專利名稱：微處理機(jī)控制的接地系統(tǒng)監(jiān)視器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于例如電話交換站(telephone switching offices)的接地系統(tǒng)(ground system)監(jiān)視器。更具體地說，本發(fā)明涉及監(jiān)測大量接地導(dǎo)體上的AC/DC電流并產(chǎn)生列出例如在一識別場所所有被監(jiān)測導(dǎo)體上的AC和DC電流浪涌(脈動)電平報警報告的微處理機(jī)控制的接地系統(tǒng)監(jiān)視器。
本發(fā)明的微處理機(jī)控制的接地系統(tǒng)監(jiān)視器最好用于監(jiān)測電話交換站中的接地系統(tǒng)。以往，電話交換站使用機(jī)電切換裝置耦連通訊線路以達(dá)到兩地間的電話通訊。在這樣的交換系統(tǒng)中，接通或斷開的是實實在在的觸點。
現(xiàn)代的電話交換站已從機(jī)電切換設(shè)備改變?yōu)橛嬎銠C(jī)化的切換。在計算機(jī)化的切換中，不使用機(jī)電動作部件而是通過控制信號去觸發(fā)電子開關(guān)。
使用機(jī)電開關(guān)和真空管放大器的電話交換站的優(yōu)點之一是這些元件與它們現(xiàn)代的計算機(jī)化的部件相比遠(yuǎn)不易受到例如由電暴引起的浪涌電流的損害?，F(xiàn)代的集成電路裝置與原有的機(jī)電部件相比不能經(jīng)受電壓的增加或浪涌電流。
因而，對于現(xiàn)代電話交換臺包括一個失效保護(hù)的接地系統(tǒng)是特別重要的，該系統(tǒng)能保護(hù)電話交換站中代價很高的設(shè)備而且增強(qiáng)可靠性，使電話交換站即使在遭受高電壓和電流脈動后仍能工作。有了這樣一種接地系統(tǒng)，如果浪涌電流傳到電話交換站，單點接地系統(tǒng)就把接地導(dǎo)體上的電流耦合到電話交換站中的主接地條(master ground bar)。這樣，如果例如由雷電或與高壓線不小心的接觸而在屏蔽線束上引起浪涌電流，該高電壓將被耦合到大地。以這種方式，電話交換站中的人員和設(shè)置都得到保護(hù)。
除了使電話站中高代價設(shè)備例如數(shù)字交換系統(tǒng)避免損害外，電話服務(wù)的中斷也可以因這樣的接地系統(tǒng)而得以防止。因為提供電話通訊對于電話公司是主要的收入來源，因而服務(wù)的中斷對這些公司來說代價是極端昂貴的。
電話交換站中的計算機(jī)控制的切換設(shè)備包括各自獨立的接地。雖然電話切換設(shè)備的不同部分電氣連接到計算機(jī)上，但每個設(shè)備部分都包括各自的接地。在所有設(shè)備都各自分別接地的情況下，如果有電壓升高，則該電壓升高將被等同地反映，這樣各設(shè)備部分間沒有電位差。在這種情況下，如果電話交換站工作人員接觸兩個設(shè)備部分，若這兩個設(shè)備部分都接大地，就不會對工作人員發(fā)生傷害。
不幸的是，由于許多電話交換站都增添很多設(shè)備以增強(qiáng)它的通訊能力，而這些新設(shè)備在安裝時沒有獨立的或適當(dāng)?shù)慕拥?。這些不符合安全要求的設(shè)備的安裝，已經(jīng)在遍布全國的許多電話交換站中造成了一系列問題。
以往，電話交換站接地系統(tǒng)常用用于尋找故障和失效診斷的攜帶式監(jiān)測單元進(jìn)行監(jiān)測。但這種已有技術(shù)監(jiān)測系統(tǒng)僅能提供有限數(shù)量的診斷信息。
例如，在已有技術(shù)中，如果一個高電壓或浪涌電流進(jìn)入一電話交換站，交換站所得到的信息僅僅是有一個浪涌電流使某一個設(shè)備遭到了損害。但該交換站沒有被告知例如浪涌電流的來源，即浪涌電流是從哪一個接地導(dǎo)體上進(jìn)入的。
按照本發(fā)明，電話交換公司能夠識別浪涌電流是從哪一個電流導(dǎo)體上進(jìn)入電話交換站的。然而，該電話站能夠確定，例如，雖然浪涌電流應(yīng)該已耦合到地，但某些浪涌電流卻耦合到了電話站某一設(shè)備的框架上。有了這樣的數(shù)據(jù)，電話交換公司就能夠找出接地系統(tǒng)中有缺陷的設(shè)計并作相應(yīng)的改進(jìn)以防止這樣的損害再次發(fā)生。這樣，電話交換站馬上就可以注意到，例如，一個外部承包商裝置設(shè)備時，違反了公認(rèn)的接地操作規(guī)則。這使得能及時糾正來防止代價昂貴的靈敏設(shè)備的修理和防止人員受到損傷。
按照本發(fā)明，與每個接地導(dǎo)體相聯(lián)系的傳感器被周期地掃描，使得每個接地導(dǎo)體上的電流連續(xù)地受到監(jiān)視。本發(fā)明利用一個實時時鐘產(chǎn)生時間和日期信息以監(jiān)測和報告接地導(dǎo)體相對于時間的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明可以與電話交換站中使用的、所有接地導(dǎo)體耦合到一個主接地條的單點接地系統(tǒng)一起作用。該主接地條對交換站的正電壓和大地是單個基準(zhǔn)(參考)點。本發(fā)明監(jiān)測在主接地條處各接地導(dǎo)體上的AC和DC電流。
