CN102016531A - 用于检测水分的泄漏传感器装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于检测水分的泄漏传感器装置，所述泄漏传感器装置以条带形状形成并用于在泄漏发生时检测水分，包括：基底薄膜；传导线路层；保护膜层，其中所述基底薄膜、所述传导线路层、以及所述保护膜层依次向上叠加；传导线路层，其包括：在纵向上对于每个单元区域具有一定电阻值的电阻线路，和传导线路，该传导线路与该电阻线路分离并与该电阻线路并联，所述保护膜层上以一定规律间隔设置多个孔，这样传导线路层的电阻和传导线路可以被暴露于外部。

Description

用于检测水分的泄漏传感器装置
技术领域
本发明涉及一种用于检测水分的泄漏传感器装置，特别是便于安装的用于检测水分的泄漏传感器装置，由于其以条带形式被直接附接到可能泄漏的部分(壁、管道、设备、或者某种部件)上，所以便于安装，并且所述泄漏传感器装置能够被轻易安装而无需支架，同时可以根据所需长度来切割并使用传感器条带。
背景技术
在工业中使用各种类型的泄漏传感器用于在可能泄漏的部分中检测水泄漏或者油泄漏。
例如典型的实例，有线缆型泄漏传感器、带型泄漏传感器、以及模块型泄漏传感器。
这里，所述线缆型泄漏传感器是水或油泄漏传感器，其可以更可靠地检测出各种流体(水、油、或者某物)的泄漏，甚至可能快速并且精确地探测出泄漏的位置。
在水泄漏或者油泄漏的情况下，传感器线缆能够检测出伴随其电流流过的泄漏流体的电阻上电压的某一变化(电势差)，因此有利于精确探测水或油泄漏以及其位置。
然而，其缺点在于线缆型泄漏传感器十分昂贵，并且传感器线缆的长度被设定成不能随意改变，从而导致了用户的限制性选择(7M、15M、30M)。此外，当安装传感器时，需要额外安装支架，这是困难的并且进一步增加成本。在检测到水分之后，需要花费较长时间来去除水分。与外部设备的连接具有很多困难。
带型导线传感器被设计成根据改变的电阻值来检测泄漏，由于当电流沿该电缆流动时同时水分与电缆接触，电阻值将发生改变。
泄漏传感器的可操作电阻值是0Ω-50MΩ，其输出最大为30V DCV，其线缆长度最长为50m，并且带型传感器的最大长度为10m。
上述的带型泄漏传感器能够以较低的成本检测出相对较宽区域的泄漏，而且其安装是容易的，但由于高度潮湿或者外部环境的影响，会出现大量误差，这样很难探测出泄漏精确的位置。其安装也受到很大限制，复杂的安装方法会制造许多困难。由于网络或PC系统，最初的投资花费很大。由于水分传感器线缆的长度被设定成不能改变，所以用户的选择受到很大限制(1M、2M、5M、10M、20M)，并且该产品性价比低。当安装上述传感器时，由于需要额外的支架用于将其固定到地板上，因此安装是复杂的，并且还需要额外的花销。当与外部设备连接时，仅采用继电器接触的方法，其限制了其它连接设备的使用。
模块型泄漏传感器(leas sensor)基本上被设计成：通过安装在塑料外壳内的光传感器(光接收器，以及光发射器)在没有探测到流体的状态中接收来自于电子束发射单元的电子束，然而当来自于电子束发射单元的电子束探测到流体，由于折射率的改变光接收器不会接收到电子束。
此时，模块传感器探测出泄漏。模块传感器的输入电压为12VDC-24V DC，响应时间为50ms，采用的温度为10℃-60℃，并且传感器外壳是由聚丙烯制成。
模块型泄漏传感器(leas sensor)能够在相对较低的成本下探测出可能泄漏的部分，其安装是方便的，并且能够输出自动警报和警报灯而与相邻的设备无关，就水分来说减少错误的发生，而与线缆型传感器相比可能只会探测出特定部分的泄漏。与外部设备的硬性连接是不利的。需要额外的传感器固定方法，同时产品的安装需要花费较长的时间。由于有可能仅探测出限制的特定部分的泄漏，而当泄漏位置发生改变时，也许就不可能探测出了。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种水分泄漏传感器装置，其能克服现有技术中遇到的上述问题。
