CN103616901A - 一种用于消防水池的自动水位控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于消防水池的自动水位控制系统，它包括安装在水池侧壁上的浮子式水位传感器、通过管道与水池相连通的主用灌水泵、备用灌水泵和控制模块；所述浮子式水位传感器包括管状外壳、空心浮子、设置于空心浮子内壁上的磁铁；所述管状外壳的顶部内侧和底部内侧分别设置有凸台，所述凸台形成的孔型的最窄处小于空心浮子的最窄处；所述管状外壳为双层结构，其内部为密封空腔，所述密封空腔中上端固定有干簧管；所述管状外壳上设置有用于引出干簧管的输出导线的引线孔；所述控制模块包括稳压电源、放大电路、A/D转换电路、单片机、报警器和驱动及执行电路；本发明的优点是避免设备或者人为原因致使消防灌水泵无法停泵，提高设备运行可靠性。

Description

一种用于消防水池的自动水位控制系统

技术领域

本发明涉及一种用于消防水池的自动水位控制系统，属于给排水控制工程领域。 

背景技术

现阶段，地下厂房消防水池用于全厂消防用水，必须保证水池内保持必要的水量，而一般的消防用水池仅考虑了水位低的情况，设置了水位低报警，而对水位溢出未做过多考虑，仅仅配置了水位正常时的停泵信号。在对消防灌水泵的启停手动操作时，只是保留有必要的电气故障保护，而对外围信号如水位、压力等等不做要求，因此在手动操作下启动消防灌水泵，不会因为水位过高而自动停泵，有可能造成水淹厂房的事故。由于设备或者人为原因致使消防灌水泵无法停泵，将会水淹厂房，损坏电气设备，不利于设备安全有效的运行。 

在现有技术中的水位传感器多数是压敏电阻式或电极式的，虽然结构简单，价格低廉，可是适用于干燥环境，一旦进水则完全失效，造成误判，且使用寿命短，对于整个水位控制系统来讲，更换起来造成人力、物力的浪费。目前在有的水箱中采用的浮子式水位传感器，采用干簧管和磁体相互配合测量水位变化，但浮子外没有对其上下浮动进行预设轨道方向的处理，在浮动过程中易发生卡塞，且浮子不易更换，另外按其布置方式，只能监测一个预定液面或是需要多个浮子才能完成检测。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种避免设备或者人为原因致使消防补水水泵无法停泵，安装方便，结构简单、提高设备安全运行可靠性的用于消防水池的自动水位控制系统。 

本发明采取如下技术方案： 

本发明包括水池、消防水管，其特征在于：安装在水池侧壁上的浮子式水位传感器、通过管道与水池相连通的主用灌水泵、备用灌水泵以及控制模块；

所述浮子式水位传感器包括管状外壳、空心浮子、设置于空心浮子内壁上的磁铁；所述管状外壳的顶部内侧和底部内侧分别设置有凸台，所述凸台形成的孔型的最窄处小于空心浮子的最窄处；所述管状外壳为双层结构，其内部为密封空腔，所述密封空腔中上端固定有干簧管；所述管状外壳上设置有用于引出干簧管的输出导线的引线孔；

所述控制模块包括稳压电源、放大电路、A/D转换电路、单片机、报警器和驱动及执行电路；所述干簧管的输出导线依次经放大电路、A/D转换电路接单片机的输入端，所述单片机的输出端分别接报警器和驱动及执行电路的输入端，所述驱动及执行电路的输出端分别控制主用灌水泵和备用灌水泵；所述稳压电源的输出端分别接、放大电路、A/D转换电路、单片机和驱动及执行电路的电源端。

所述引线孔处设有密封胶圈。 

所述空心浮子为非金属空心浮子。 

所述管状外壳的管侧壁上设置有竖直开口。 

所述竖直开口的宽度小于空心浮子的最小宽度。 

本发明还包括无线发送模块、无线接收模块和显示屏；所述无线发送模块内置于控制模块中，所述单片机的相应输出端接无线发送模块的输入端，所述无线接收模块的输出端接显示屏的相应输入端。 

所述稳压电源采用型号为ADM8828ART芯片组成稳压电源电路；所述放大电路为采用型号为AD202JY的放大芯片组成的放大电路；所述A/D转换电路为采用型号为TLC4541IDGK的A/D转换器组成的A/D转换电路；所述驱动及执行电路由继电器及其外围电路元件组成；所述报警器的型号为AL600U； 