按照本發(fā)明，微處理機(jī)控制的接地系統(tǒng)監(jiān)視器一經(jīng)設(shè)置即幾乎連續(xù)產(chǎn)生報警報告。從最初的這些報告中，所有導(dǎo)體上的電流即被測定。從這種數(shù)據(jù)可以確定對某一交換站什么電流值是正常的。這些值然后用于選擇使用者的預(yù)置報警觸發(fā)參數(shù)。這樣，參數(shù)值能憑經(jīng)驗確定使報警報告不要連接產(chǎn)生。當(dāng)然，這些參數(shù)應(yīng)被設(shè)置成當(dāng)糾正行動必須采取時產(chǎn)生報告。
本發(fā)明允許從接地導(dǎo)體中讀出低電流值而連續(xù)監(jiān)測大量接地導(dǎo)體。流經(jīng)導(dǎo)體的電流產(chǎn)生一個電磁場，它在霍爾效應(yīng)變換器中引起電流。流經(jīng)每個霍爾效應(yīng)變換器的電流被霍爾效應(yīng)傳感器所檢測并產(chǎn)生一個指示電流的電壓(與霍爾效應(yīng)傳感器電流成比例)。這些信號被放大并被耦合到微處理機(jī)，它把檢測的電壓電平轉(zhuǎn)換為指示流經(jīng)相應(yīng)接地導(dǎo)體電流的電流電平。
本發(fā)明的微處理機(jī)控制的接地系統(tǒng)永久地設(shè)置在例如電話交換站中。本發(fā)明使用被放大的霍爾效應(yīng)傳感器在主接地條處掃描大量接地導(dǎo)體來監(jiān)測導(dǎo)體上的AC和DC電流。如果，一個浪涌進(jìn)入電話交換站，它就被耦合到地。
本發(fā)明監(jiān)測這些接地導(dǎo)體以確保接地系統(tǒng)的正常工作。微處理機(jī)確保連續(xù)地讀出每個接地導(dǎo)體上的電流。微處理機(jī)把電流讀數(shù)與預(yù)置的參數(shù)進(jìn)行比較。如果讀數(shù)超過預(yù)定的參數(shù)門限值，就產(chǎn)生一個報警報告。
報告不僅列出作為浪涌源的導(dǎo)體上的電流，而且也顯示被監(jiān)測的其它接地導(dǎo)體上的任何電流的增加。這樣，如果浪涌在一個接地導(dǎo)體上進(jìn)入，流到另一個接地導(dǎo)體上，并由此進(jìn)入站設(shè)備，本發(fā)明系統(tǒng)將指示這些情況并產(chǎn)生報警報告以便探測和校正任何發(fā)生的問題。
有了這樣的報告，耦合到主接地條和某一設(shè)備框架的非隔離接地導(dǎo)體(non-isolated ground conductor)就能被仔細(xì)監(jiān)測。雖然這樣的導(dǎo)體上的電流可能是極小的，但是，如果這個導(dǎo)體例如顯示電流增大10或100倍，本發(fā)明就能提供時間與日期數(shù)據(jù)，把接地導(dǎo)體上電流增加與其他事件聯(lián)系起來，例如設(shè)備安裝有問題，電暴等。
在某些情況下，在接地導(dǎo)體上的過量的電流會對計算機(jī)切換設(shè)備造成嚴(yán)重的損害，如果它與一個高浪涌電壓相耦合時就會是這樣。借助于本發(fā)明，這樣的危害就能避免。
本發(fā)明考慮到延續(xù)一段時間的相對低的電平浪涌可能在電話交換公司的計算機(jī)上觸發(fā)足夠的錯誤信息而引起電話服務(wù)的中斷。這種相對低的電壓浪涌產(chǎn)生的錯誤信息可能超過允許的存貯容量，由此暫時阻塞電話交換站的計算機(jī)。通過使用本發(fā)明進(jìn)行監(jiān)測，這種比較低的電壓浪涌可以被耦合到大地而不引起電話交換站的錯誤信息。本發(fā)明對這種相對低的進(jìn)入電話交換站的電壓浪涌進(jìn)行監(jiān)測，使電話公司能發(fā)現(xiàn)與此相聯(lián)系的潛在的問題。
本發(fā)明可以在本機(jī)的電傳打字機(jī)上、顯示或打印終端上產(chǎn)生報告。另外，本發(fā)明可以與調(diào)制解調(diào)器一起使用以自動撥中央站(central site)的電話號碼向那里傳送報警狀態(tài)報告。調(diào)制解調(diào)器也可用于接收來自中央站的電話，以便一經(jīng)要求就觸發(fā)產(chǎn)生接地系統(tǒng)狀態(tài)報告。按照本發(fā)明也可以進(jìn)行其他改變，例如改變監(jiān)測的參數(shù)或調(diào)節(jié)實時時鐘(例如，改為夏令時間)等。
本發(fā)明的這些和其它的目的及優(yōu)點通過閱讀下面結(jié)合附圖所作的最佳實施例的詳細(xì)敘述，將會得到更好的理解。


圖1是按照本發(fā)明典型實施例的微處理機(jī)控制的接地系統(tǒng)的硬件框圖。
圖2是描述電話交換站主接地條和相聯(lián)系的接地導(dǎo)體傳感器圖。
圖3是表示一個通路的模擬信號調(diào)節(jié)器硬件的原理圖。
圖4和圖5是示于圖1的微處理機(jī)所執(zhí)行的工作順序的流程圖。
圖6是用于允許操作者修改參數(shù)的一個典型顯示。
圖7A和圖7B是典型的報警報告。