本发明的另一个目的在于提供一种便于安装的水分泄漏传感器装置，由于其以条带形式被直接附接到可能泄漏的部分上(壁、管道、设备、或者某种部件)，所以其便于安装，并且其能够被轻易安装而无需支架，同时可以根据所需长度来切割并轻易地使用传感器条带。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于检测水分的泄漏传感器装置，所述泄漏传感器装置以条带形状形成并用于在泄漏发生时检测水分，其包括：基底薄膜，传导线路层；保护膜层，其中所述基底薄膜、传导线路层、以及保护膜层依序向上叠加；传导线路层包括：在纵向上对于每个单元区域具有一定电阻值的电阻线路，和传导线路，该传导线路与该电阻线路分离并与该电阻线路并联，所述保护膜层上按照一定规律间隔设置多个孔，这样传导线路层的电阻和传导线路可以被暴露于外部。
传导线路层的电阻线路和传导线路以镜像的方式形成多个，并且两条传导线路被进一步设置在纵向上，电阻器被按照一定的规律间隔设置在传导线路间。
如上所述，对于根据本发明用于检测水分的泄漏传感器装置，由于其以条带形式被直接附接到可能泄漏的部分上(壁、管道、设备、或者某种部件)，所以便于安装，并且其能够被轻易安装而无需支架，同时可以根据所需长度来切割并轻易地使用传感器条带。
此外，由于条带薄膜由PET、PTFE、PVC或类似物制成，因此，条带薄膜能够经受诸如强酸、强碱或有机液体这类化学溶液。
当泄漏传感器装置被安装在地板上，由于薄膜很薄且以条带附接的方式连接，人、设备、车或类似物可以在该装置上行走或者奔跑，从而确保了安装和使用的简便。
传感器条带可以被切割和使用，因此可将多根条带附接到一个控制器(AMP)上。
在探测出水分之后用于移除水分所需的时间是很短的。这是因为使用了条带薄膜，所以去除水分十分容易。
由于传感器条带是以印制的方式制成的，因此产品的造价低，其有可能以较低的成本可靠地探测出较大区域的泄漏。
附图说明
图1是本发明的横断面视图。
图2是传导线路层的图案的示意图。
图3是用于泄漏探测的图案的电路结构的示意图。
图4是用于条带切割探测的图案的电路结构的示意图。
图5是保护膜层的样式的示意图。
图6是本发明另一个实施例的示意图。
图7是一个控制器和另一个条带的连接状态的示意图。
图8(a)～图8(c)是在保护层上形成各种形状的孔的示意图。
图9(a)～图9(d)是各种图案的传导线路层的示意图。
具体实施方式
在本发明中，用于检测水分的泄漏传感器装置以条带形状形成，并在泄漏发生时用于检测水分，所述泄漏传感器装置包括：基底薄膜；传导线路层；保护膜层，其中基底薄膜、传导线路层、以及保护膜层依次向上叠加；传导线路层，其包括：在纵向上对于每个单元区域具有一定电阻值的电阻线路，和传导线路，该传导线路与该电阻线路分离并与该电阻线路并联，所述保护膜层上以一定规律间隔设置多个孔，这样传导线路层的电阻和传导线路可以被暴露于外部。
适于本发明的方式
下文将参考附图来介绍根据本发明的用于检测水分的泄漏传感器装置。
图1是根据本发明的水分探测条带100的横断面示意图，其包括粘合层200、基底薄膜层300、传导线路层400、以及保护膜层500，依次将其从底层到上层叠加。
粘合层200被附接到可能泄漏的部分上，并且是由粘合条带的形式制成。
传导线路层400是在基底薄膜层300的上面形成，而基底薄膜层300是由PET、PE、PTFE、PVC或其它Tefron材料制成并用于隔离及印制传导线路层400。
多条传导线路及多个电阻器是在传导线路层400中按照图案形成，并且所述传导线路层在水分探测条带100的纵向上是彼此间隔的，同时被平行设置在基底薄膜层300的上表面上。
保护膜层500被叠放在传导线路层400的上面，用于防止传导线路层400的图案受到外部影响，且所述保护膜层是由PET、PE、PVC或Tefron材料制成。
图2是传导线路层400的图案形成的示意图，电阻线路401、402、406及407由银质化合物印制的传导线路403、404、408、409、410及411，以及电阻器412组成。
第一电阻线路401被印制在传导线路层400的纵向的最外部，并对于每个单元区域具有恒定的电阻值，而且第二电阻线路402与第一电阻线路401的内侧分隔，所述第二电阻线路的形状与所述第一电阻线路401的形状相同。
用银质化合物印制的两条传导线路403和404间隔分离，并且依次在第二电阻线路402的内侧形成。
如图3中所示，电阻线路401和402以及传导线路403和404构成泄漏探测电路。此时，第一传导线路403、第一电阻线路401、第二传导线路404、以及第二电阻线路402通过连接设备串联。
电阻线路401和402、传导线路403和404，镜像形成的电阻线路406和407、以及传导线路408和409分别在传导线路层400的上表面上形成，并且在其外部和内侧具有相同的结构。
