CN105276281B - 一种输液泄漏保护装置与应急方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输液泄漏保护装置与应急方法，其组成主要包括可编程控制器，以及与其连接的传感器组、复位开关、警报装置和应急装置。本发明采用压力传感器采集进液阀与出液阀(即龙头)的开关信号，采用流量传感器采集进液阀与出液阀之间输液管道的液流状态信号，通过红外线传感器判断使用者的存在，根据出液阀的开关信号，可编程控制器对实时数据进行处理，并在短时间内发出提醒或长亮警告红灯。本发明可对输液管道破裂与龙头损坏漏水情况发出红色警告并断水，同时本发明可自动提醒使用者关闭龙头，提醒后，若仍未关闭，则应急保护装置运行断水，直到检测到下一位使用者，龙头才恢复出水，有效减少水资源的浪费。

Description

一种输液泄漏保护装置与应急方法

技术领域

本发明涉及输液漏水领域，特别涉及一种输液泄漏保护装置与应急方法。

背景技术

作为一种重要的日常用品，龙头早已离不开人们的生活，不管厨房、卫生间、实验室等都设有龙头，龙头给人们带来清洁的水，给生活带来了便利，然而有些人节水意识薄弱，忘记关闭龙头或者未关紧的现象屡见不鲜，这都将造成珍贵水资源的白白浪费。

然而，在现实生活中，龙头和液管并非一直很好用，时常会出现破损漏水情况。龙头与液管的漏水情况可总结为以下几种：龙头长久使用的老化破损，使用者的使用不当造成龙头的损坏，液管道的腐蚀、老化或者液管壁太薄因液流压力大而破裂，液管与龙头连接松懈而漏水。当出现以上情况时，使用者往往一筹莫展，无法很好地采取措施以阻止水的流淌，只能眼睁睁看着大量水资源的浪费，这给人们带来很大困扰，给生活带来极大不便。

为解决上述缺陷，人们开发思维，创造出节水龙头、感应出水式龙头、防漏水龙头，然而此类龙头装置并没有解决实质性问题，也不利于人类培养随手关龙头的习惯。此类龙头装置的设计没有考虑到长久使用管道的腐蚀、老化或者龙头使用不当损坏等问题，龙头装置一旦损坏，若得不到及时修理，大量水资源便随之流失。其中，感应出水式龙头反应迟钝、出水慢，有时不出水或者关不住水，给生活带来不便，最严重的是，过于依赖感应出水式龙头的人群，“人走水断”的意识将逐渐淡薄，在使用手拧式龙头后，更容易忘记关龙头。

在大型输液管道或者珍贵液体输送应用中，也时常会发生泄漏情况，如果输液管或者龙头得不到及时修理控制，不仅造成资源的浪费，更容易污染周边环境，给人们的生活带来极大不便。

发明内容

本发明就是针对上述现有技术的不足，提供一种既能提醒龙头未关或未拧紧、可自动开启节水应急保护，又能检测漏水并发出警报的输液泄漏保护装置与应急方法。

本发明的技术方案是，一种输液泄漏保护装置，其特征是：包括传感器组、可编程控制器PLC、复位开关、警报装置和应急装置；所述传感器组、复位开关与所述可编程控制器PLC输入端相连接，所述警报装置、应急装置作为执行模块连接到可编程控制器PLC的输出端；所述传感器组包括进液阀压力传感器、出液阀压力传感器、流量传感器、红外线传感器，所述警报装置包括提醒喇叭、警告红灯。

所述应急装置为由驱动器、步进电机和调速装置组成的进液阀控制装置，用于进液阀的打开和关闭，应急装置动作灵敏，设置于进液管分流端处。

所述输液泄漏保护装置中，进液阀压力传感器设置在进液阀阀芯底端，用于采集进液阀是否关闭的信号；所述出液阀压力传感器设置在出液阀阀芯底端，用于采集出液阀（龙头）是否拧紧的信号。