所述单片机的型号为ATmega32的AVR单片机；所述主用灌水泵和备用灌水泵的型号为Y2-802-2P-1.1KW；

所述无线发送模块和无线接收模块均采用蓝牙芯片BRF6150E2SZ1R；所述显示器的型号为LCD1602。

本发明的有益效果是：（1）本发明通过在不同水位处设置的水位传感器，配合主用和备用灌水泵，对过高水位实现强行停泵并报警，提高了本系统的安全性，避免池水溢出水淹厂房；同时不依赖变频器实现对灌水速度的调整，节约成本，控制准确；无论在手动方式还是在现地自动方式，杜绝手动方式时忘记停泵导致水满溢出，同时也为现地自动方式增加一道停泵保证。（2）本发明中使用的浮子式水位传感器采用管状外壳，有效减少水中杂质对空心浮子运动的影响，减小体积，扩大了适用范围，管状外壳简单便于安装固定；加长管状外壳，可在内部密封空腔中安装多个干簧管，相当于一次性安装多个浮子式水位传感器，节省人力物力；（3）设置在浮子式水位传感器的管状外壳的顶部内侧和底部内侧设置的凸台，有效限定了空心浮子的上下限，保证了浮子不会随水溢出或落下；（4）通过在浮子式水位传感器的管状外壳的管侧壁上设置竖直开口，可方便地清理进入管状外壳中的杂物。 

附图说明

附图1为本发明的安装排布图。 

附图2为本发明的结构示意图。 

附图3为本发明中浮子式水位传感器的结构剖视图。 

附图4为本发明中浮子式水位传感器的一个具体实施例的结构示意图。 

其中，1水池、2消防水管、3-1~3-5第一至第五浮子式水位传感器、4-1主用灌水泵、4-2备用灌水泵、5-1低水位平面、5-2次低水位平面、5-3中间水位平面、5-4停泵水位平面、5-5报警水位平面、6管状外壳、7密封空腔、8空心浮子、9磁铁、10凸台、11干簧管、12引线孔、13竖直开口。 

具体实施方式

以下结合说明书附图1~4和实施例对本发明进行进一步说明。 

如附图1~3所示，本发明包括水池1、消防水管2，其特征在于：安装在水池1侧壁上的浮子式水位传感器、通过管道与水池1相连通的主用灌水泵4-1、备用灌水泵4-2以及控制模块； 

所述浮子式水位传感器包括管状外壳6、空心浮子8、设置于空心浮子8内壁上的磁铁9；所述管状外壳6的顶部内侧和底部内侧分别设置有凸台10，所述凸台10形成的孔型的最窄处小于空心浮子8的最窄处；所述管状外壳6为双层结构，其内部为密封空腔7，所述密封空腔7中上端固定有干簧管11；所述管状外壳6上设置有用于引出干簧管11的输出导线的引线孔12；

所述控制模块包括稳压电源、放大电路、A/D转换电路、单片机、报警器和驱动及执行电路；所述干簧管11的输出导线依次经放大电路、A/D转换电路接单片机的输入端，所述单片机的输出端分别接报警器和驱动及执行电路的输入端，所述驱动及执行电路的输出端分别控制主用灌水泵4-1和备用灌水泵4-2；所述稳压电源的输出端分别接、放大电路、A/D转换电路、单片机和驱动及执行电路的电源端。

所述引线孔12处设有密封胶圈。 

所述空心浮子8为非金属空心浮子。 

实施例2： 

其他特征与上述实施例1相同，如附图4所示，区别在于实施例2的所述管状外壳6的管侧壁上设置有竖直开口13。

所述竖直开口13的宽度小于空心浮子8的最小宽度。 

所述管状外壳6由弹性材料制成，可掰开位于其上的竖直开口13更换内部的空心浮子8。 

本发明还包括无线发送模块、无线接收模块和显示屏；所述无线发送模块内置于控制模块中，所述单片机的相应输出端接无线发送模块的输入端，所述无线接收模块的输出端接显示屏的相应输入端。 

所述稳压电源采用型号为ADM8828ART芯片组成稳压电源电路；所述放大电路为采用型号为AD202JY的放大芯片组成的放大电路；所述A/D转换电路为采用型号为TLC4541IDGK的A/D转换器组成的A/D转换电路；所述驱动及执行电路由继电器及其外围电路元件组成；所述报警器的型号为AL600U； 

所述单片机的型号为ATmega32的AVR单片机；所述主用灌水泵4-1和备用灌水泵4-2的型号为Y2-802-2P-1.1KW；

所述无线发送模块和无线接收模块均采用蓝牙芯片BRF6150E2SZ1R；所述显示器的型号为LCD1602。

所述管状外壳上覆盖有防锈涂层。 

所述管状外壳为弹性材料制成的管状外壳，便于掰开更换空心浮子。 

本发明还包括用于固定连接管状外壳的连接件，所述连接件为直径大于管状外壳的套管，所述套管与被连接的两个管状外壳紧配合。通过连接件连接管状外壳，将多个水位传感器的串联成一体，减少安装固定的次数，提高工作效率。 

所述凸台与所述管状外壳的顶部内侧和底部内侧通过密封胶圈相紧固，必要时可拆下凸台更换内部的空心浮子，简单方便。 

本发明的工作过程如下： 

如附图1所示，在水池1中安装有第一至第五浮子式水位传感器3-1~3-5，所述第一至第五浮子式水位传感器3-1~3-5依次分别位于报警水位平面5-5、停泵水位平面5-4、中间水位平面5-3、次低水位平面5-2、低水位平面5-1处。

