技术领域
[0001] 本实用新型涉及电器检测技术领域，具体而言涉及一种单项用电器检测系统。
背景技术
[0002] 随着全国人居生活
水平的提高，人们对用电器的需求随之增加。当前社会中
电子化，信息化已经随处可见。智能
电网也是我国，乃至国外其他国家的研究方向。当前许多人家的耗电量持续增加，但这些用电器并不是持续需要使用。而电
力是一个有多个子系统，多种电器设备组成的复杂系统，由于电器产品本身技术十分复杂，非专业检测机构无法准确判断电气设备的内在
质量和电气性能，因此，发展电气检测对于提高电气设备质量和保障电力安全，具有重要意义。
[0003] 此外，不同的电器，性能需求不同，大到核电，小到微小用电器他们性能检测指标都要求十分严格。如核电这类的对电器的检测要求极其高，因为微小的误差，可能会引起多米诺反应，最终导致巨大的损失。
[0004] 检测技术可以为交易双方和社会公众提供判定产品质量是否符合相关技术标准。目前电器的构造越来越复杂，非专业人士无法判定好坏，若缺少专业技术，具有公信力的检测系统对产品进行严格把关，会导致不合格产品流通。
实用新型内容
[0005] 本实用新型目的在于提供一种单项用电器检测系统，通过检测电器电源线上的
电流、
电压，判断检测电器的用电情况，将检测结果存储至
存储器中、或者发送至用户终端做进一步学习分析；只有当红外
传感器探测到有人员接近时，显示屏才会显示检测结果，节约显示屏的能耗；当检测系统松脱、跌落或者被剧烈摇晃时，灯带发光警示；实时采集用电器所处环境的温湿度，判断用电环境是否安全；当连接有多个用电器时，通过周期性逐一检测电器的用电情况，对检测结果做进一步学习分析，识别用电器类型、判断用电器工作状态等情况。本实用新型能够快速、实时地检测用电器的瞬间电流值、瞬间电压值，通过计算得到用电器的瞬时功率、耗电量等参数，同时，能够逐一对多个用电器的用电情况进行采集，减少测量成本。
[0006] 为达成上述目的，结合图1，本实用新型提出一种单项用电器检测系统，所述系统包括壳体、电源
接口、电源模
块、用电器电源线接口、检测装置、存储器、处理器、显示屏、
无线通信模块、灯带、振动传感器、红外传感器、温
湿度传感器。
[0007] 所述壳体呈长方体状，所述电源模块、振动传感器、红外传感器、检测装置、存储器、处理器均安装在壳体内，所述电源接口、用电器电源线接口分别安装在壳体相对的两个侧面上，所述显示屏设置在壳体上表面上。
[0008] 所述壳体上表面边缘部分设置有环状凹槽，灯带安装在环状凹槽内，环状凹槽上方设置有透明防护罩。
[0009] 所述电源模块通过电源接口接入市电，将市电电压转换成灯带、振动传感器、红外传感器、显示屏、检测装置工作所需电压。
[0010] 所述检测装置通过用电器电源线接口与若干个用电器的电源线电连接。
[0011] 所述检测装置根据外部控制指令检测与之连接的任意一个用电器的工作电流和工作电压，将检测结果发送至处理器，所述处理器将检测结果存储至存储器。
[0012] 所述红外传感器用以探测
指定区域内是否有人，将探测结果发送至处理器。
[0013] 所述处理器被设置成响应于指定区域内有人，将存储器中的存储数据通过显示屏以显示。
[0014] 所述振动传感器用以探测壳体的振动幅度，将探测结果发送至处理器。
[0015] 所述处理器被设置成响应于壳体的振动幅度大于设定振动幅度，驱使灯带发出亮光。
[0016] 所述处理器通过无线通信模块与一用户终端进行数据交互，处理器根据外部控制指令将存储器中的存储数据发送至用户终端。
[0017] 所述温湿度传感器用于探测所处环境的实时
温度、实时湿度，将探测结果发送至处理器，处理器将温湿度传感器探测到的实时温度、实时湿度通过显示器以显示。
[0018] 检测装置通过用电器电源线接口与若干个用电器的电源线电连接，继而根据外部控制指令检测与之连接的任意一个用电器的工作电流和工作电压，将检测结果发送至处理器，所述处理器将检测结果存储至存储器或者通过无线通信模块发送至用户终端，如手机、PC机、平板等，做进一步的学习分析。