圖1是按照本發(fā)明的一個實施例的微機(jī)控制的接地系統(tǒng)監(jiān)視器的硬件框圖。電源2給系統(tǒng)中所有組件供電，如圖1中的“電源輸入”所示。例如，電源2供電給實時時鐘22，微機(jī)14和與置放在從主接地條出發(fā)的導(dǎo)體上的霍爾效應(yīng)變換器聯(lián)系的傳感器。電源2還提供數(shù)字組件所需的電壓，例如±5伏。同樣，向霍爾效應(yīng)傳感器提供±5伏電壓。
電源2的正端如圖1所示，以大地為參考(基準(zhǔn))點，許多電話站系統(tǒng)中通常都是這樣的。電源提供一個-25伏的虛地，由虛地將±12伏供給除與調(diào)制解調(diào)器和電傳打字機(jī)相連的線驅(qū)動器和線接收器以外的所有組件。調(diào)制解調(diào)器和電傳打字機(jī)±12伏電源以大地為基準(zhǔn)。一信號電平轉(zhuǎn)換器(translator)在數(shù)字硬件和通訊線驅(qū)動器及接收器之間建立通訊聯(lián)。電源2另外包括電池備份(未圖示)以便對(實時)時鐘和RAM26提供備用電源，使在電源失效時不丟失數(shù)據(jù)。
示于圖1的微處理機(jī)控制的接地系統(tǒng)監(jiān)視器從傳感器組4接收它的輸入數(shù)據(jù)。如上面已指出的，霍爾效應(yīng)變換器與單點接地系統(tǒng)中主接地條處的每個接地導(dǎo)體相聯(lián)系，就如在中央電話站保護(hù)接地系統(tǒng)中所典型使用的那樣。
圖2所示是中央站保護(hù)接地系統(tǒng)的一部分、這種接地系統(tǒng)例如可以是在郊區(qū)電氣化管理局(Rural Electrification Adminis tration)TE & C手冊部分810，第6期中說明的那種?；魻栃?yīng)傳感器S1、S2、S3、……SN加到中央站保護(hù)接地系統(tǒng)中。
如圖2所示，霍爾效應(yīng)傳感器與連接在主接地條30上的接點R、C、M、G、N、B、L、W、N1、N2、I1和I2的每個系統(tǒng)接地導(dǎo)體相聯(lián)系。
如圖2所示，霍爾效應(yīng)傳感器S1至SN設(shè)置在主接地條的每個接地導(dǎo)體的周圍。連接到主接地條的各接地導(dǎo)體則連接到由接地系統(tǒng)保護(hù)的站的其它設(shè)備上。例如，連接到接地條接點R的導(dǎo)體32連到無線電設(shè)備室34。接地導(dǎo)體36可以例如連到電纜輸入端接地條38，由此，把電纜輸入端接地條38與主接地條C點相連。電纜輸入端接地條38然后連到電纜屏蔽接地端或接地帶，如圖2所示。雖然沒有在圖2中圖示，但易于理解，在中央站的計算機(jī)化切換系統(tǒng)和中央站的其它數(shù)字設(shè)備經(jīng)與隔離接地窗形帶(window bar)連接的接地導(dǎo)體連到主接地條。
霍爾效應(yīng)變換器和放大電路A1……AN與每個環(huán)狀的霍爾效應(yīng)傳感器S1……SN相聯(lián)系并產(chǎn)生傳感器輸出信號。與每個霍爾效應(yīng)傳感器相聯(lián)系的電路A1-AN包括電源和放大電路。為了確保傳感器的穩(wěn)定性，傳感器由精確的±5伏供電。與每個傳感器S1至SN相聯(lián)系的放大電路用于放大來自每個相聯(lián)系的傳感器的信號。由于來自每個傳感器S1至SN的被測電流值非常小，因而這樣的放大電路是必須的。
每個電路A1至AN接收電源2供給的±12伏電壓。每個電路A1……AN把接收的±12伏轉(zhuǎn)換為±5伏。依靠這些DC電平，在相聯(lián)系的傳感器S1至SN中產(chǎn)生電流。A1的放大部分也由±5伏供電。通過從±12伏至±5伏的電壓轉(zhuǎn)換過程，在放大電路中供給霍爾傳感器的電壓被校準(zhǔn)以保證每個傳感器的穩(wěn)定電壓。以這種方式，即使電源的電壓變化，在A1至AN中校準(zhǔn)的電壓保證以±5伏供給每個放大器A1至AN。
放大器A1至AN是高度精確、穩(wěn)定的放大器，它們放大來自與之聯(lián)系的霍爾效應(yīng)傳感器的信號并把這些信號傳送給示于圖1的模擬信號調(diào)節(jié)器(analog signal conditioner)6，后者將在下面詳細(xì)敘述。通過放大由每個霍爾效應(yīng)變換器產(chǎn)生的非常小的電壓信號，本系統(tǒng)的精度大大提高?；魻栃?yīng)傳感器S1至SN測量直到例如100安培的AC和DC電流。
與示于圖2的各傳感器S1至SN和放大器A1至AN相聯(lián)的是示于圖1的模擬信號調(diào)節(jié)器。這樣，如果有16個傳感器S1至S16，對這16個傳感器中的每個將有一個信號調(diào)節(jié)器。模擬信號調(diào)節(jié)器6把來自每個電路A1至AN的輸出信號分成4個分量，即，每個傳感器的AC電平，DC電平，正和負(fù)的浪涌信號。AC電平信號由傳感器輸出信號的峰-峰電壓測得值來確定。
