用于外井盖监测的地磁金属复合感应开关、外井盖监测系统

摘要

本发明公开了一种用于外井盖监测的地磁金属复合感应开关、外井盖监测系统，包括：外套，电路板和线缆接头；外套内部设有空腔，电路板通过卡接部件卡接在外套的空腔内部；线缆接头通过转接头固定在外套上；电路板上集成磁阻传感器组成的电路；外套通过螺套固定于二层井盖上，二层井盖为树脂井盖，外井盖为铸铁井盖；外套、螺套、卡接部件、线缆接头和转接头均采用不含铁磁成分的材料制成。本发明有益效果：不需要与上层井盖接触就能监测上层井盖的存在与否，解决了以往监测设备容易损坏而返修率的缺点。感应开关整体密封处理，恰能适应现场泥沙、污水、雨水、开盖人员野蛮施工的环境。

权利要求

1.一种用于外井盖监测的地磁金属复合感应开关，其特征在于，包括：外套，电路板和线缆接头；

所述外套内部设有空腔，所述电路板通过卡接部件卡接在外套的空腔内部；所述线缆接头通过转接头固定在外套上；所述电路板集成磁阻传感器；

所述外套通过螺套固定于二层井盖上，所述二层井盖为树脂井盖，所述外井盖为铸铁井盖；所述外套、螺套、卡接部件、线缆接头和转接头均采用不含铁磁成分的材料制成；

所述外套的空腔外侧设有环形卡槽，所述环形卡槽内设有环形卡圈或者非铁磁性挡圈，所述电路板通过环形卡圈或者非铁磁性挡圈卡接在空腔内；所述环形卡圈或者非铁磁性挡圈采用不含铁磁成分的材料制成；

所述线缆接头通过丝堵转接实现与外套的连接；所述丝堵的外螺纹与外套的内螺纹连接，丝堵的内螺纹与线缆接头连接；所述丝堵采用不含铁磁成分的材料制成；所述丝堵与外套之间设有O型圈，线缆接头与丝堵之间设有密封胶垫；

所述螺套为法兰外六角螺母。

2.一种用于外井盖监测的地磁金属复合感应开关，其特征在于，包括：外套，电路板和线缆接头；

所述外套内部设有空腔，所述电路板通过卡接部件卡接在外套的空腔内部；所述线缆接头通过转接头固定在外套上；所述电路板集成磁阻传感器；

所述外套通过螺套固定于二层井盖上，在所述外井盖的背面固定有钢圈；所述钢圈的大小要保证能够覆盖所述电路板所对应的区域；

所述二层井盖为树脂井盖，所述外井盖为非铸铁井盖；所述外套、螺套、卡接部件、线缆接头和转接头均采用不含铁磁成分的材料制成；

所述外套的空腔外侧设有环形卡槽，所述环形卡槽内设有环形卡圈或者非铁磁性挡圈，所述电路板通过环形卡圈或者非铁磁性挡圈卡接在空腔内；所述环形卡圈或者非铁磁性挡圈采用不含铁磁成分的材料制成；

所述线缆接头通过丝堵转接实现与外套的连接；所述丝堵的外螺纹与外套的内螺纹连接，丝堵的内螺纹与线缆接头连接；所述丝堵采用不含铁磁成分的材料制成；所述丝堵与外套之间设有O型圈，线缆接头与丝堵之间设有密封胶垫；

所述螺套为法兰外六角螺母。

3.如权利要求2所述的一种用于外井盖监测的地磁金属复合感应开关，其特征在于，还包括：磁铁套和磁铁；

所述磁铁套两端开口但不形成通孔，所述磁铁固定于磁铁套其中一端的开口内，所述钢圈在设定位置断开，钢圈断开的两端分别插入磁铁套两端的开口内。

4.一种外井盖监测系统，其特征在于，包括：权利要求1-3任一项所述的地磁金属复合感应开关，所述地磁金属复合感应开关的电路板通过线缆与采集器、主机和监控中心依次串联连接。

