[实用新型]霍尔灯光信号及电器负载监测器

说明书

本实用新型涉及一种监视检测车辆、船舶、航标灯及公路、铁路信号灯等交通工具与器材的照明和灯光信号系统以及某些电器负载的工作（故障）状态的装置。

车辆、船舶、航标灯及公路、铁路信号灯等交通工具和器材的灯光信号对于维护交通安全有着重要的意义。尤以交通工具，至今还未设置灯光信号工作（故障）状态监测装置。而某些如太阳能或发电机充电设备，电磁开关，电磁阀等工作（故障）状态，也需一种监视检测装置。

近来已有资料介绍了这方面的内容。如：

1、小汽车照明灯损坏指示器－－《实用电子文摘》1987年第4期P71（四川）

2、汽车灯监视器－－《实用电子文摘》1987年第5期P124（四川）

3、车灯故障探测器－－《实用电子文摘》1987年第6期P118（四川）

以及“交通工具灯光信号故障显示器”（专利号89 2 076429）

上述资料较典型地介绍了对灯丝电流的检测采用电阻或干簧继电器或零序互感器传感方式。采用电阻传感的缺点是取样电阻有压降和功耗，且过荷易损。干簧继电器则在振动较剧的场合，易破裂及产生误动作。零序互感器必须接入两组对称的灯丝电路，这在某些只有一个接线端的电路里会给使用带来困难。而且前两种检测方式不适合交流电路使用。

实际使用中，如汽车灯光线路常为二至四只灯，分车箱前后左右安装，而经过灯具开关一般常为一根灯线，采用零序互感器，会使灯线数量增加一倍，给安装带来不便。而使用干簧继电器或电阻传感，也存在灵敏度控制和压降功耗等问题。

本实用新型的目的是为灯光信号及电器负载的工作（故障）状态的监视和检测提供一种（1）安装使用简便，有较强的抗震动和过载能力；（2）通用性强，能适用于交、直流两种电源的负载；（3）具有工作和故障状态的可视性显示和可闻性故障报警的监测装置。

本实用新型由霍尔电流传感器和工作（故障）状态显示器组成，被监测电器负载的工作电流流过霍尔电流传感器，霍尔电流传感器根据其流过电流的大小送出不同的控制信号去控制工作（故障）状态显示器，由工作（故障）状态显示器显示出被监测电器负载的工作（故障）状态，其要点在于霍尔电流传感器由电磁感应线圈和霍尔集成电路组成。

图1为本实用新型的组成框图。图中R_L为被监测电器负载；SA为开关；1为霍尔电流传感器；2为工作（故障）状态显示器；FU为保险丝；X₁、X₂为被监测电路接线端；X3、X4为检测电路电源接线端。

被监测电器负载的工作电流流过霍尔电流传感器中的铁芯电磁感应线圈，并以电流的大小在铁芯气隙中产生适合霍尔集成电路工作特性要求的不同程度的磁感应强度。如霍尔开关集成电路的导通点磁感应强度Bop和截止点磁感应强度Brp，霍尔线性集成电路线性工作区的磁感应强度BQ。霍尔集成电路以磁感应强度的大小送出不同的控制信号。

由于霍尔集成电路的输出控制信号可与TTL、CMOS等数字和模拟电路兼容，故不仅可用以产生工作（故障）状态的声光显示，还可以与计算机，自控系统，无线电发讯系统配合使用。

霍尔电流传感器不仅适合直流电路对电器负载工作电流的检测。还适用于低压交流工频供电的电器负载工作电流的检测。因此被监测电路与检测电路须隔离，并应有良好的绝缘性能。而本实用新型采用的霍尔电流传感器是一种电磁转换检测方式的传感器，可方便地将被监测电路与检测电路隔离，并可作到较好的绝缘。

本实用新型电磁感应线圈的铁芯气隙可以作成能够调节的，这在需要对磁感应强度进行调整的电路中十分有用。图2是这类传感器中铁芯气隙可调的一种结构图。图2中a为铁芯；b为线圈框架；c为紧固及磁极螺栓；d为铁芯气隙调节螺栓；e为固定霍尔元件塑料件；f为霍尔元件。

电磁感应线圈匝数的计算公式

B·Lo＝12.6N·I（DC）

B·Lo＝17.8N·I（AC）

式中：B～铁芯气隙中磁感应强度；GS

Lo～铁芯气隙距离；mm

N～线圈匝数；匝

I～流过线圈的电流；A

公式的导出在此省略。

由于采用了上述方案，与现有技术中采用串联电阻传感方式相比，电磁感应线圈无压降无功耗，在负载出现短时不易损坏。与采用干簧继电器传感方式相比，抗震动能力强且不会产生误动作。与采用零序互感器传感方式相比，其体积小、安装方便、接线简单。而且电磁感应线圈和霍尔集成电路组成的霍尔电流传感器，对交直流电源的负载均可适用。