专利名称：室内墙埋电线无伤检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种室内墙埋电线无伤检测仪，属于室内墙埋电 线检测仪的改造技术。
背景技术：
现有专业装修人员经常要对墙内布线的精确走向有细致了解，
以便对墙内电线进行翻新和维护工作；家庭普通用户经常要在自家墙
面上某一特定区域钻孔打洞，挂上壁画，以装饰家庭环境。但他们却
共同面临工程中的实际难题一一由于没有现成的墙内布线图纸，他们
无法得知电线的精确走向和排布范围。盲目钻墙非常危险，打中墙内
通电导线，轻则损坏电线，重则发生事故，造成人员伤亡。
巿场由此产生了 一种对墙内电线检测仪器的巨大需求，人们希望
在巿场上出现一种低成本，检测精确度高，坚固耐用，无需任何专业
知识就可操作，面向专业用户和家庭普通用户的小型墙内电线智能探
测设备，而近几年飞速发展的无损检测技术和电磁测试理论，则给本
设计的实现带来可能。
无损检测(Non-Destructive Testing, NDT),是指对材料或工件
实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检测手段。通过使
用NDT，能发现材料或工件内部和表面所存在的缺欠，能测量工件的
几何特征和尺寸，能测定材料或工件的内部组成、结构、物理性能和
状态等。电磁敏感度(Electromagnetic Suscept ibi 1 i ty - EMS )测试理 论。EMS测试是通过使用不同的信号源来模拟各种自然和人为电磁现 象的，以此测量产品对电磁现象的敏感特性。EMS在电工技术、电子 技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。
由于缺少专门的墙内通电线缆检测仪器，国内外专业技术人员在 施工和室内装修的过程中常常釆用以下几种类型的方法及相应工具 作为替代
(1) 霍尔效应磁场检测仪使用基于霍尔效应的电流传感器对 通电线缆周围产生的磁场进行感应并输出信号到放大器端，借以判断 通电线缆的位置走向。如产于江苏的HL-IV型霍尔效应磁场测试仪；
(2) 金属探测仪当处于临界振动状态的高频振荡器靠近线缆 时，金属物体产生涡电流，从而使振荡回路中的能量损耗增大、正反 馈减弱、振荡器振荡减弱甚至停止，再通过将这些状态转换成声信息 来反映线缆位置走向。如美国Zircon i700墙体扫描器金属探测仪；
(3) 信号型故障定位测试工具通过在线缆上用发射仪载入固 定频率的信号并使用接收仪器检测墙面同频率信号而确定线缆位置 走向。如美国理想工业公司生产的Sure Test⑧线缆探测仪；
(4) 射线照相探伤仪让X射线和伽马射线穿透墙体并在胶片 上感光，处理感光胶片，得到以不同光学密度方式记录和显示墙体内 部质量密度的射线照相底片，观察得出线缆的位置走向。如比利时 ICM公司(Industrial Control Machines . S. A)的SITE-X工业X 射线机/X光机系列；
(5)超声波检测仪利用超声波在不同物质下的反射、衍射等特性，通过观察显示在超生检测仪上的有关超声波在墙体内部发生的传 播变化，来判定墙体的内部构造，从而得出线缆的位置走向。如瑞士
制造(proceq)的Silver Schmidt BN超声波检测仪;
上面几种仪器存在的缺点是体积庞大、高昂成本、操作困难和使
用安全性欠佳，以至直接影响以上产品在巿场上的推广应用。
虽然国内外的学者和研究人员在电磁理论和电磁检测方面做了
大量的研究工作，但在对建筑物墙体内填埋电线的检测应用研究以及