说明书

用于外井盖监测的地磁金属复合感应开关、外井盖监测系统

技术领域

[0001] 本发明涉及监测装置相关技术领域，具体的说，是涉及一种应用于外井盖监测的地磁金属复合感应开关、外井盖监测系统。

背景技术

[0002] 为了防止井盖失盗，非法入井，电力人井往往装配两个井盖，上层用强度高的铸铁井盖，下层用轻便的树脂井盖，在下层井盖上增加了一系列的监测、电控装置，具备远程状态监测等功能。但上层井盖即使有锁也还是容易丢失，造成让二层树脂井盖直接暴露在外面，很容易造成破坏。

[0003] 目前，市面已经有的安装于下层井盖上的监测装置，用来监测上层井盖是否掀起、破坏，起到上盖丢失下盖报警的作用。用来监测的装置有行程开关式、有干簧管式，行程开关式监测开关属于外盖接触式开关，存在安装困难、现场应用时容易破坏、受泥沙污水影响而返修频率高的缺点。干簧管虽然是非接触式开关，但容易受到外界震动而误动作的现象，甚至感应距离近、上盖需要装磁铁等特点而导致此方案受限。

[0004] 另外还出现的众多电子检测的外盖的技术。但也或多或少的存在些缺陷。比如：

[0005] 现有技术公开了通过红外探测器以及超声探测器来监测外盖是否移位是否存在，但是该方法都因为忽视现场的应用环境而存在两个问题：一是防水问题：探测器、控制器、摄像头、无线收发器等都是通过连线连接，仅提到了排水，但没提及如何防水，在隧道特别潮湿的环境下，防水密封做不好很难持久工作。二是泥沙问题：上盖是可以漏水漏泥沙的，安装时间久后就会因为雨水泥沙的影响而覆盖探测器的上表面，最终导致两个探测器的失效。因此以上产品的返修率必定很高，难以大量应用。

[0006] 现有技术公开了利用磁阻传感器来检测上层铸铁井盖，虽然在密封防水技术上能够满足现场环境，但设备是固定于上盖下方的井壁上，磁阻传感器因为距离上方铸铁井圈很近，容易受其干扰，从而导致反应不够灵敏。另外，上述方法只能感应铸铁井盖，如果上层井盖是水泥或树脂井盖，只能束手无策了。

发明内容

[0007] 本发明的目的就是为了解决上述问题，提供了一种应用于外井盖监测的地磁金属复合感应开关、外井盖监测系统，不需要与上层井盖接触就能监测上层井盖存在与否，既能适应现场雨水泥沙恶劣环境，解决了以往监测设备容易损坏而返修率高的缺点，同时也提出了非铸铁井盖能够适应此感应开关的解决措施。

[0008] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0009] 本发明公开了一种用于外井盖监测的地磁金属复合感应开关，包括：外套，电路板和线缆接头；

[0010] 所述外套内部设有空腔，所述电路板通过卡接部件卡接在外套的空腔内部；所述线缆接头通过转接头固定在外套上；所述电路板集成磁阻传感器；

[0011] 所述外套通过螺套固定于二层井盖上，所述二层井盖为树脂井盖，所述外井盖为铸铁井盖；所述外套、螺套、卡接部件、线缆接头和转接头均采用不含铁磁成分的材料制成。

[0012] 由于外井盖为铸铁井盖，铸铁井盖是铁磁材料，不需要做任何的处理，而能直接被磁阻传感器测到。一旦上层井盖掀起，磁场的变化引起感应开关输出开关值的变化，通过采集开关值的变化，便能够获知外井盖是否开启。

[0013] 进一步地，所述外套的空外侧设有环形卡槽，所述环形卡槽内设有环形卡圈或者非铁磁性挡圈，所述电路板通过环形卡圈或者非铁磁性挡圈卡接在空腔内；所述环形卡圈或者非铁磁性挡圈采用不含铁磁成分的材料制成。