因此，在水分探测条带100的上面探测泄漏时，能探测更宽的区域。
传导线路403、404、408以及409是由诸如银的纯导体材料制成，具有0-20Ω的电阻值，电阻线路401、402、406以及407具有大约50-500Ω的电阻值。
两个传导线路410和411彼此间隔，并在传导线路层400的上表面上，在电阻线路401和402、传导线路403和404与镜像形成的电阻线路406和407、传导线路408和409之间形成，位于传导线路410和411之间的部分通过一定规律间隔的电阻器412连接，由此形成图4的电路。
当水分探测条带100被切割时，在上述构造的协助下能探测出切割部分。
图5是保护膜层的结构的示意图。当将保护膜层500叠加至传导线路层400的上面时，由于其基本上与外部分离，当泄漏发生时将不会在传导线路层400中探测出泄漏，因此，在每个区域中形成多个孔510。此时，孔510优选在水分探测条带100的宽度方向上以纵向槽的形状或者圆形槽的形状或者其它形状形成，这样两条电阻线路被暴露于外部。优选地，孔之间的间隔为0.5-1.5cm。
孔510的另一个实例将参考附图8(a)～图8(c)进行描述。在图8(a)中，矩形孔在水分探测条带100的纵向上以一定规律间隔而平行设置，这样每条电阻线路都可以单独地暴露。
在图8(b)中，圆形孔在水分探测条带100的纵向上以一定规律间隔而平行设置，这样每条电阻线路可以像图8(a)一样单独地暴露。在图8(c)中，圆形孔在两条电阻线路上交替地形成。
控制器对通过上述孔从水分探测条带100读取信号的模拟信号值提供一定变化。探测的灵敏度可能会受到泄漏探测距离中的误差和流体影响，而通过在孔的协助下产生适当的变化则有可能增强探测的灵敏度。
下面将描述泄漏的探测。
水分探测条带100被附接到需探测其中水分的部分上。
由于粘合层200可以被附接到水分探测条带100的下表面上，因此其便于连接。
少量电压在电阻线路401和402与传导线路403和404之间流动。
当泄漏发生时，此时水、化学溶液或其它水分(导体材料)滴到水分探测条带100的上面的某个部分上，如图3中所示，在电阻线路401和电阻线路403之间通过泄漏440形成闭合电路。
由于电阻值和电压是依据泄漏400的位置而变化，如图7中所示，控制器900接收电阻和电压值，并计算出基于所述电阻和电压值的泄漏距离。
控制器10将计算出的值与之前的设定值进行比较，指出探测距离并产生警告声。
当通过外力切割水分探测条带100时，能探测出切割状态。即，由于电阻器412设置在每个区域中，如图4所示，当切割发生在某个区域中，能通过控制器900读取正好位于切割部分之前设置的电阻器的电阻值，从而计算出切割的位置。
图7是连接状态的示意图，所述连接状态即多个水分探测条带100被延伸以及连接，同时与控制器900连接。当用于泄漏探测的长度过长，水分探测条带100通过使用连接器700而彼此连接。
传导线路层400和信号线路800通过连接器600彼此连接，同时与控制器900连接。
图6是传导线路层400的另一个图案状态的示意图。镜像形成的传导线路421、422、425、426、433和427、428、531、432、434彼此间隔，并且依次从传导线路层400的两个外部表面形成，而电阻器423、424和429、430在传导线路421、422和427、428上以一定规律间隔形成。具有电阻器423和424的传导线路421和422以及传导线路525和526形成与图3相同的电路，从而实现泄漏探测。具有镜像形状的相对侧的电阻器429和430的传导线路427和428以及传导线路431和432具有同样的电路结构。
用于探测水分探测条带100的切割的电路可以是与图2所示的相同构造形成。电阻器435以一定规律间隔设置在传导线路433和434之间，这样如图4中所示探测出切割。
图9(a)～图9(d)是传导线路层400的各种图案的构成状态的示意图。在情形(a)中，传导线路436和437并联设置用于两个信号的传输。依次形成用于流体探测的电阻线路438和用于流体探测的电阻线路439。
在图9(b)中，用于流体探测的传导线路438和用于流体探测的电阻线路439的顺序相对于图9(a)是相反的。