如圖3的例子所示，模擬信號調(diào)節(jié)器6包括檢測電路50、52。例如，與示于圖2的傳感器S1相耦合的放大器A1的輸出在圖3的節(jié)點48被輸入至圖3所示的電路。包括浪涌通道的峰值檢測電路50、52包括放大器54、56，它們分別連到二極管58、60，二極管58、60則分別連到電容62和64，電容接地。二極管58和60另外分別耦合到放大器54、56的反相輸入端。
工作時，假定一個比較高的電壓耦合到圖3的輸入端48。如果峰是正峰，則二極管58是正向偏置，電容62被充電。由于該電壓峰，二極管60將阻斷電流，因而電容64不能被這樣的正峰充電。這樣，由于二極管58和60的極性相反，若有一個負(fù)的浪涌，電容64將被充電而二極管58將阻斷向電容62的充電電流。如下面將加以敘述的，該正和負(fù)的輸出峰值信號由微機(jī)14與預(yù)置參數(shù)比較，如果超過該參數(shù)則產(chǎn)生一個報警報告。對于每個傳感器S1-SN都有一個具有如圖3所示的兩個電容和兩個二極管的峰值檢測器，由此，分別在輸出端66和68產(chǎn)生正和負(fù)的峰值浪涌輸出。這樣，正的浪涌通道50跟蹤正信號并保持最大正信號，而負(fù)的浪涌通道52跟蹤負(fù)信號并保持最大負(fù)信號。
直流通道和交流通道分別在輸出端76和88輸出信號，直流通道包括放大器70，其非反相輸入端接地而其反相輸入端連到電阻59，電阻59又連到放大器56和54的非反相輸入端。放大器70的輸出經(jīng)電阻72和并聯(lián)電容74反饋到其反相輸入端。直流通道電路71是信號跟隨器，它濾除交流信號。
交流通道包括放大器78，其輸出連到二極管79。二極管79的輸出反饋到放大器78的反相輸入端。放大器78的非反相輸入端連到電阻86(它也耦合到地)和隔直電容84(它耦合到放大器54和56的非反相輸入端)。二極管79還連到并聯(lián)且連到地的電阻80和電容82。交流通道電路77在這里作為半波整流和峰值檢測器。它經(jīng)電容84耦合到輸入端48的輸入信號，從而排除了直流信號。每個放大器54、56、70和78例如可以是Harris 4741放大器。
這樣，模擬信號調(diào)節(jié)器6為傳感器S1-SN中每一個產(chǎn)生4個信號(正峰、負(fù)峰、DC電平和AC電平)。這些信號耦合到示于圖1的模擬多路轉(zhuǎn)換器8。這樣，如果有16個傳感器，即S1到S16，模擬多路轉(zhuǎn)換器8將從來自模擬信號調(diào)節(jié)器6的64個輸入信號(從每個傳感器產(chǎn)生的信號)中選擇一個信號。由模擬多路轉(zhuǎn)換器8產(chǎn)生的輸出由微機(jī)14在“信號選擇”輸入端上加以選擇。這樣，如果64個信號由模擬信號調(diào)節(jié)器6輸入到模擬多路轉(zhuǎn)換器8，微機(jī)14經(jīng)耦合到“信號選擇”輸入端的6位二進(jìn)制碼唯一地選擇一個輸入信號作為信號線9上的供模-數(shù)轉(zhuǎn)換器10處理的輸出信號。通過把這些信號耦合到電流吸收器(current sink)12，該多路轉(zhuǎn)換器8還用于將AC和浪涌信號降低到零。
模-數(shù)轉(zhuǎn)換器10把自模擬多路轉(zhuǎn)換器8接收的信號在±100安培的范圍內(nèi)以50毫安的分辨率數(shù)字化。從模-數(shù)轉(zhuǎn)換器10出來的數(shù)字輸出耦合到微機(jī)14。如下面將要敘述的，微機(jī)14把自模-數(shù)轉(zhuǎn)換器10接收的信號與確定報警和/或報警條件的預(yù)置參數(shù)比較。模數(shù)轉(zhuǎn)換器10可以是普通的例如MAXIM162，它是一種市售的12位逐次逼近模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。
如果來自傳感器S1到SN中任一個的檢測出的信號超過預(yù)置參數(shù)，則來自傳感器S1到SN的所有檢測信號被貯存并經(jīng)串行輸入/輸出接口16，在例如終端18上打印出來。信號由微機(jī)14例如經(jīng)連到串行輸入/輸出接口16的串行通訊口傳輸?shù)浇K端18。接口16把由微機(jī)14來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為例如R S232電平(其信號地等于大地)。
串行輸入/輸出接口16包括至少兩個雙向I/O通道，一個用于向電傳打字機(jī)終端18傳輸信息并接收 其信息，另一個用于與調(diào)制解調(diào)器20之間傳輸和接收信息。向電傳打字機(jī)(或打印機(jī))終端18的傳輸用于在現(xiàn)場產(chǎn)生一個硬拷貝。從串行輸入/輸出接口16向調(diào)制解調(diào)器20的傳輸能通過電信媒介向中央站(未圖示)傳輸。另外，如下所述，來自調(diào)制解調(diào)器20的信號能應(yīng)遠(yuǎn)距離的中央站的要求而啟動霍爾效應(yīng)傳感器狀態(tài)報告的轉(zhuǎn)儲(downloading)。串行輸入/輸出接口16可以是市售的接口，例如National半導(dǎo)體324。
產(chǎn)生的報告包括由實時時鐘22產(chǎn)生的時間和日期信息。微機(jī)14接收來自時鐘22的這些數(shù)據(jù)并能控制時鐘使之重置，以便例如轉(zhuǎn)為反映夏令時間。從微機(jī)14向?qū)崟r時鐘22傳輸?shù)男盘栆灿糜谟|發(fā)讀出時鐘以便產(chǎn)生報告。