[0014] 进一步地，在所述线缆接头与转接头之间以及转接头与外套之间均设置密封圈。这样能够保证电路板内部的密封问题，防止水与潮气进入而导致开关失效。

[0015] 进一步地，所述线缆接头通过丝堵转接实现与外套的连接；所述丝堵的外螺纹与外套的内螺纹连接，丝堵的内螺纹与线缆接头连接；所述丝堵采用不含铁磁成分的材料制成。

[0016] 进一步地，所述丝堵与外套之间设有O型圈，线缆接头与丝堵之间设有密封胶垫。保证了线缆接头内部的防水防潮效果。

[0017] 进一步地，所述螺套为法兰外六角螺母。

[0018] 本发明还公开了另外一种用于外井盖监测的地磁金属复合感应开关，包括：外套，电路板和线缆接头；

[0019] 所述外套内部设有空腔，所述电路板通过卡接部件卡接在外套的空腔内部；所述线缆接头通过转接头固定在外套上；所述电路板集成磁阻传感器；

[0020] 所述外套通过螺套固定于二层井盖上，在所述外井盖的背面固定有钢圈；所述钢圈的大小要保证能够覆盖所述电路板所对应的区域；

[0021] 所述二层井盖为树脂井盖，所述外井盖为非铸铁井盖；所述外套、螺套、卡接部件、线缆接头和转接头均采用不含铁磁成分的材料制成。

[0022] 由于外井盖为非铸铁井盖，为了能让开关动作，所以在外井盖的背面固定钢圈；钢圈的大小要保证能够覆盖设于二层井盖上的地磁金属复合感应开关所对应的区域。一旦上层井盖掀起，磁场的变化会引起感应开关输出开关值的变化，通过采集开关值的变化，便能够获知外井盖是否开启。

[0023] 进一步地，为了增加非铸铁井盖的铁磁性，还包括：磁铁套和磁铁；

[0024] 所述磁铁套两端开口但不形成通孔，所述磁铁固定于磁铁套其中一端的开口内，所述钢圈在设定位置断开，钢圈断开的两端分别插入磁铁套两端的开口内。

[0025] 进一步地，所述外套的空外侧设有环形卡槽，所述环形卡槽内设有环形卡圈或者非铁磁性挡圈，所述电路板通过环形卡圈或者非铁磁性挡圈卡接在空腔内；所述环形卡圈或者非铁磁性挡圈采用不含铁磁成分的材料制成。

[0026] 进一步地，在所述线缆接头与转接头之间以及转接头与外套之间均设置密封圈。这样能够保证电路板内部的密封问题，防止水与潮气进入而导致开关失效。

[0027] 进一步地，所述线缆接头通过丝堵转接实现与外套的连接；所述丝堵的外螺纹与外套的内螺纹连接，丝堵的内螺纹与线缆接头连接；所述丝堵采用不含铁磁成分的材料制成。

[0028] 进一步地，所述丝堵与外套之间设有O型圈，线缆接头与丝堵之间设有密封胶垫。保证了线缆接头内部的防水防潮效果。

[0029] 进一步地，所述螺套为法兰外六角螺母。

[0030] 本发明还公开了一种外井盖监测系统，包括：上述的任一种地磁金属复合感应开关，所述地磁金属复合感应开关的电路板通过线缆与采集器、主机和监控中心依次串联连接。

[0031] 外井盖开启的时候，磁场的变化引起感应开关输出开关值的变化，通过采集器采集开关值的变化信息并上传至主机，通过主机将采集到的信息上传至监控中心，监控中心显示外井盖开启并报警。

[0032] 本发明的工作原理具体为：

[0033] 利用地磁金属复合感应开关，通过非金属外套、丝堵、线缆接头等密封成一个设备，将其通过螺套固定于二层井盖上(注：二层井盖不能是铁磁材料)。上层井盖关闭情况下，感应开关通过线缆连接到采集器，再依次连接到主机、监控中心，监控平台显示井盖正常。一旦上层井盖掀起，磁场的变化引起感应开关输出开关值的变化，通过采集器、主机、到监控中心，监控中心报警显示，提示工作人员及时到现场查看情况，避免损失进一步扩大。