所述流量传感器采用霍尔传感器，设置于进液阀与出液阀之间的液流管道上，判断液流管道的管内是否有液流通过的状态信号。

所述提醒喇叭可在设定时间内鸣响，用以提醒使用者拧紧龙头。

所述警告红灯用于警告使用者液流管道破裂或者出液阀损坏，便于及时修复液流管道通道或更换出液阀，所述警告红灯只有经复位开关控制下才能熄灭。

所述复位开关与所述可编程控制器PLC连接，用作对所述可编程控制器PLC中计数器的数据值A的清零，修理工人可用所述复位开关观察液流管道或出液阀的破损情况，以便于调试修理。

所述红外线传感器设在所述出液阀处，用于判断使用者的存在与否，灵敏度高，反应快。

一种输液泄漏保护方法，其特征是：包括以下流程：

S1、经出液阀压力传感器检测拧紧信号，判断出液阀是否被拧紧，若检测到拧紧信号，反馈信号给可编程控制器PLC，则可编程控制器PLC控制关闭提醒喇叭，可编程控制器PLC中计时器数值清零；

S2 继S1、流量传感器检测液流管道中是否有液流通过，如果有液流，则说明进液阀与出液阀之间的液流管道破损或者出液阀漏水，则可编程控制器PLC中计数器的数据值A加1，同时，可编程控制器PLC控制警告红灯得电亮起以及控制进液阀关闭；

S3 继S1、流量传感器检测液流管道中是否有液流通过，如果没有液流，进液阀压力传感器检测进液阀是否已关闭；

S4 继S3、如果进液阀没有关闭，则说明液流管道或者出液阀设施都运行正常，无漏水情况；

S5 继S3、如果进液阀已经关闭，将对可编程控制器PLC中计数器的数据值A进行判断；

S6 继S5、如果可编程控制器PLC中计数器的数据值A>0，则说明液流管道或出液阀漏水，即出现过S2中的情况，或者该漏水情况仍未被修理工人修好，此时警告红灯亮，出液阀不可使用；

S7 继S5、如果可编程控制器PLC中计数器的数据值A=0，可编程控制器PLC将控制警告红灯熄灭、控制进液阀打开，该结果可由以下两种情况解释：

其一、说明液流管道与出液阀运行良好，均无漏水情况，然而使用者用完龙头后始终未拧紧，即出现S17中的第二种结果，才导致的进液阀的自动关闭；

其二、液流管道或者出液阀破损漏水，即出现了S2中漏水情况，修理工人按下了复位开关使得可编程控制器PLC中计数器的数据值A清零，如果液流管道或者出液阀尚未修好，继续漏水，因流程自动转S2，警告红灯还会亮起，进液阀也会再次关闭，以防止水资源的流失；

S8、经出液阀压力传感器检测拧紧信号，判断出液阀是否被拧紧，如果出液阀未被拧紧，流量传感器将检测进液阀与出液阀之间的液流管道中是否有液流通过；

S9 继S8、如果进液阀与出液阀之间的液流管道中没有液流通过，红外线传感器将判断是否有使用者在使用出液阀；

S10 继S9、如果红外线传感器检测到使用者，此时进液阀处于关闭状态的，将转S5；

S11 继S8、如果红外线传感器检测不到使用者，不需要任何操作，同时该情况说明之前的使用者始终未回头拧紧出液阀，也没有新使用者来拧紧出液阀；

S12 继S8、如果进液阀与出液阀之间的液流管道中有液流通过，红外线传感器将判断是否有使用者在使用出液阀；

S13 继S12、如果红外线传感器检测到使用者，表明运行正常，说明出液阀使用者尚未离开龙头，还包括S15中情况发生时，B时间内回头来拧紧出液阀的使用者以及出现新使用者拧紧出液阀的情况；