本發(fā)明的接地系統(tǒng)監(jiān)視器是在微處理機(jī)控制下的。微機(jī)14例如包括市售的8位微處理機(jī)例如日立的HD64180。微機(jī)14還包括至少一個用于貯存系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序的ROM24和至少一個用于貯存程序、傳感器數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)的RAM26。RAM26的內(nèi)容，在電源失效時，由與電源2結(jié)合使用的電池備份而得以保存。
圖4和圖5是描述在按照本發(fā)明的典型實施例中微機(jī)14監(jiān)測接地系統(tǒng)時執(zhí)行的操作順序的流程圖。首先參照圖4，如圖4所示，在方框100，一旦啟動(或系統(tǒng)重置后)，微機(jī)14即對系統(tǒng)進(jìn)行初始化。例如，中央處理單元寄存器被初始化以提供適當(dāng)?shù)牟僮鳌Ａ硗?，調(diào)制解調(diào)器20置于合適的傳輸波特率。對于框100，例如，如果收到電傳打字機(jī)18或調(diào)制解調(diào)器20的請求，要求傳感器的狀態(tài)報告時，則將產(chǎn)生中斷，使微機(jī)14暫停所有其它處理而對它的寄存器進(jìn)行初始化以便一經(jīng)要求就產(chǎn)生接地導(dǎo)體報警/狀態(tài)報告。另外，在電源失效后，方框100進(jìn)入系統(tǒng)初始化以從電源故障中恢復(fù)。
然后，如框102所示，所有傳感器S1至SN的讀數(shù)置零。此時，示于圖3的電容62和64放電，從而得到零輸出讀數(shù)。這樣，先前檢測出的浪涌對后來輸出數(shù)據(jù)報告的影響被消除。因而，在接地導(dǎo)體傳感器組每次被掃描后，輸出數(shù)據(jù)被置為零。
然后，所有通道被掃描，以便經(jīng)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器10從傳感器S1至SN獲得數(shù)據(jù)(框104)。微機(jī)14在例如RAM26中貯存每個傳感器S1至SN的表示正和負(fù)浪涌信號，AC電平和DC電平信號的數(shù)字。
然后，如框106所示，各傳感器的讀數(shù)調(diào)節(jié)一個“補(bǔ)償”值。關(guān)于傳感器的補(bǔ)償值，注意，當(dāng)主項目單(main menu)顯示時(這將在下面結(jié)合框120敘述)，使用者可以選擇“設(shè)置傳感器補(bǔ)償”入口。通過選擇這個主項目單入口，即可設(shè)置每個傳感器的“補(bǔ)償”。在這方面，取的是行將設(shè)置的霍爾效應(yīng)傳感器設(shè)置點的讀數(shù)。但該讀數(shù)(理想的應(yīng)為零)不是設(shè)置在接地導(dǎo)體周圍的傳感器的讀數(shù)，而是在傳感行將設(shè)置的區(qū)域中的讀數(shù)。這樣的讀數(shù)反映了地磁場或其它必須補(bǔ)償?shù)囊蛩?。對每個傳感器都取大量的這種讀數(shù)并進(jìn)行平均。參照框106，每個傳感器的平均讀數(shù)用作“補(bǔ)償”，這些補(bǔ)償值貯存在RAM26中。
因而，在框106中，自模數(shù)轉(zhuǎn)換器10接收的每個值被調(diào)整，以反映前面確定的補(bǔ)償值，由此得到更精確的讀數(shù)。例如，如果對傳感器S1補(bǔ)償值是1安培而其產(chǎn)生的讀數(shù)為5安培，則在框108中與預(yù)定參數(shù)比較的值是4安培。
然后，每個傳感器S1至SN的調(diào)整后的讀數(shù)與選擇通道的門限參數(shù)比較(框108)。在框109作檢查以確定置定的參數(shù)是否被調(diào)整的讀數(shù)所超過。若參數(shù)未被超過，則確定是否規(guī)定每天要報告(框110)。如果未規(guī)定每天要報告，則程序返回框104重復(fù)掃描所有通道。若框109的檢查指出參數(shù)已經(jīng)超過，則經(jīng)框114發(fā)出報告。
若規(guī)定每天要報告，則在框112檢查以確定今天是否已發(fā)出報告。如是，則程序返回框104以重復(fù)所有通道的掃描。若每天的報告尚未發(fā)出，則如框114所示，在電傳打字機(jī)18上產(chǎn)生每天的報告。在框115作一檢查以確定是否還規(guī)定要經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器報告，若未規(guī)定經(jīng)調(diào)制解調(diào)器20報告，則程序返回框104，重復(fù)掃描順序。
如果除在電傳打字機(jī)18上發(fā)出報告外，還規(guī)定要經(jīng)調(diào)制解調(diào)器報告，則撥一個預(yù)先規(guī)定的號碼。如果撥號后在30秒內(nèi)沒有回答，則程序返回框104。若有回答，則報告?zhèn)鬏斀o對方站(框116)。然后，程序返回框104，繼續(xù)在框104-114中的掃描和其它處理步驟。