相应产品至今仍然是空白。
实用新型内容
本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种结构简单，方便 易用，使用安全，检测精确度高的室内墙埋电线无伤检测仪。本实用 新型设计巧妙，轻便实用，价格便宜。
本实用新型的技术方案是包括有传感器模块、多级放大电 路�？椤⒌テ？�、显示模块，其中传感器�？榈氖涑龆擞攵嗉斗� 大电路�？榈氖淙攵肆樱嗉斗糯蟮缏纺？榈氖涑龆擞氲テ？� 的输入端连接，单片机�？榈氖涑龆擞胂允灸？榱�。
上述传感器�？榘ǖ壮募白吧柙诘壮纳系闹辽倭礁龃衅鳎� 传感器�？榈闹嵯蚣负沃嵯呦嗷ゴ砜衅靼ù判炯叭圃诖判就� 侧用于感应磁场、产生电动势的漆包线，两个传感器的漆包线的一端 与多级放大电路模块的输入端连接，两个传感器的漆包线的另一端彼 此连接在一起组成传感器对。
上述两个传感器的轴向几何轴线相互错开90。，且两个传感器的 轴向几何轴线与被测线路之间的夹角为45°。
上述磁芯用铁基非晶合金做出。上述漆包线釆用分层绕在磁芯上。 上述漆包线分6层绕在磁芯上，每层绕50圈。
上述磁芯的两端还设有用于固定漆包线和限制其不超出界限的 限位套。
上述多级放大电路�？榘捎�4个釆用直插式封装的运算
放大器的LM324,四个运算放大器的输出端中的3个分别与单片机AD 转换器的不同输入通道连接，实现了不同灵敏度的分级输入。 上述单片机模块为PIC 16F716单片机。
上述显示�？榘ㄓ杏氲テ？榱拥娜舾筛鯨ED发光二极管。
本实用新型由于釆用无损检测和电磁敏感度测试的结构，不但 能有效保证建筑物改造工程的安全施行，还在使用效果与成本之间达
到最优。本实用新型具有如下优点
(1) 本实用新型突破了两条通电电线之间磁场互相抵消的限 制，研制出基于电磁理论的、能对墙内通电线缆微弱电流信号进行检 测的传感器；
(2) 本实用新型具有滤波功能，对釆样信号(特别是高频信号) 进行干扰抑制，用带通滤波器和数字滤波算法实现工频信号的检测；
(3) 本实用新型具有信号多级放大功能，并有多个信号放大输 出端，满足了不同灵敏度的多级检测要求；
(4) 本实用新型在因环境差异而产生不同强弱信号的情况下， 可釆取手动选择的方式，确定正确的量程。
(5) 无伤墙面，釆用无损检测技术；
(6) 成本低，整机成本控制在1GG元左右，远低于其他设备；(7) 灵敏度高，靠近通电电线时，强度变化显著；
(8) 定位准确，指示位置与电线实际位置误差小，仅为土O. 5CM;
(9) 简单易用，无需任何专业知识即可操作；
(10) 结构简单，坚固耐用；
(ll)安全可靠。无射线、超声波等释放，也不需要在电线上安 装仪器。
本实用新型能够在无需破坏墙体、天花、地板内的情况下精确检 测填埋在其中的电线及其走向，对于未来智能建筑维护、智能加工维 护、用电安全、布线追踪等领域有重要应用价值，是一种设计巧妙， 性能优良，方便实用的室内墙埋电线无伤检测仪。
图i为本实用新型的原理图2为本实用新型传感器�？榈慕峁故疽馔�3为本实用新型传感器�？橹械ジ龃衅鞯慕峁故疽馔迹� 图4为本实用新型中多级放大电路�？榈脑硗迹� 图5为本实用新型单片机模块及显示模块的原理图。
具体实施方式
实施例
本实用新型的结构示意图如图1、 2、 3、 4所示，包括有传感器 �？閘、多级放大电路�？�2、单片机�？�3、显示�？�4，其中传感 器�？�1的输出端与多级放大电路�？�2的输入端连接，多级放大电 路�？�2的输出端与单片机�？�3的输入端连接，单片机�？�3的输 出端与显示�？�4连接。上述传感器�？�1包括底衬11及装设在底衬11上的至少两个 传感器12,传感器12的轴向几何轴线相互错开，传感器12包括磁