[0019] 具体的，本系统通过测量用电器的瞬时电压、瞬时电流，计算用电器的功率、能耗等，考虑到不同环境下电压和电流值都是不同的，本系统将前述特征参量结合在一起，计算用电器的阻抗，进而确定是哪种用电器。
[0020] 电容器的容抗是：Xc＝-j1/(ωC)；
[0021] 电感的感抗是：Xl＝jωL；
[0022] 总的电抗是：X＝jωL-j1/(ωC)；
[0023] 总阻抗是：Z＝r+jX＝R+jωL-j/(ωC)。
[0024] 每种用电器的阻抗值都是一定的，它不随电压电流改变而改变，因此可以将阻抗作为作为按参考特征参量，处理器可以根据接入
电路的总
电阻值来区分用电器的工作状态。
[0025] 本实用新型提出的单项用电器检测系统可以直接接在
家用电器所在的插座上使用，其壳体呈长方体状，上表面设置有显示屏，通过显示屏以显示检测到的瞬时电压、瞬时电流，使用户快速了解检测结果。
[0026] 为了节约显示屏的能耗，壳体内还按照有一红外传感器，红外传感器的探测头设置在壳体外侧，用以检测一指定区域是否有人，如果有人，显示屏显示存储器内存储的检测结果，否则，显示屏关闭，不显示任何内容。
[0027] 壳体上还设置有振动传感器，当壳体的振动幅度超过设定
阈值时，例如检测系统跌落、晃动、松脱时，处理器驱动设置在壳体上表面的灯带发光，以警示用户，避免检测结果错误。
[0028] 另外，适宜的温湿度有利于电器的用电安全、延长用电器的使用寿命，为此，壳体上还设置有温湿度传感器，用以探测电器所处环境的温度、湿度，避免温湿度导致的用电
风险。
[0029] 同样的，温湿度是否显示根据显示屏的工作状态决定，当红外传感器探测到有人员进入指定区域，处理器从存储器中读取检测到的瞬时电压、瞬时电流，以及从温湿度传感器中读取检测到的实时温度、实时湿度，将读取结果一起传送至显示屏处显示给用户。
[0030] 以上本实用新型的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于：
[0031] 1)通过检测电器电源线上的电流、电压，判断检测电器的用电情况，将检测结果存储至存储器中、或者发送至用户终端做进一步学习分析。
[0032] 2)只有当红外传感器探测到有人员接近时，显示屏才会显示检测结果，节约显示屏的能耗。
[0033] 3)当检测系统松脱、跌落或者被剧烈摇晃时，灯带发光警示。
[0034] 4)实时采集用电器所处环境的温湿度，判断用电环境是否安全。
[0035] 5)当连接有多个用电器时，通过周期性逐一检测电器的用电情况，对检测结果做进一步学习分析，识别用电器类型、判断用电器工作状态等情况，减少测量成本。
[0036] 应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。
[0037] 结合
附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、
实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
[0038] 附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
[0039] 图1是本实用新型的单项用电器检测系统的结构示意图。
[0040] 图2是本实用新型的单项用电器检测系统的其中一种连接方式示意图。
[0041] 图3是本实用新型的检测装置的结构示意图。
[0042] 图4是本实用新型的第一A/D转换器的结构示意图。
具体实施方式
[0043] 为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
