和電阻 并聯(lián)后一端與所述單片機(jī)相連，并聯(lián)后的另一端接地；所述單片機(jī)還分別與所述供電電源、 時(shí)鐘芯片以及接地端相連；其余的兩個(gè)電容一端與時(shí)鐘芯片相連，另一端接地；其余的一個(gè)晶振管的兩端跨接在 所述其余的兩個(gè)電容與所述時(shí)鐘芯片的連接端上；該時(shí)鐘芯片還分別與所述單片機(jī)、直流 供電電源以及供電電源相連。
6. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的防雷計(jì)數(shù)裝置，其特征在于 所述顯示單元為L(zhǎng)CD顯示器件。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種防雷計(jì)數(shù)裝置，與防雷電路中的防雷元件相連，其中，所述防雷計(jì)數(shù)裝置包括取樣單元、控制單元和顯示單元；其中，所述取樣單元采集所述防雷元件中的雷電波信號(hào)，并發(fā)送指令給所述控制單元；所述控制單元接收指令后進(jìn)行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述顯示單元顯示。本實(shí)用新型所述的防雷計(jì)數(shù)裝置，既能避免其誤報(bào)、不報(bào)或損壞等喪失了該防雷計(jì)數(shù)裝置應(yīng)有的作用，又能夠提供一種對(duì)原防雷電路不會(huì)產(chǎn)生任何影響的具體的計(jì)數(shù)方案，提高防雷器的可靠性和準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01R19/17GK201464548SQ200920109700
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者楊成枝 申請(qǐng)人:北京歐地安科技股份有限公司