所述浮子式水位传感器竖直安装在水池1内侧壁上。 

上述每个水位传感器中的管状外壳6内固定有1个干簧管11，所需浮子式水位传感器的数量与所要测量的水位的数量一致。 

当开启消防水管2放水后，水池1内水位降低，检测第一至第五浮子式水位传感器3-1~3-5的输出；若检测到水位在低水位平面5-1处时，主用灌水泵4-1和备用灌水泵4-2全速开启，同时报警器发出报警信号A；若检测到水位在次低水位平面时，主用灌水泵4-1全速开启，备用灌水泵4-2停止；若检测到水位在中间水位平面5-3时，主用灌水泵4-1降功率运行；若检测到水位在停泵水位平面5-4时，主用灌水泵4-1停泵；若检测到水位在报警水位平面5-5时，断开主用灌水泵4-1和备用灌水泵4-2电源，同时报警器发出报警信号B。 

所述报警信号A和报警信号B声音或闪光不同，便于工作人员区分处理。 

当然，所述浮子式水位传感器的数量也可为1个，此时所述管状外壳6内固定有多个干簧管11，所述干簧管11的数量与所要测量的水位的数量一致。这样的好处是当,需检测的水位多且密集时，可一次性整体安装该浮子式水位传感器，节省人力物力。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种用于消防水池的自动水位控制系统，其包括水池（1）、消防水管（2），其特征在于：安装在水池（1）侧壁上的浮子式水位传感器、通过管道与水池（1）相连通的主用灌水泵（4-1）、备用灌水泵（4-2）以及控制模块；

所述浮子式水位传感器包括管状外壳（6）、空心浮子（8）、设置于空心浮子（8）内壁上的磁铁（9）；所述管状外壳（6）的顶部内侧和底部内侧分别设置有凸台（10），所述凸台（10）形成的孔型的最窄处小于空心浮子（8）的最窄处；所述管状外壳（6）为双层结构，其内部为密封空腔（7），所述密封空腔（7）中上端固定有干簧管（11）；所述管状外壳（6）上设置有用于引出干簧管（11）的输出导线的引线孔（12）；

所述控制模块包括稳压电源、放大电路、A/D转换电路、单片机、报警器和驱动及执行电路；所述干簧管（11）的输出导线依次经放大电路、A/D转换电路接单片机的输入端，所述单片机的输出端分别接报警器和驱动及执行电路的输入端，所述驱动及执行电路的输出端分别控制主用灌水泵（4-1）和备用灌水泵（4-2）；所述稳压电源的输出端分别接、放大电路、A/D转换电路、单片机和驱动及执行电路的电源端。

2.根据权利要求1所述的用于消防水池的自动水位控制系统，其特征在于：所述引线孔（12）处设有密封胶圈。

3.根据权利要求2所述的用于消防水池的自动水位控制系统，其特征在于：所述空心浮子（8）为非金属空心浮子。

4.根据权利要求3所述的用于消防水池的自动水位控制系统，其特征在于：所述管状外壳（6）的管侧壁上设置有竖直开口（13）。

5.根据权利要求4所述的用于消防水池的自动水位控制系统，其特征在于：所述竖直开口（13）的宽度小于空心浮子（8）的最小宽度。

6.根据权利要求3或5所述的用于消防水池的自动水位控制系统，其特征在于：还包括无线发送模块、无线接收模块和显示屏；所述无线发送模块内置于控制模块中，所述单片机的相应输出端接无线发送模块的输入端，所述无线接收模块的输出端接显示屏的相应输入端。

7.根据权利要求5所述的用于消防水池的自动水位控制系统，其特征在于：所述稳压电源采用型号为ADM8828ART芯片组成稳压电源电路；所述放大电路为采用型号为AD202JY的放大芯片组成的放大电路；所述A/D转换电路为采用型号为TLC4541IDGK的A/D转换器组成的A/D转换电路；所述驱动及执行电路由继电器及其外围电路元件组成；所述报警器的型号为AL600U；

所述单片机的型号为ATmega32的AVR单片机；所述主用灌水泵（4-1）和备用灌水泵（4-2）的型号为Y2-802-2P-1.1KW。

8.根据权利要求6所述的用于消防水池的自动水位控制系统，其特征在于：所述稳压电源采用型号为ADM8828ART芯片组成稳压电源电路；所述放大电路为采用型号为AD202JY的放大芯片组成的放大电路；所述A/D转换电路为采用型号为TLC4541IDGK的A/D转换器组成的A/D转换电路；所述驱动及执行电路由继电器及其外围电路元件组成；所述报警器的型号为AL600U；

所述单片机的型号为ATmega32的AVR单片机；所述主用灌水泵（4-1）和备用灌水泵（4-2）的型号为Y2-802-2P-1.1KW；

所述无线发送模块和无线接收模块均采用蓝牙芯片BRF6150E2SZ1R；所述显示器的型号为LCD1602。

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