芯121及绕在磁芯121外侧用于感应磁场、产生电动势的漆包线122, 两个传感器12的漆包线122的一端与多级放大电路�？�2的输入端 连接，两个传感器12的漆包线122的另一端彼此连接在一起组成传 感器对。
上述两个传感器12的轴向几何轴线相互错开90°，且两个传感 器12的轴向几何轴线与被测线路13之间的夹角为45°。 上述磁芯121用铁基非晶合金做出。 本实施例中，上述漆包线122釆用分层绕在磁芯121上。 本实施例中，上述漆包线122分6层绕在磁芯121上，每层绕
50圈。
上述磁芯121的两端还设有用于固定漆包线122和限制其不超 出界限的限位套123。
本实施例中，上述多级放大电路�？�2包括集成有4个釆用直插
式封装的运算放大器的LM324,四个运算放大器的输出端中的3个分
别与单片机AD转换器的不同输入通道连接，实现了不同灵敏度的分
级输入。放大电路总共分成四级，每一级之间通过电容耦合。
本实施例中，上述单片机�？�3为PIC 16F716单片机。选用 PIC 16F716单片机，单片机内置多通道AD转换器将会减少很多的外 围器件，AD转换器用于驱动LED显示灯的三极管，上电复位延迟电 路等等。部分可以用软件实现的功能，例如按键的防干扰，就使用软 件方式实现，进一步减少外部元器件。因此，单片机部分的电路非常 简单，降低了PCB布线难度、开发成本和制造成本。其电路原理图如图5所示。另外，单片机�？�3还连接有控制�？�5，其包括有控制 按键等。
上述显示�？�4包括有与单片机模块3连接的若干个LED发光
二极管。使用LED发光二极管来显示强度和灵敏度级数，可以降低生
产成本，同时减少损坏的可能性，提高系统可靠性。
PIC 16F716单片机中的AD转换器精度为8位，能够满足现在精
度要求比较低的应用。RBO作为按键的输入。分别把A组和B组一个
端口用于级数指示灯输出，其余B组端口 一对一控制强度指示灯。
强度指示灯用于指示传感器输出的大小。为使产品显示简单易
懂，釆用扁平的发光二极管排成一行，从右到左，随着强度的变大，
越来越多的指示灯会亮起来，使用者可以很直观的知道一一反应变大了。
级数指示灯为了指示传感器输出的放大程度。当检测的强度范围 过大或者过小的时候，可以通过按钮改变当前的级数，级数的改变， 级数灯也同时改变。当级数为"低"时，亮起1盏灯，级数为"中" 时，亮起2盏灯，级数为高时，亮起3盏灯。
控制�？�5中的按键按下O. l秒之后弹起，单片机会对此响应， 会改变当前输入的AD转换通道，切换到另外一级，同时，级数指示 灯会显示对应的状态。单片机会不断地对输入的电压进行抽样和量 化，并且进行统计分析。分析结果会通过强度指示灯输出。
本实用新型的传感器模块1在安装时，其 侧带金属屏蔽层， 起屏蔽干扰的作用。接触感应面釆用类似CT底片的胶片进行封装， 柔韧且耐磨。从传感器内部引出引线插座，方便与放大电路输入口连接。另外，其安装盒表面还设有标识被测量区域正下方电线精确
走向情况的双箭头。
本实用新型在使用时，按如下步骤进行操作 (1 )被测墙面区域内的导线处于通电状态，打开检测仪电源开关；
(2) 将检测仪接触感应面紧贴被测墙面，来回扫荡；
(3) 当指示灯的强度过大或者过小时，则调节放大级数按钮，使 指示灯的强度维持在量程中间处；
(4 )在指示灯的强度达到相对最大时，检测仪上表面双箭头所在 直线即为当前被测量区域(已标识在检测仪的上表面)正下方的电线 精确走向情况；
