CN101403446A - 防漏水智能阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于阀门领域。一种防漏水智能阀，包括进水接口、电控阀、电源和出水接口，设置有水流检测装置、智能统计运算系统、智能判别与控制系统和驱动系统；本发明解决区分水管的漏水与正常用水，实行检测与控制的技术问题。

Description

防漏水智能阀

技术领域：

本发明属于阀门领域，具体的是一种运用电子检测和统计智能运算来控制与执行的防漏水智能阀。

背景技术：

由于对水管的漏水(非正常使用)与正常使用状况的区分、检测与控制难度之大，至使目前尚无此类相关的应用技术与实用产品问世。故此日常使用的水管、管路与接头，常因使用条件、寿命等各种情况，不可避免地、且经常又随时地发生各种形式的漏水，当发现问题时，不仅造成能源与资源的额外消耗与浪费，还造成了水漫金山的危害，损失不少，所以水管的漏水，常见而又十分使人烦恼，是长久以来一直迫切需要解决的难题。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种防漏水智能阀，解决区分水管的漏水与正常用水，实行检测与控制的技术问题。

本发明通过下述技术方案解决上述技术问题：

一种防漏水智能阀，包括进水接口、电控阀、电源和出水接口，设置有水流检测装置、智能统计运算系统、智能判别与控制系统和驱动系统；

该水流检测装置是由水流传感器、第一三极管、串接在水流传感器信号输出端与第一三极管基极间的第一电容和第二电阻、一端接地另一端连接在第一电容与第二电阻间的第一电阻构成；

该智能统计运算系统和智能判别与控制系统共同使用556型双定时器的第一集成电路；第四电阻一端与第一集成电路的RD1端相接，另一端分别与第一集成电路的DIS1和TH1端以及第二电容正极相连，第二电容负极接地，如此构成了智能统计运算系统，第一集成电路的TR1和TR2端与水流检测装置的第一三极管集电极相连；

上述的第一集成电路的RD2端分别与其OUT1端和第一与门电路的一个输入端连接，其OUT2端与第一与门电路另一输入端相连，VC1端通过第五电容接地，VC2端通过第四电容接地，DIS2和TH2端共同与第五电阻一端及第三电容正极相连，第五电阻另一端与第四电阻一端相连，第三电容负极接地，如此构成智能判别与控制系统；

驱动系统为一电子双向开关，由第一倒相器、第二倒相器、第二至第五三极管、第六至第九电阻构成(见图5)，其中第六电阻和第九电阻的一端共同与第一倒相器及第二倒相器的输入端相连，并与智能判别与控制系统的第一与门电路输出端相连，第一倒相器和第二倒相器输出端各自经第八电阻、第七电阻与对应的第二三极管、第四三极管的基极相连，第二三极管和第四三极管的集电极共同与电控阀的直流微电机的一端相连，第四三极管和第五三极管的发射极共同与电源的VCC端相连，第五三极管与第三三极管的集电极共同与直流微电机另一端相连，第六电阻另一端与第五三极管基极相连，第九电阻另一端与第三三极管基极相连，第二和第三三极管的发射极共同接地。

为了防止本发明电源的电池电力用尽而失效，设置有电源监测和电源欠压指示。电源监测由第十至第十三电阻、第六至第七三极管组成，电源欠压指示由嵌置在外壳表面上的第二发光二极管和第十四电阻组成。其中第六三极管的基极分别与第十电阻、第十一电阻的一端相连，其集电极通过第十二电阻分别与第十一电阻和电源的VCC接口相连、且集电极通过第十三电阻与第七三极管基极相连，第十四电阻一端与VCC接口相连，另一端通过第二发光二极管与第七三极管集电极相连，第十电阻的另一端与第六、第七三极管的发射极共同接地。由电源VCC经第十电阻、第十一电阻分压，电源电压正常时，在第十一电阻上采样的电压大于第六三极管集电极压降，使第六三极管饱和，其集电极输出为低电位；而当电源电压下降到一定范围时，在第十一电阻上的采样电压小于第六三极管的集电极压降时，第六三极管截止，其集电极输出的信号为高电位，同时经第十三电阻触发第八三极管饱和，驱动电源欠压指示的信号为低电位。当电源电压高于设置控制值时，第七三极管输出的信号为低电位，表示有电，第七三极管输出使电源欠压指示的第二发光二极管不亮；当电池用久电压降到设置控制的限定值以下时，第六三极管输出信号为高电位，输出给驱动系统进行关阀和报警，同时使七三极管输出信号为低电位，面板上的电源电压指示的第二发光二极管常亮，提醒更换电池。