現(xiàn)在回到圖5，如果一個預(yù)定的控制字符由電傳打字機(jī)18傳入，則微機(jī)產(chǎn)生中斷(框118)。微機(jī)14中斷是由于檢測到來自電傳打字機(jī)18的控制字符(例如C)而被觸發(fā)的。微機(jī)14轉(zhuǎn)到啟動主項單顯示的程序部分(框120)。若控制字符在框118沒有檢測到，則程序轉(zhuǎn)到框128，重新開始常規(guī)處理。
如框120所示，通過選擇一個示于圖5的顯示的主項目單入口，使用者可以啟動一個接地系統(tǒng)監(jiān)視器的控制功能。關(guān)于這一點，通過選擇示于框120的一個入口，操作者可以訪問更詳細(xì)的項目單，以便設(shè)置時間、規(guī)定在預(yù)定時間產(chǎn)生每日報告和啟動列出已置定的參數(shù)。
“參數(shù)列表”啟動對RAM26的訪問以檢索出霍爾效應(yīng)傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將與之比較的門限值。如果選擇“設(shè)置參數(shù)”，則可以改變參數(shù)。如果通過主項目單選擇“設(shè)置傳感器補(bǔ)償”，則與框106相聯(lián)系敘述的補(bǔ)償值可以被設(shè)置。注意，若操作者要改變或設(shè)置參數(shù)或設(shè)置傳感器補(bǔ)償值，系統(tǒng)要求輸入一個認(rèn)可的訪問碼。
如果操作者在主項目單上選擇“設(shè)置參數(shù)”入口，則產(chǎn)生如圖6所示的顯示。如圖6所示，如果操作者想保持與例如接地導(dǎo)體1或接地導(dǎo)體2有關(guān)的參數(shù)，則操作者應(yīng)按下空隔(間隔)桿(space bar)后者觸發(fā)進(jìn)入下一參數(shù)。如要修改參數(shù)，按回車鍵，同時有指示應(yīng)如何輸入?yún)?shù)修改數(shù)據(jù)的信息提示給操作者。參數(shù)必須以2位數(shù)字后跟小數(shù)點，再后面是2位以上數(shù)字(例如08.35)方式進(jìn)入，最后必須是0或5。
如框120所示，操作者可以根據(jù)最近的傳感器檢測值啟動產(chǎn)生電流報告?！皥蟾嬉?guī)定”方式允許操作者選擇經(jīng)電傳打字機(jī)18或調(diào)制解調(diào)器20產(chǎn)生報告。如果選擇調(diào)制解調(diào)器方式，操作者被提示輸入上述框116所用的電話號碼。如果重新開始常規(guī)操作方式被置定，則程序返回示于圖4的框100。
然后回到框130，如果微機(jī)14經(jīng)串行輸入/輸出接口16，從調(diào)制解調(diào)器20檢測到載波信號，則通常的處理中斷，程序操作提示主叫用戶(calling party)輸入相應(yīng)的訪問碼(框132)。然后作一個檢查以確定訪問碼是否有效(框133)。如果無效，則程序轉(zhuǎn)到框128，使程序返回到中斷的那點。通過使用訪問碼，未經(jīng)認(rèn)可的用戶就不能進(jìn)入系統(tǒng)。如果訪問碼有效，則進(jìn)入系統(tǒng)并且顯示主項目單(框120)。
如框121所示，如果由操作者選擇的主項目單是重新開始常規(guī)操作或如果調(diào)制解調(diào)器(它的存在由微機(jī)14在框130中檢測)已經(jīng)脫機(jī)，則程序轉(zhuǎn)到框128而恢復(fù)常規(guī)操作。但，如果操作者確定設(shè)置參數(shù)或補(bǔ)償值，或規(guī)定通過調(diào)制解調(diào)器報告，則如框122所作的檢查所示，操作者被要求輸入?yún)?shù)改變訪問碼(框124)。然后，作一檢查以確定訪問碼是否有效(框125)。如果訪問碼有效，則執(zhí)行主項目單要求(框126)且經(jīng)框120程序返回到主項目單。若訪問碼無效，則將無效參數(shù)改變訪問碼信息顯示給操作者，程序返回到主項目單。現(xiàn)在再回到框122，如果對主項目單的響應(yīng)不涉及設(shè)置參數(shù)或補(bǔ)償值或不涉及規(guī)定經(jīng)調(diào)制解調(diào)器報告，則主項目單要求被執(zhí)行(框126)。
圖7A和圖7B是裝有本發(fā)明的微處理機(jī)控制的接地系統(tǒng)的場所所產(chǎn)生的典型的報警報告。圖7A和7B的報警報告示出產(chǎn)生報警報告的時間和日期。如果圖4 109框中的比較揭示參數(shù)已經(jīng)被超過，則這些報告自動產(chǎn)生。如圖7A和7B所示，報警報告指出了識別出的傳感器，在鑒別出的場所的AC和DC電流浪涌。