[0034] 本发明的有益效果是：

[0035] 本发明的地磁金属复合感应开关以及外井盖监测系统，不需要与上层井盖接触就能监测上层井盖的存在与否，甚至泥沙覆盖不影响使用。解决了以往监测设备容易损坏而返修率高的缺点。感应开关整体密封处理，恰能适应现场泥沙、污水、雨水、开盖人员野蛮施工的环境。遇到上盖是非铸铁井盖的情况，通过增加装置来适应复合感应开关的应用要求，同样能起到监测上层井盖的作用。

附图说明

[0036] 图1为本发明装置的用于铸铁井盖监测的局部剖视效果图；

[0037] 图2为本发明装置的用于非铸铁井盖监测的局部效果图；

[0038] 图3为本发明用于非铸铁井盖时井盖背面效果图；

[0039] 图4为本发明用于非铸铁井盖时钢圈部分局部剖视图；

[0040] 图5为本发明监测报警拓扑图；

[0041] 图中，1.铸铁井盖，2.外套，3.二层井盖，4.螺套，5.电路板，6.卡圈，7.O型圈，8.丝堵，9.线缆接头，10.线缆,11.钢圈，12.非铸铁井盖，13.螺钉，14.管卡，15.磁铁套，16.磁铁。

具体实施方式

[0042] 下面将结合附图对本发明进行详细说明。

[0043] 地磁金属复合感应开关是利用了集成磁阻传感器组成的电路，磁阻传感器是利用了磁阻效应的原理工作的。

[0044] 磁阻效应是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。金属或半导体的载流子在磁场中运动时,由于受到电磁场的变化产生的洛伦兹力作用,产生了磁阻效应。

[0045] 在地球磁场的一定范围内,其磁场强度是基本保持不变的,因此可以将没有扰动的地球磁场强度作为参考磁场强度。如果具有一定铁磁性的物体进入参考磁场时,就会对之前稳定的地球磁场产生干扰,从而磁场强度会发生变化。当具有比较大的铁磁特性的物体,其在静止或在行驶过程中,都会对稳定的地磁场产生扰动,但这种扰动相对参考磁场来讲是比较大的。根据这样的磁场扰动特性,物理学家发现采用可以监测磁场扰动的传感器对这种扰动进行数据采集分析，这就是地球磁场扰动的监测工作原理。

[0046] 现场井盖的情况是这样的：上层井盖的材料一般是铸铁、树脂或水泥，其中铸铁井盖因为强度高而被广泛应用。二盖的材料是树脂井盖。

[0047] 实施例一

[0048] 一种用于外井盖监测的地磁金属复合感应开关，如图1所示，外井盖为铸铁井盖1，二层井盖3为树脂井盖。

[0049] 二层井盖3部分包括：外套2，螺套4，电路板5，丝堵8，线缆接头9。

[0050] 外套2内放置电路板5，电路板5集成了磁阻传感器，它是地磁金属复合感应开关的核心所在。外套2是一个圆柱体，内部为空腔，外面设有外螺纹，内腔外侧设有内螺纹，且有一个环形卡槽。外套2的材质为塑料材质。

[0051] 电路板5通过一个环形卡圈6，卡在外套2的环形卡槽中，挡住电路板5脱出。卡圈6材质为柔性的非金属材质，主要考虑用塑料材质，柔性材质能方便置入外套2的卡槽中。

[0052] 线缆接头9是将线缆10密封固定，并引出的结构件。线缆接头9固定于外套2上，是通过丝堵8转接来实现的。

[0053] 丝堵8是有内螺纹、外螺纹的转接头。丝堵8的外螺纹用来与外套2的内螺纹连接，丝堵8的内螺纹用来与线缆接头9连接。丝堵8可以用塑料材料。

[0054] 丝堵8与外套2之间设有O型圈7，线缆接头9与丝堵8之间有线缆接头9自带的密封胶垫，这样就保证了电路板5内部的密封问题，防止水与潮气进入而导致开关失效。