本发明还可以设置有水流指示、重置复位系统和声光极警指示。水流指示为由安装在面板上的第一发光二极管和第三电阻组成，其中第三电阻一端与电源的VCC输出相连，另一端与第一发光二极管串接后与水流检测装置中第一三极管集电极相连，受水流检测装置的水流运动的信号，使第一发光二极管相应闪烁，以显示水流运动状况。重置复位系统由按键、第二与门电路、第一二极管、第二二极管、第十五至第十六电阻组成，其中第二与门电路一个输入端分别与第十五电阻和按键的一端相连，另一个输入端分别与第一二极管和第二二极管的负极相连，其输出端与另一输入端间串接有第十六电阻，第十五电阻另一端接电源的VCC端，按键另一端接地，第一二极管的正极与智能判别与控制系统的第一与门电路输出端相接，第二二极管的正极与电源监测的第六三极管的集电极相连。

声光报警指示由安装在面板上的第三发光二极管、置于机内的蜂鸣器、第二集成电路、第十七至第二十电阻、第八三极管和第六至第七电容。其中第二集成电路的DIS端分别与第十七电阻和第十八电阻一端相连，TH和TR端共同与第十八电阻另一端及第六电容正极相连，VC端经第七电容接地，RD端与智能判别与控制系统的第一与门电路或重置复位系统的第二与门电路输出端相接，OUT端经第十九电阻接第八三极管基极，蜂鸣器和串接的第三发光二极管、第二十电阻并联在电源的VCC端与第八三极管的集电极间，第六三极管发射极接地。当智能判别与控制系统的信号或电源欠压指示的信号为高电位时，第三发光二极管闪烁发光，同时蜂鸣器间隙鸣响，告知管路漏水。

本发明防漏水智能阀的优点在于运用电子运算来自动对水管的漏水与正常使用状况进行区分、判别控制、报警与关阀，能够对使用量非常广泛的水管及管路与接头，因使用条件、寿命等各种情况，且经常、随时都容易发生的各种形式的漏水，自动关阀和报警，从而不仅避免了大量漏水造成的水灾性危害，还避免了能源与资源的额外消耗与浪费，本发明的防漏水智能阀适用于一般家庭和企、事业单位。

附图说明：

图1是本发明防漏水智能阀的原理框图。

图2是本发明防漏水智能阀的装置结构图。

图3是水流检测装置2和水流指示3的电路图。

图4是智能统计运算系统4和智能判别与控制系统6的电路图。

图5是驱动系统8的电路图。

图6是电源监测11和电源欠压指示12的电路图。

图7是重置复位系统5的电路图。

图8是声光报警指示7的电路图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例，对本发明防漏水智能阀作进一步的描述。

参见图1和图2所示，本发明防漏水智能阀，包括进水接口1、电控阀9、电源10和出水接口13，设置有水流检测装置2、智能统计运算系统4、智能判别与控制系统6和驱动系统8。

进水接口1和出水接口13，分别和进水管和出水管连接。

电控阀9采用的是现有的IC电子水表的成套电控阀，由直流微电机M1、齿轮减速器、定位凸轮、限位开关及球阀构成，直流微电机M1通过齿轮减速器来转动球阀开或关，到位后相应的开或关限位开关动作。

电源10由内装高容量小型电池如锂电池供电，方便安装、使用与更换。

本发明的水流检测装置2的电路见图3，电子水表式传感器E1电流输入端由电源10的VCC端获得稳压电流，其信号输出端把水流的运动信号转换成相对应的电信号U1，经第一电容C1、串联的第二电阻R2将信号传至第一三极管Q1的基极经放大后由集电极输出电信号U2，直接供给智能统计运算系统4和智能判别与控制系统6，第一电阻R1一端连接在第一电容C1与第二电阻R2间，另一端和第一三极管Q1的发射极共同接地。

