[發明專利]一種通用型水下機器人供電系統絕緣檢測裝置

在審

• 申請號: 201911276540.1
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN112986777A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 翟新寶;孔范東;張奇峰;何震;范云龍;張運修
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G01R31/14
• 分類號: G01R31/14;G01R1/30;G01R1/18;G01R1/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.一種通用型水下機器人供電系統絕緣檢測裝置，其特征在于：絕緣檢測電路，所述絕緣檢測電路的檢測輸入端子的一端與直流供電系統的負極連接，所述絕緣檢測電路的檢測輸入端子的另一端接地，即與水下機器人的外殼結構框架連接。

2.根據權利要求1所述的一種通用型水下機器人供電系統絕緣檢測裝置，其特征在于，所述絕緣檢測電路包括順序連接的接地電流檢測電路(1)、濾波限幅電路(2)、差分放大電路(3)、隔離放大電路(4)、差分信號轉單端信號電路(5)、有源低通濾波電路(6)。

3.根據權利要求1或2所述的一種通用型水下機器人供電系統絕緣檢測裝置，其特征在于，所述絕緣檢測電路包括：

所述接地電流檢測電路(1)，用于檢測直流供電系統回路與外殼的絕緣關系，將通過外殼所產生的接地電流轉換為電壓信號送入濾波限幅電路(2)；

所述濾波限幅電路(2)，用于將接地電流轉換的電壓信號進行濾波和限幅后，送入差分放大電路(3)；

所述差分放大電路(3)，用于將濾波限幅電路(2)輸出的電壓信號進行放大后輸出；

所述隔離放大電路(4)，用于將放大后的電壓信號進行電源和信號的隔離，將被檢對象與輸出模擬信號進行電氣隔離；

所述差分轉單端信號電路(5)，用于將隔離放大電路(4)輸出的差分信號轉為單端信號輸出；

所述有源低通濾波電路(6)，用于將單端信號進行濾波，消除高頻干擾后輸出模擬電壓值。

4.根據權利要求2所述的一種通用型水下機器人供電系統絕緣檢測裝置，其特征在于，還包括直流轉換隔離電源和線性穩壓電路(7)；所述直流轉換隔離電源和線性穩壓電路(7)與電源連接，還與電流檢測電路(1)、差分放大電路(3)、隔離放大電路(4)連接。

5.根據權利要求4所述的一種通用型水下機器人供電系統絕緣檢測裝置，其特征在于，所述直流轉換隔離電源和線性穩壓電路(7)包括第一隔離電源、第二隔離電源和線性穩壓芯片；

所述第一隔離電源輸入端與電源連接，輸出端與電流檢測電路(1)的供電端連接；

所述第二隔離電源輸入端與電源連接，輸出端與差分放大電路(3)的供電端連接；

所述線性穩壓芯片輸入端與第二隔離電源輸出端連接，線性穩壓芯片輸出端與隔離放大電路(4)的供電端連接。

6.根據權利要求5所述的一種通用型水下機器人供電系統絕緣檢測裝置，其特征在于，所述線性穩壓芯片為低壓差線性穩壓器。

7.根據權利要求3所述的一種通用型水下機器人供電系統絕緣檢測裝置，其特征在于，直流轉換隔離電源和線性穩壓電路(7)包括：

所述第一隔離電源將電源5V轉換為12V給電流檢測電路(1)供電；

所述第二隔離電源將電源5V轉換為±9V給電流檢測電路(1)供電；

所述線性穩壓芯片將9V轉換為5V給隔離放大電路(4)供電。

8.根據權利要求2所述的一種通用型水下機器人供電系統絕緣檢測裝置，其特征在于，所述隔離放大電路(4)為TI增強型隔離放大器；所述隔離放大電路(4)輸入側的供電端與線性穩壓芯片輸出端連接，所述隔離放大電路(4)輸出側的供電端與電源連接。

9.根據權利要求2所述的一種通用型水下機器人供電系統絕緣檢測裝置，其特征在于，所述差分轉單端信號電路為軌至軌輸入輸出放大器。

10.一種通用型水下機器人供電系統絕緣檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

接地電流檢測電路(1)檢測直流供電系統回路與外殼的絕緣關系，將通過外殼所產生的接地電流轉換為電壓信號送入濾波限幅電路(2)；

濾波限幅電路(2)將接地電流轉換的電壓信號進行濾波和限幅后，送入差分放大電路(3)；

差分放大電路(3)將濾波限幅電路(2)輸出的電壓信號進行放大后輸出；

隔離放大電路(4)將放大后的電壓信號進行電源和信號的隔離，將被檢對象與輸出模擬信號進行電氣隔離；

差分轉單端信號電路(5)將隔離放大電路(4)輸出的差分信號轉為單端信號輸出；

有源低通濾波電路(6)將單端信號進行濾波，消除高頻干擾后輸出模擬電壓值；

根據所述模擬電壓值進行判斷：所述模擬電壓值在0～2.5V之間，該值從小到大表示供電系統絕緣電阻值從≥100MΩ到≤0.05MΩ變化；0V表示水下機器人供電系統絕緣狀況好，絕緣電阻值≥100MΩ；2.5V表示供電系統絕緣狀況不好，絕緣電阻值≤0.05MΩ。