[0055] 外套2是通过螺套4固定于二层井盖3上。螺套4是一个法兰外六角螺母。材质可以是塑料，或者是不含铁磁材料的铜合金材质等。

[0056] 以上所有的相关件包括：外套2、螺套4、环形卡圈6、丝堵8和线缆接头9都不能是铁磁材料，甚至所用材料都不能含有铁磁成分，否则会影响复合感应开关对上层铸铁井盖1的监测效果。

[0057] 实施例二

[0058] 一种用于外井盖监测的地磁金属复合感应开关，如图2所示，外井盖为非铸铁井盖12，二层井盖3为树脂井盖。

[0059] 二层井盖3部分包括：外套2，螺套4，电路板5，丝堵8，线缆接头9。

[0060] 外套2内放置电路板5，电路板5集成了磁阻传感器，它是地磁金属复合感应开关的核心所在。外套2是一个圆柱体，内部为空腔，外面设有外螺纹，内腔外侧设有内螺纹，且有一个环形卡槽。外套2的材质为塑料材质。

[0061] 电路板5通过一个环形卡圈6，卡在外套2的环形卡槽中，挡住电路板5脱出。卡圈6材质为柔性的非金属材质，主要考虑用塑料材质，柔性材质能方便置入外套2的卡槽中。

[0062] 线缆接头9是将线缆10密封固定，并引出的结构件。线缆接头9固定于外套2上，是通过丝堵8转接来实现的。

[0063] 丝堵8是有内螺纹、外螺纹的转接头。丝堵8的外螺纹用来与外套2的内螺纹连接，丝堵8的内螺纹用来与线缆接头9连接。丝堵8可以用塑料材料。

[0064] 丝堵8与外套2之间设有O型圈7，线缆接头9与丝堵8之间有线缆接头9自带的密封胶垫，这样就保证了电路板5内部的密封问题，防止水与潮气进入而导致开关失效。

[0065] 外套2是通过螺套4固定于二层井盖3上。螺套4是一个法兰外六角螺母。材质可以是塑料，或者是不含铁磁材料的铜合金材质等。

[0066] 以上所有的相关件包括：外套2、螺套4、环形卡圈6、丝堵8和线缆接头9都不能是铁磁材料，甚至所用材料都不能含有铁磁成分，否则会影响复合感应开关对上层铸铁井盖1的监测效果。

[0067] 由于外井盖是非铸铁井盖12，为了能让开关动作，要在非铸铁井盖12背面增加钢圈11。

[0068] 钢圈11是圆棒折弯而成的圆形，钢圈11通过几个螺钉13与管卡14固定于非铸铁井盖12的背面，钢圈11的大小要保证电路板的上方正好与钢圈11相冲，保证感应开关能及时感应距离。

[0069] 进一步地，为了增加铁磁性，在豁口处增加圆柱磁铁16来强化钢圈11的铁磁性。具体实现是这样的：将圆柱磁铁16放置于磁铁套15内。磁铁套15是一个两端开口圆柱体，两端开口而不通孔。磁铁套15内一端圆孔装有圆柱磁铁16，钢圈11的豁口两端分别插入磁铁套15的圆孔内。让整个钢圈11被磁化，铁磁性加强。

[0070] 实施例三

[0071] 一种外井盖监测系统，包括：实施例一或者实施例二所述的地磁金属复合感应开关，地磁金属复合感应开关的电路板通过线缆与采集器、主机和监控中心依次串联连接。

[0072] 外井盖关闭情况下，地磁金属复合感应开关通过线缆连接到采集器，再依次连接到主机、监控中心，监控中心显示外井盖正常。一旦外井盖掀起，感应开关输出开关值的变化，通过采集器、主机、到监控中心，监控中心报警显示，提示工作人员及时到现场查看情况，避免损失进一步扩大。

[0073] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。