本发明的智能统计运算系统4和智能判别与控制系统6的电路如图4所示，该智能统计运算系统4和智能判别与控制系统6共同使用556型双定时器的第一集成电路IC1；第四电阻R4一端与第一集成电路IC1的RD1端相接，另一端分别与第一集成电路IC1的DIS1和TH1端以及第二电容C2正极相连，第二电容C2负极接地，如此构成了智能统计运算系统4。该智能统计运算系统4由第四电阻R4和第二电容C2构成积分运算，由第一集成电路IC1执行触发和控制，把由TR1和TR2端输入的水流运动的电信号U2，经触发转换成按第四电阻R4和第二电容C2设定的积分运算控制时间T1，通过OUT1端输出控制比较信号Ua，当水流运动的电信号U2的触发周期小于积分运算控制时间T1时，第一集成电路IC1的OUT1端输出的信号Ua为高电位，表示水流一直在流动状态；当水流运动的电信号U2触发周期大于T1时，表示水流有停止流动状态而没有发生漏水，第一集成电路IC1输出的OUT1端信号Ua为低电位，这样就完成了对流水状态的数据采集的设定积分运算控制处理，并将输出控制信号给智能判别与控制系统6。

上述的第一集成电路IC1的RD2端分别与其OUT1端和第一与门电路A1的一个输入端连接，其OUT2端与第一与门电路A1另一输入端相连，VC1端通过第五电容C5接地，VC2端通过第四电容C4接地，DIS2和TH2端共同与第五电阻R5一端及第三电容C3正极相连，第五电阻R5另一端与第四电阻R4一端相连，第三电容C3负极接地，如此构成智能判别与控制系统6。其中第五电阻R5和第三电容C3构成积分运算，第一集成电路IC1执行触发和控制，在正常的用水情况，一般都为有间歇的流动，而当漏水发生时，则必定为连续不断的流水。智能判别与控制系统6的受控触发定时时间由第五电阻R5和第三电容C3设置为T2，当智能统计运算系统4输出的信号Ua时间小于智能判别与控制系统6设置的受控触发定时时间T2时，智能判别与控制系统6的受控触发电路随之自动复位，表示水流有停止流动的状态而没有发生漏水，第一与门电路A1输出的电信号U3为低电位；当智能统计运算系统4输出的信号Ua时间大于受控触发定时时间T2时，智能统计运算系统4输出的电信号Ua和智能判别与控制系统6同时输出的信号Ub为高电位经第一与门电路A1进行运算后，输出有漏水情况发生的高电位电信号U3给驱动系统8。

驱动系统8为一电子双向开关，由第一比较电路B1、第二比较电路B2、第二至第五三极管Q2～Q5、第六至第九电阻R6～R9构成(见图5)，其中第六电阻R6和第九电阻R9的一端共同与第一倒相器B1及第二倒相器B2的输入端相连，并与智能判别与控制系统6的第一与门电路A1输出端相连。第一倒相器B1和第二倒相器B2输出端各自经第八电阻R8、第七电阻R7与对应的第二三极管Q2、第四三极管Q4的基极相连，第二三极管Q2和第四三极管Q4的集电极共同与电控阀9的直流微电机M1的一端相连，第四三极管Q4和第五三极管Q5的发射极共同与电源10的VCC端相连，第五三极管Q5与第三三极管Q3的集电极共同与直流微电机M1另一端相连，第六电阻R6另一端与第五三极管Q5基极相连，第九电阻R9另一端与第三三极管Q3基极相连，第二和第三三极管Q2和Q3的发射极共同接地。

按所接收到的智能判别与控制系统6的信号U3的高电位或低电位去控制电控阀9的微电机M1旋转方向，来关闭或开启电控阀9中的球阀，使管路中的水流通或被截止。

为了防止本发明电源10的电池电力用尽而失效，设置有电源监测11和电源欠压指示12。电源监测11由第十至第十三电阻R10～R13、第六三极管Q6、第七三极管Q7组成，电源欠压指示12由第十四电阻R14和嵌置在外壳表面上的第二发光二极管LD2组成(见图6)。其中第六三极管Q6的基极分别与第十电阻R10、第十一电阻R11的一端相连，其集电极通过第十二电阻R12分别与第十一电阻R11另一端和电源10的VCC接口相连、且集电极通过第十三电阻R13与第七三极管Q7基极相连，第十四电阻R14一端与VCC接口相连，另一端通过第二发光二极管LD2与第七三极管Q7集电极相连，第十电阻R10的另一端与第六、第七三极管Q6、Q7的发射极共同接地。由电源电压经第十电阻R10、第十一电阻R11分压，电源10电压正常时，在第十一电阻R11上采样的电压大于第六三极管Q6集电极压降，使第六三极管Q6饱和，其集电极输出为低电位；而当电源电压下降到一定范围时，在第十一电阻R11上的采样电压小于第六三极管Q6的集电极压降时，第六三极管Q6截止，其集电极输出的信号U4为高电位，同时经第十三电阻R13触发第七三极管Q7饱和，驱动电源欠压指示12的信号U6为低电位。当电源10电压高于设置控制值时，第六三极管Q6输出的信号U4为低电位，表示有电，第七三极管Q7输出使电源欠压指示12的第二发光二极管LD2不亮；当电池用久电压降到设置控制的限定值以下时，第六三极管Q6输出信号U4为高电位，输出给驱动系统8进行关阀和报警，同时使第七三极管Q7输出信号U6为低电位，面板上的电源电压指示12的第二发光二极管LD2常亮，提醒更换电池。