雖然本發(fā)明結(jié)合最佳實施例作了敘述，可以理解，本發(fā)明不限于上述已揭示的實施例，恰恰相反，它包括在所附權(quán)項的精神和范圍內(nèi)的種種修改和等價設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種用于具有包括多個接地導(dǎo)體的接地系統(tǒng)的電設(shè)備的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于包括用于監(jiān)視所述多個接地導(dǎo)體的每個導(dǎo)體中的電流的裝置；用于把表示在每個所述接地導(dǎo)體中流過的電流的信號與預(yù)定門限值進(jìn)行比較的處理裝置；用于把表示在每個所述接地導(dǎo)體上監(jiān)測得的電流的信號耦合到所述處理裝置的裝置；所述處理裝置包括響應(yīng)所述用于比較的裝置、啟動產(chǎn)生指示在所述接地導(dǎo)體上電流的報告的裝置；和響應(yīng)所述處理裝置、用于產(chǎn)生所述報告的輸出裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，所述的用于監(jiān)測的裝置包括與所述每一接地導(dǎo)體相聯(lián)系的霍爾效應(yīng)傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，進(jìn)一步包括，耦合到所述用于監(jiān)測的裝置、用以產(chǎn)生表示所述多個導(dǎo)體的每個導(dǎo)體的交流和直流電流浪涌信號的裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生表示在所述多個導(dǎo)體的每個導(dǎo)體中交流和直流電流電平信號的裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，進(jìn)一步包括，耦合到所述用于監(jiān)測的裝置、用以產(chǎn)生表示在所述多個導(dǎo)體的每一個導(dǎo)體上的交流和直流電流電平的信號的裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，所述的用于耦合的裝置包括，用于接收來自所述用于監(jiān)測的裝置的多個輸入和在其輸出端上有選擇地產(chǎn)生一個表示在所述多個接地導(dǎo)體的一個上流動電流的輸出信號的多路轉(zhuǎn)換器裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，所述處理裝置包括，用于控制與每個接地導(dǎo)體有關(guān)的數(shù)據(jù)的接收的掃描裝置，所述的掃描裝置包括耦合到所述多路轉(zhuǎn)換器裝置的、用于識別多個輸入的哪個將被耦合到所述輸出端的裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于進(jìn)一步包括，耦合到所述處理裝置的、用于貯存與所述接地導(dǎo)體的每個導(dǎo)體上流動電流有關(guān)的數(shù)據(jù)的貯存器裝置。
9.如權(quán)利要求1所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于進(jìn)一步包括，用于把所述報告?zhèn)鬏數(shù)竭h(yuǎn)方場所的裝置。
10.如權(quán)利要求1所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，所述多個接地導(dǎo)體的每個導(dǎo)體耦合到一主接地條且與用于產(chǎn)生表示流經(jīng)所述接地導(dǎo)體電流的信號的霍爾效應(yīng)傳感器相聯(lián)系。
11.如權(quán)利要求1所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，所述的處理裝置包括允許操作者啟動接地系統(tǒng)監(jiān)視器控制功能的交互(對話)式裝置。
12.如權(quán)利要求1所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，所述的處理裝置包括用于使操作者能設(shè)置所述預(yù)定門限值的裝置。
13.如權(quán)利要求1所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，所述處理裝置包括，用于調(diào)節(jié)所述表示在所述多個接地導(dǎo)體的每一個導(dǎo)體上流動電流的信號，以補(bǔ)償環(huán)境條件的裝置。
14.如權(quán)利要求1所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，所述電設(shè)備包括完成電話切換工作的裝置。