(5) 用标识工具在场面上进行标识；
(6) 重复步骤1到步骤5，直到把整条墙内通电导线在墙面上描 绘出来。
权利要求1、一种室内墙埋电线无伤检测仪，其特征在于包括有传感器�？�(1)、多级放大电路�？�(2)、单片机�？�(3)、显示�？�(4)，其中传感器�？�(1)的输出端与多级放大电路�？�(2)的输入端连接，多级放大电路模块(2)的输出端与单片机�？�(3)的输入端连接，单片机�？�(3)的输出端与显示�？�(4)连接。
2、 根据权利要求1所述的室内墙埋电线无伤检测仪，其特征在于上述传感器�？�(1 )包括底衬(11 )及装设在底衬(11 )上的至少两个传感器(12),两个传感器(12)的轴向几何轴线相互错开，传感器(12 )包括磁芯(121)及绕在磁芯(121)外侧用于感应磁场、产生电动势的漆包线(122),两个传感器(12)的漆包线(122)的一端与多级放大电路模块(2)的输入端连接，两个传感器(12)的漆包线(122)的另一端彼此连接在一起组成传感器对。
3、 根据权利要求2所述的室内墙埋电线无伤检测仪，其特征在于上述两个传感器(12)的轴向几何轴线相互错开90°,且两个传感器(12)的轴向几何轴线与被测线路(13)之间的夹角为45°。
4、 根据权利要求2所述的室内墙埋电线无伤检测仪，其特征在于上述磁芯(121)用铁基非晶合金做出。
5、 根据权利要求2所述的室内墙埋电线无伤检测仪，其特征在于上述漆包线(122)釆用分层绕在磁芯(121)上。
6、 根据权利要求5所述的室内墙埋电线无伤检测仪，其特征在于上述漆包线(122)分6层绕在磁芯(121)上，每层绕50圈。
7 、根据权利要求2至6任 一 项所述的室内墙埋电线无伤检测仪,其特征在于上述磁芯(121)的两端还设有用于固定漆包线(122)和限制其不超出界限的限位套(123)。
8、根据权利要求7所述的室内墙埋电线无伤检测仪，其特征在于上述多级放大电路�？�(2)包括集成有4个采用直插式封装的运算放大器的LM324,四个运算放大器的输出端中的3个分别与单片机AD转换器的不同输入通道连接，实现了不同灵敏度的分级输入。
9、根据权利要求8所述的室内墙埋电线无伤检测仪，其特征在 于上述单片机�？�(3 )为PIC 16F716单片机。
10、根据权利要求9所述的室内墙埋电线无伤检测仪，其特征 在于上述显示�？�(4 )包括有与单片机�？�(3 )连接的若干个LED 发光二极管。
专利摘要本实用新型是一种室内墙埋电线无伤检测仪。包括有传感器�？�(1)、多级放大电路�？�(2)、单片机模块(3)、显示模块(4)，其中传感器�？�(1)的输出端与多级放大电路�？�(2)的输入端连接，多级放大电路模块(2)的输出端与单片机�？�(3)的输入端连接，单片机�？�(3)的输出端与显示模块(4)连接。本实用新型采用无损检测技术，无伤墙面，成本低，灵敏度高，靠近通电电线时，强度变化显著；且定位准确，指示位置与电线实际位置误差�。鑫�0.5cm；简单易用，无需任何专业知识即可操作；结构简单，坚固耐用，安全可靠，无射线、超声波等释放，也不需要在电线上安装仪器，是一种方便实用的室内墙埋电线无伤检测仪。
文档编号G01V3/02GK201425626SQ20092005420
公开日2010年3月17日 申请日期2009年4月8日 优先权日2009年4月8日
发明者何元烈, 余永权, 伟 江, 江立锋 申请人:广东工业大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