本发明还可以设置有水流指示3、重置复位系统5和声光极警指示7。

水流指示3为由安装在面板上的第一发光二极管LD1和第三电阻R3组成，其中第三电阻R3一端与电源10的VCC输出相连，另一端与第一发光二极管LD1串接后与水流检测装置2中第一三极管Q1集电极相连(参见图3)，受水流检测装置2的水流运动的信号，使第一发光二极管LD1相应闪烁，以显示水流运动状况。

重置复位系统5由按键S1、第二与门电路A2、第一二极管D1、第二二极管D2、第十五和第十六电阻R15和R16组成(参见图7)，其中第二与门电路A2一个输入端分别与第十五电阻R15和按键S1的一端相连，另一个输入端分别与第一二极管D1和第二二极管D2的负极相连，其输出端与另一输入端间串接有第十六电阻R16，第十五电阻R15另一端接电源10的VCC端，按键S1另一端接地，第一二极管D1的正极与智能判别与控制系统6的第一与门电路A1输出端相接，第二二极管D2的正极与电源监测11的第六三极管Q6的集电极相连。

声光报警指示7由安装在面板上的第三发光二极管LD3、置于机内的蜂鸣器BL1、第二集成电路IC2(555型集成块)、第十七至第二十电阻R17至R20、第八三极管Q8和第六至第七电容C6～C7组成(参见图8)。其中第二集成电路IC2的DIS端分别与第十七电阻R17和第十八电阻R18一端相连，TH和TR端共同与第十八电阻R18另一端及第六电容C6正极相连，VC端经第七电容C7接地，RD端与智能判别与控制系统6的第一与门电路A1或重置复位系统5的第二与门电路A2输出端相接，OUT端经第十九电阻R19接第八三极管Q8基极，蜂鸣器BL1和串接的第三发光二极管LD3、第二十电阻R20并联在电源10的VCC输出端与第八三极管Q8的集电极间，第八三极管Q8发射极接地。当智能判别与控制系统6的电信号U3或电源欠压指示6的电信号U4为高电位时，第三发光二极管LD3闪烁发光，同时蜂鸣器BL1间隙鸣响，告知管路漏水。

防漏水智能阀是一种运用电子传感检测技术和智能运算来控制并执行的防漏水智能阀，真正做到了对水流管路的时时刻刻监控、自动运算判别、漏水报警关阀。

Claims (10)

1、一种防漏水智能阀，包括进水接口、电控阀、电源和出水接口，其特征在于：设置有水流检测装置、智能统计运算系统、智能判别与控制系统和驱动系统；该水流检测装置的水流传感器信号输出端经串连的第一电容与第二电阻与第一三极管基极相连，第一电阻一端接地、另一端连接在第一电容与第一电阻间；该智能统计运算系统和智能判别与控制系统共同使用556型双定时器的第一集成电路；第四电阻一端与第一集成电路的RD1端相接，另一端分别与第一集成电路的DIS1和TH1端以及第二电容正极相连，第二电容负极接地，如此构成了智能统计运算系统第一集成电路的TR1和TR2端与水流检测装置的第一三极管集电极相连；

上述的第一集成电路的RD2端分别与其OUT1端和第一与门电路的一个输入端连接，其OUT2端与第一与门电路另一输入端相连，VC1端通过第五电容接地，VC2端通过第四电容接地，DIS2和TH2端共同与第五电阻一端及第三电容正极相连，第五电阻另一端与第四电阻另一端相连，第三电容负极接地，如此构成智能判别与控制系统；

驱动系统为一电子双向开关，其第六电阻和第九电阻的一端共同与第一倒相器及第二倒相器的输入端相连，并与智能判别与控制系统的第一与门电路输出端相连，第一倒相器和第二倒相器输出端各自经第八电阻、第七电阻与对应的第二三极管、第四三极管的基极相连，第二三极管和第四三极管的集电极共同与电控阀的直流微电机的一端相连，第四三极管和第五三极管的发射极共同与电源的VCC端相连，第五三极管与第三三极管的集电极共同与直流微电机另一端相连，第六电阻另一端与第五三极管基极相连，第九电阻另一端与第三三极管基极相连，第二和第三三极管的发射极共同接地。