S14 继S12、如果红外线传感器检测不到使用者，则说明使用者正在远离出液阀，此时，可编程控制器PLC中计时器开始计时；

S15 继S14、可编程控制器PLC中计时器计时总时间在B内时，可编程控制器PLC控制打开提醒喇叭，提示使用者回头拧紧出液阀；

S16 继S15、如果在计时B时间内，使用者拧紧了出液阀，则转S1；

S17 继S15，当计时总时间超过B时，可编程控制器PLC离开控制关闭提醒喇叭、关闭进液阀开关，起到应急保护节水的作用，此情况下将可有两种结果：

其一、使用者超时才回来拧紧出液阀，或者出现新使用者拧紧出液阀，此时的使用者都会被认定为下一位出液阀使用者，此时自动转S10；

其二、使用者始终未回头拧紧出液阀，即S7解释中的第一种情况发生，自动转S9。

上述流程中，只要警报红灯不亮起，如果使用者不在，不管出液阀是否被拧开或者被拧紧，出液阀设施都处于正常状态、出液阀不出水，出液阀不出水的原因归为B时间前的使用者未拧紧出液阀离开导致应急装置的关闭，如果使用者存在，只要出液阀处于“被拧开”（此处，被拧开可解释为使用者首次拧开或者上一位离开的使用者未拧紧）状态，龙头便可出水；对于使用者，用水后自觉拧紧了出液阀或者经提醒喇叭提醒后B时间内拧紧出液阀的情况，都不会导致应急装置的关闭；如果警报红灯亮起，不管使用者是否去拧开或者拧紧出液阀，应急装置都不会打开，出液阀即不会出水，有效避免因液流管道破裂或龙头损坏所造成的水资源浪费；修理工人可通过控制复位开关检查是否已修好破损的液流管道或出液阀。

所述时间B为10s。

所述出液阀为龙头。

本发明结构合理简单、生产制造容易、方法先进科学，本发明公开了一种输液泄漏保护装置与应急方法，其组成主要包括可编程控制器PLC以及与其连接的传感器组、复位开关、警报装置和应急装置。本发明采用压力传感器采集进液阀与出液阀(即龙头)的开关信号，采用流量传感器采集进液阀与出液阀之间输液管道的液流状态信号，通过红外线传感器判断使用者的存在，根据出液阀的开关信号，可编程控制器PLC对实时数据进行处理，并在短时间内发出提醒或长亮警告红灯。本发明可对输液管道破裂与龙头损坏漏水情况发出红色警告并断水，同时本发明可自动提醒使用者关闭龙头，提醒后，若仍未关闭，则应急保护装置运行断水，直到检测到下一位使用者，龙头才恢复出水，有效减少水资源的浪费。本发明提供了一种输液泄漏保护装置与应急方法，具有一系列有益效果，克服了目前龙头装置的诸多缺陷，本发明可用于日常生活水龙头的漏水保护与应急，更适合用于大型输液管道或者珍贵液体（比如：酒）、化学液体等高成本、高风险液体的输送，可控性高，有效降低风险、减少浪费，具有良好的应用前景和工业化生产潜力。

采用上述技术方案后，本发明的一种输液泄漏保护装置与应急方法取得了一系列有益效果：

（1）若液管和龙头都正常，当应急装置（即进液阀控制装置）打开时，若使用者未关闭龙头（即出液阀）离开时，提醒喇叭得电工作，通过鸣响提醒使用者关闭龙头，可编程控制器PLC中计时器开始计时，10s（此时间可设定）内若使用者回头拧紧龙头，则提醒喇叭关闭，超过10s，则提醒喇叭自动关闭，同时应急装置工作，则龙头自动断水。此方法有效解决使用者因不关或者未拧紧龙头所造成水资源流失的问题。

（2）若出现上述（1）中超过10s，使用者未拧紧龙头的情况，应急装置工作断水，而此时的龙头并未关闭，因为警告红灯并未亮，则说明龙头设施并未损坏，可以继续使用。下一位使用者只要被红外线传感器检测到，应急装置就会恢复打开，龙头则会出水。该操作不会影响龙头的正常使用，同时加强使用者自觉拧紧龙头的意识。