在图9(c)中，用于流体探测的一对电阻线路439和440以及用于信号传输的一对传导线路436和437并联设置，而在图9(d)中，与图9(c)的设置相比，电阻线路441进一步提供用于探测水分探测条带100的切割距离，但在上述设置的对面具有镜像设置。即，用于探测切割距离的电阻线路442、用于信号传输的一对传导线路443和444、以及用于流体探测的一对电阻线路445和446被依次设置。
在图9(e)中，用于信号传输的传导线路436、用于流体探测的传导线路438、用于信号传输的传导线路437、一对用于RS 485通信的传导线路447和448、以及一对用于供电的供电线路449和450被依次设置。
工业应用性
如上描述的，关于根据本发明的用于检测水分的泄漏传感器装置，由于其以条带形式被直接附接在有可能泄漏的部分上(壁、管道、设备、或者某种部件)，所以便于安装，并且其能够被轻易安装而无需支架，传感器条带可以根据所需长度被切割并且轻易地使用。
此外，由于条带薄膜是由PET、PTFE、PVC或类似物制成，因此，条带薄膜能够经受诸如强酸、强碱或有机液体这类化学溶液。
当泄漏传感器装置被安装在地板上，由于薄膜很薄且以条带附接的方式附接，人、设备、车或类似物可以在该装置上行走或者奔跑，其确保了方便的安装和使用。
传感器条带可以被切割和使用，因此可将多根条带附接到一个控制器(AMP)上。
在探测到水分之后用于移除水分所需的时间是很短的。这是因为使用了条带薄膜，所以去除水分十分容易。
由于传感器条带是以印制的方式制成的，因此产品的造价低，其有可能以较低的成本可靠地探测出较大区域的泄漏。
序列表
薄膜层，传导线路层，泄漏，孔。

Claims (11)

1.一种用于检测水分的泄漏传感器装置，所述泄漏传感器装置以条带形状形成并用于在泄漏发生时检测水分，包括：
基底薄膜；
传导线路层；
保护膜层，其中所述基底薄膜、所述传导线路层、以及所述保护膜层依次向上叠加；以及
传导线路层，其包括：在纵向上对于每个单元区域具有一定电阻值的电阻线路，和传导线路，该传导线路与该电阻线路分离并与该电阻线路并联，所述保护膜层上以一定规律间隔设置多个孔，从而传导线路层的电阻和传导线路可以被暴露于外部。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述传导线路层在纵向上还具有两条传导线路，并且电阻器以一定规律间隔设置在所述条传导线路之间。
3.如权利要求1所述的装置，其中每一个所述孔具有在宽度方向上的长槽，并且在纵向上按一定规律间隔形成，从而通过一个孔暴露所述电阻线路和传导线路。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述孔具有位于纵向上的一对长槽，从而通过一个孔独立地暴露所述电阻线路和传导线路。
5.如权利要求1所述的装置，其中每一个所述孔具有一对圆形并在纵向上按一定规律间隔形成，从而通过一个孔独立地暴露所述电阻线路和传导线路。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述孔以圆形形成并在纵向上按一定规律间隔形成，从而通过一个孔独立地暴露所述电阻线路和传导线路，所述孔允许电阻线路和传导线路交替地暴露。
7.如权利要求1所述的装置，其中所述传导线路层具有并联设置的传导线路用于两个信号的传输，并依次形成用于流体探测的传导线路和用于流体探测的电阻线路。
8.如权利要求1所述的装置，其中传导线路层具有并联设置的传导线路用于两个信号的传输，并依次形成用于流体探测的电阻线路和用于流体探测的传导线路。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述传导线路层具有一对并联的电阻线路用于流体探测，还具有一对并联的传导线路用于信号传输。
10.如权利要求1所述的装置，其中所述传导线路层具有一对用于流体探测的电阻线路、一对用于信号传输的传导线路以及用于探测切割距离的电阻线路，还具有用于探测切割距离的电阻线路、一对用于信号传输的传导线路以及一对用于流体探测的电阻线路，被依次设置。
11.如权利要求1所述的装置，其中所述传导线路层具有用于信号传输的传导线路、用于流体探测的传导线路、用于流体检测的电阻线路、用于信号传输的传导线路、一对用于RS 485通信的传导线路以及一对用于供电的供电线，被依次设置。
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