2、根据权利要求1所述的防漏水智能阀，其特征在于：设置有电源监测，其中第六三极管的基极分别与第十电阻、第十一电阻的一端相连，其集电极通过第十二电阻分别与第十一电阻和电源的VCC接口相连、且集电极通过第十三电阻与第七三极管基极相连，第十电阻的另一端与第六、七三极管的发射极共同接地。

3、根据权利要求2所述的防漏水智能阀，其特征在于：设置有由第十四电阻和嵌置在外壳表面上的第二发光二极管组成的电源欠压指示，该第十四电阻和第二发光二极管串接在电源监测的第十二电阻与电源相连的一端和第七三极管的集电极间。

4、根据权利要求1至3任一项所述的防漏水智能阀，其特征在于：设置有由安装在面板上的第一发光二极管和第三电阻组成的水流指示，其中第三电阻一端与电源的VCC输出相连，另一端与第一发光二极管串接后与水流检测装置中第一三极管集电极相连。

5、根据权利要求1至3任一项所述的防漏水智能阀，其特征在于：设置有第二与门电路一个输入端分别与第十五电阻和按键的一端相连，另一个输入端分别与第一二极管和第二二极管的负极相连，其输出端与另一输入端间串接有第十六电阻，第十五电阻另一端接电源的VCC端，按键另一端接地，第一二极管的正极与智能判别与控制系统的第一与门电路输出端相接，第二二极管的正极与电源监测的第六三极管的集电极相连的重置复位系统。

6、根据权利要求4所述的防漏水智能阀，其特征在于：设置有第二与门电路一个输入端分别与第十五电阻和按键的一端相连，另一个输入端分别与第一二极管和第二二极管的负极相连，其输出端与另一输入端间串接有第十六电阻，第十五电阻另一端接电源的VCC端，按键另一端接地，第一二极管的正极与智能判别与控制系统的第一与门电路输出端相接，第二二极管的正极与电源监测的第六三极管的集电极相连的重置复位系统。

7、根据权利要求1～3任一项所述的防漏水智能阀，其特征在于：设置有其第二集成电路的DIS端分别与第十七电阻和第十八电阻一端相连，TH和TR端共同与第十八电阻另一端及第六电容正极相连，VC端经第七电容接地，RD端与智能判别与控制系统的第一与门电路或重置复位系统的第二与门电路输出端相接，OUT端经第十九电阻接第六三极管基极，蜂鸣器和串接的第三发光二极管、第二十电阻并联在电源的VCC端与第八三极管的集电极间，第八三极发射电极接地的声光报警指示。

8、根据权利要求4所述的防漏水智能阀，其特征在于：设置有其第二集成电路的DIS端分别与第十七电阻和第十八电阻一端相连，TH和TR端共同与第十八电阻另一端及第六电容正极相连，VC端经第七电容接地，RD端与智能判别与控制系统的第一与门电路或重置复位系统的第二与门电路输出端相接，OUT端经第十九电阻接第八三极管基极，蜂鸣器和串接的第三发光二极管、第二十电阻并联在电源的VCC端与第八三极管的集电极间，第六三极管发射极接地的声光报警指示。

9、根据权利要求5所述的防漏水智能阀，其特征在于：设置有其第二集成电路的DIS端分别与第十七电阻和第十八电阻一端相连，TH和TR端共同与第十八电阻另一端及第六电容正极相连，VC端经第七电容接地，RD端与智能判别与控制系统的第一与门电路或重置复位系统的第二与门电路输出端相接，OUT端经第十九电阻接第八三极管基极，蜂鸣器和串接的第三发光二极管、第二十电阻并联在电源的VCC输出端与第八三极管的集电极间，第八三极管发射极接地的声光报警指示。

10、根据权利要求6所述的防漏水智能阀，其特征在于：设置有其第二集成电路的DIS端分别与第十七电阻和第十八电阻一端相连，TH和TR端共同与第十八电阻另一端及第六电容正极相连，VC端经第七电容接地，RD端与智能判别与控制系统的第一与门电路或重置复位系统的第二与门电路输出端相接，OUT端经第十九电阻接第八三极管基极，蜂鸣器和串接的第三发光二极管、第二十电阻并联在电源的VCC端与第八三极管的集电极间，第八三极管发射极接地的声光报警指示。

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