15.一種用于具有包括多個接地導(dǎo)體的接地系統(tǒng)的電設(shè)備的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，包括用于監(jiān)測在所述多個接地導(dǎo)體的每個導(dǎo)體上流動電流的裝置;用于處理表示在所述接地導(dǎo)體的每個導(dǎo)體上流動電流的信號的裝置;用于把表示在所述每個接地導(dǎo)體上監(jiān)測得的電流的信號耦合到所述處理裝置的裝置;和用于接收來自所述處理裝置的信號、產(chǎn)生表明每個所述接地導(dǎo)體上流動電流的報告的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于進(jìn)一步包括，耦合到所述用于監(jiān)測的裝置、用于產(chǎn)生表示所述多個接地導(dǎo)體的每個導(dǎo)體的交流和直流電流電平信號的裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，所述的用于產(chǎn)生表示在所述多個導(dǎo)體的每個上的交流和直流電流電平信號的裝置包括，用于產(chǎn)生表示在所述多個導(dǎo)體的每個上的交流和直流電流浪涌信號的裝置。
18.如權(quán)利要求15所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，所述用于耦合的裝置包括，用于接收來自所述監(jiān)測裝置的多個輸入并在其輸出端上有選擇地產(chǎn)生一個表示在所述多個接地導(dǎo)體的一個上流動電流的輸出信號的多路轉(zhuǎn)換器裝置。
19.如權(quán)利要求15所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，所述多個接地導(dǎo)體的每個導(dǎo)體耦合到-主接地條且與用于產(chǎn)生表示流經(jīng)所述接地導(dǎo)體電流的信號的霍爾效應(yīng)傳感器裝置相聯(lián)系。
20.如權(quán)利要求1所述的接地系統(tǒng)監(jiān)視器，其特征在于，所述處理裝置包括允許操作者啟動接地系統(tǒng)監(jiān)視器控制功能的交互式裝置。
21.一種在具有包括多個接地導(dǎo)體的接地系統(tǒng)的電設(shè)備中使用的、用于監(jiān)測所述電設(shè)備的接地系統(tǒng)的方法，其特征在于包括下列步驟監(jiān)測在所述多個接地導(dǎo)體的每個上流動的電流;產(chǎn)生表示在每個所述接地導(dǎo)體上流動電流的信號;處理表示在每個所述接地導(dǎo)體上流動電流的信號;和產(chǎn)生表明在每個所述接地導(dǎo)體上流動電流的報告。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述的處理步驟包括把表示在每個所述接地導(dǎo)體上的流動電流的信號與預(yù)定門限值比較的步驟。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括，產(chǎn)生表示所述多個接地導(dǎo)體的每一個的交流和直流電流浪涌的信號的步驟。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括，產(chǎn)生表示在所述多個接地導(dǎo)體的每一個上交流和直流電流電平的信號的步驟。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述的處理步驟包括，控制與每個接地導(dǎo)體有關(guān)的數(shù)據(jù)接收的步驟。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括，貯存與每個所述接地導(dǎo)體上流動電流有關(guān)的數(shù)據(jù)的步驟。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括，把所述報告?zhèn)鬏斨吝h(yuǎn)方場所的步驟。
28.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述的處理步驟包括，允許操作者以交互方式啟動接地系統(tǒng)監(jiān)視器控制功能的步驟。
29.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述的處理步驟包括，調(diào)節(jié)所述表示在所述多個接地導(dǎo)體的每一個上的流動電流的信號，以補(bǔ)償環(huán)境因素的步驟。
全文摘要
一種設(shè)置在例如電話交換站中的、監(jiān)測接地系統(tǒng)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過霍爾效應(yīng)傳感器掃描在主接地條處的大量接地導(dǎo)體以監(jiān)測導(dǎo)體上的交流和直流電流。如果浪涌進(jìn)入電話交換站，該浪涌被耦合到地。微處理機(jī)保證連續(xù)地取出每個接地導(dǎo)體上的電流讀數(shù)。微處理機(jī)把該電流讀數(shù)與預(yù)置參數(shù)比較。如果讀數(shù)超過預(yù)定參數(shù)門限值，則產(chǎn)生列出每個接地導(dǎo)體交、直流電流的報警報告，以允許查出和改正任何發(fā)生的問題。
文檔編號H04M3/22GK1055270SQ9010168
公開日1991年10月9日 申請日期1990年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月24日
發(fā)明者拉洛埃G·皮門塔爾 申請人:?？藘?yōu)-斯坎恩股份有限公司