[0044] 结合图1，本实用新型提出一种单项用电器检测系统，所述系统包括壳体1、电源接口、电源模块、用电器电源线接口、检测装置、存储器、处理器、显示屏2、无线通信模块、灯带7、振动传感器5、红外传感器4、温湿度传感器6。
[0045] 所述壳体1呈长方体状，所述电源模块、振动传感器5、红外传感器4、检测装置、存储器、处理器均安装在壳体1内，所述电源接口、用电器电源线接口分别安装在壳体1相对的两个侧面上，所述显示屏2设置在壳体1上表面上。
[0046] 所述壳体1上表面边缘部分设置有环状凹槽，灯带7安装在环状凹槽内，环状凹槽上方设置有透明防护罩，透明防护罩用以保护灯带7安全，同时防尘防水。
[0047] 所述电源模块通过电源接口接入市电，将市电电压转换成灯带7、振动传感器5、红外传感器4、显示屏2、检测装置工作所需电压。
[0048] 所述检测装置通过用电器电源线接口与若干个用电器的电源线电连接。
[0049] 所述检测装置根据外部控制指令检测与之连接的任意一个用电器的工作电流和工作电压，将检测结果发送至处理器，所述处理器将检测结果存储至存储器。
[0050] 所述红外传感器4用以探测指定区域内是否有人，将探测结果发送至处理器。
[0051] 所述处理器被设置成响应于指定区域内有人，将存储器中的存储数据通过显示屏2以显示。
[0052] 所述振动传感器5用以探测壳体1的振动幅度，将探测结果发送至处理器。
[0053] 所述处理器被设置成响应于壳体1的振动幅度大于设定振动幅度，驱使灯带7发出亮光。
[0054] 所述处理器通过无线通信模块与一用户终端进行数据交互，处理器根据外部控制指令将存储器中的存储数据发送至用户终端。
[0055] 所述温湿度传感器6用于探测所处环境的实时温度、实时湿度，将探测结果发送至处理器，处理器将温湿度传感器6探测到的实时温度、实时湿度通过显示器以显示。
[0056] 优选的，所述处理器采用At8952。
[0057] 图2是本实用新型的单项用电器检测系统的其中一种连接方式示意图。单项用电器检测系统一端连接市电，对检测系统中各模块供电，另一端可以直接接在家用电器所在的插座上使用。
[0058] 检测装置通过用电器电源线接口与若干个用电器的电源线电连接，继而根据外部控制指令检测与之连接的任意一个用电器的工作电流和工作电压，将检测结果发送至处理器，所述处理器将检测结果存储至存储器或者通过无线通信模块发送至用户终端，如手机、PC机、平板等，做进一步的学习分析。
[0059] 具体的，本系统通过测量用电器的瞬时电压、瞬时电流，计算用电器的功率、能耗等，考虑到不同环境下电压和电流值都是不同的，本系统将前述特征参量结合在一起，计算用电器的阻抗，进而确定是哪种用电器。
[0060] 将运算量较大的学习分析步骤放在用户终端进行，一方面，可以减小检测系统的整体体积，减小运算量，提高检测效率，另一方便，学习分析步骤可以由用户在终端自行操作决定何时执行，执行结果直接通过用户终端的显示屏显示给用户，便于用户查看。
[0061] 本实用新型提供了其中一种检测装置的结构。
[0062] 结合图3，所述检测装置包括电流检测回路和电压检测回路，电流检测回路包括依次电连接的电流互感器、第一
整流器、电压转换单元、第一A/D转换器，电压检测回路包括依次电连接的电压互感器、第二整流器、降压单元、第二A/D转换器。
[0063] 所述电流互感器和电压互感器的输入端与电器电源线接口电连接，所述第一A/D转换器和第二A/D转换器的输出端与处理器电连接。
[0064] 所述电流互感器用于检测电器电源线接口上经过的电流
信号，将检测到的电流信号发送至第一整流器进行整流；所述电压转换单元将所述第一整流器整流后的电流信号转换成电压信号，将转换生成的电压信号发送至第一A/D转换器进行
数模转换；所述第一A/D转换器将转换成的第一数字电压信号发送至处理器。
[0065] 所述电压互感器用于检测电器电源线接口上经过的电压信号，将检测到的电压信号经降压单元降压后发送至第二A/D转换器进行数模转换，所述第二A/D转换器将转换生成的第二数字电压信号发送至处理器。
[0066] 进一步的，所述整流器采用半波整流器。
[0067] 结合图4，所述第一A/D转换器包括比较器、D/A转换电路、
逐次逼近寄存器、置数选择
逻辑电路。
[0068] 所述比较器具有两个输入端和一个输出端，比较器的两个输入端分别与电压转换单元的输出端、D/A转换电路的输出端电耦合。
[0069] 所述置数选择逻辑电路包括一个输入端、一个输出端、三个功能信号端，置数选择逻辑电路的输入端与比较器的输出端电耦合，输出端与逐次逼近寄存器的输入端电耦合，三个功能信号端分别为用以输入启动
控制信号的第一信号端、用以输入
时钟信号的第二信号端、用以输出转换结束信号的第三信号端。
[0070] 所述逐次逼近寄存器包括两个输出端，其中一个输出端连接D/A转换电路，另一个输出端连接处理器。
[0071] 图4为逐次逼近型的结构图。第一A/D转换器是以D/A转换器为
基础，加上比较器、逐次逼近寄存器、置数选择逻辑电路及时钟等组成。其转换原理如下：
[0072] 在启动信号控制下，首先置数选择逻辑电路，给逐次逼近寄存器最高
位置“1”，经D/A转换电路转换成模拟量后与输入模拟量进行比较，电压比较器给出比较结果。如果输入量大于或等于经D/A转换电路变换后输出的量，则比较器为1，否则为0，置数选择逻辑电路根据比较器输出的结果，
修改逐次逼近寄存器中的内容，使其经D/A转换电路变换后的模拟量逐次逼近输入模拟量。这样经过若干次修改后的
数字量，便是A/D转换结果的量。
[0073] 优选的，第二A/D转换器和第一A/D转换器的结构相同。
[0074] 为了节约显示屏2的能耗，壳体1内还按照有一红外传感器4，红外传感器4的探测头设置在壳体1外侧，用以检测一指定区域是否有人，如果有人，显示屏2显示存储器内存储的检测结果，否则，显示屏2关闭，不显示任何内容。
[0075] 壳体1上还设置有振动传感器5，当壳体1的振动幅度超过设定阈值时，例如检测系统跌落、晃动、松脱时，处理器驱动设置在壳体1上表面的灯带7发光，以警示用户，避免检测结果错误。
[0076] 另外，适宜的温湿度有利于电器的用电安全、延长用电器的使用寿命，为此，壳体1上还设置有温湿度传感器6，用以探测电器所处环境的温度、湿度，避免温湿度导致的用电风险。
[0077] 进一步的，所述单项用电器检测系统包括一控制面板3，用以输入外部控制指令。控制面板3包括控制旋钮、控制按钮、数字小
键盘中的一种或者多种，外部控制命令包括启动检测系统、对用电器进行检测、设置检测系统的工作参数、翻看存储器中存储的历史数据等操作所需要的控制指令。
[0078] 优选的，所述控制面板3设置在壳体1上表面，其上方设置有一滑盖8，滑盖8用以保护控制面板3的安全，另外还可以防止误操作。
[0079] 在一些例子中，当插座上存在多个用电器时，检测装置依次对每个用电器的用电情况进行检测，具体的，所述检测装置具有设定部，所述设定部用以设定每个用电器的单次持续检测时间。
[0080] 所述检测装置根据外部控制指令按照设定的单次持续检测时间依次检测与之连接的每个用电器的工作电流和工作电压，将检测结果发送至处理器，所述处理器将检测结果存储至存储器。
[0081] 优选的，单次持续检测时间不超过1分钟。
[0082] 在另一些例子中，所述单项用电器检测系统包括过流保护模块，所述过流保护模块与处理器电连接，用以保护检测系统的用电安全。
[0083] 在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。
[0084] 虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视
权利要求书所界定者为准。