（3）若使用者拧紧了龙头，而液流管道出现破裂或者龙头出现漏水情况时，警告红灯亮起，应急装置自动关闭，同时可编程控制器PLC的计数器中的数据值A加一，这不仅避免了水资源的流失，同时警告使用者液流管道或者龙头破损漏水，需要修理或更换。

（4）若出现上述（3）中警告红灯亮起、应急装置关闭的情况，无论使用者是否拧开或拧紧龙头，应急装置都处于关闭状态，有效避免因漏水而造成的水资源流失。

（5）若出现上述（3）中警告红灯亮起、应急装置关闭的情况，只有当修理工人按下复位开关，使可编程控制器PLC中计数器的数据值A清零，应急装置才能被打开让液流通过，修理工人可通过复位开关调试检查液流管道或龙头是否漏水，若未修好，警报红灯将再次亮起、应急装置再次关闭，直到修理完毕。

本发明提供一种既能提醒龙头未关或未拧紧、可自动开启应急保护，又能检测警报泄漏的输液泄漏保护装置与应急方法，可应用于日常生活水龙头的漏水保护与应急，应用于工业化生产中发展潜力更大。

附图说明

图1 为本发明所述输液泄漏保护装置硬件结构图。

图2 为本发明所述输液泄漏保护装置与应急的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和附图说明对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明所揭示的一种输液泄漏保护装置与应急方法，包括传感器组、可编程控制器PLC、复位开关、警报装置和应急装置。所述传感器组、复位开关与所述可编程控制器输入端相连接，所述警报装置与所述应急装置作为执行模块连接到所述可编程控制器的输出端，所述传感器组包括进液阀压力传感器、出液阀压力传感器、流量传感器、红外线传感器，所述警报装置包括提醒喇叭、警告红灯。

优选的，所述应急装置由驱动器、步进电机和调速装置组成的进液阀控制装置，用于进液阀的打开和关闭，所述应急装置动作灵敏，设置于进液流管道分流端处。

所述可编程控制器PLC是控制的核心，具有计时、计数、判断功能，对外部多种输入信号采样并发出输出动作指令。

所述压力传感器被设置在进液阀与出液阀的阀芯底端，用于采集进液阀是否关闭以及出液阀（龙头）是否拧紧的信号，具体为，进液阀压力传感器设置在进液阀阀芯底端，用于采集进液阀是否关闭；所述出液阀压力传感器设置在出液阀阀芯底端，用于采集出液阀（龙头）是否拧紧的信号。

所述流量传感器采用霍尔传感器，设置于进液阀与出液阀之间的液流管道上，判断管内是否有液流通过的状态信号。

所述提醒喇叭可在设定时间内鸣响，用以提醒使用者拧紧龙头。

所述警告红灯用于警告使用者液流管道破裂或者龙头损坏，便于及时修复液流管道或更换龙头，所述警告红灯只有经复位开关控制下才能熄灭。

所述复位开关与所述可编程控制器PLC连接，用作对所述可编程控制器PLC中计数器的数据值A的清零，修理工人可用所述复位开关观察液流管道或龙头的破损情况，以便于调试修理。

所述红外线传感器设在所述出液阀处，用于判断使用者的存在与否，灵敏度高，反应快。

如图2所示，为本发明输液泄漏保护装置的应急方法，其流程为：

S1、判断出液阀（即龙头）是否被拧紧，龙头底端的出液阀压力感应器若检测到拧紧信号，反馈信号给可编程控制器PLC，则可编程控制器PLC控制关闭提醒喇叭，可编程控制器PLC中计时器数值清零。

S2 继S1、此时流量传感器检测液流管道中是否有液流通过，如果有液流，则说明应急装置（进液阀控制装置）与龙头之间的液流管道破损或者龙头漏水，则可编程控制器PLC中计数器的数据值A加1，同时，可编程控制器PLC控制警告红灯得电亮起以及控制进液阀关闭。

S3 继S1、此时流量传感器检测液流管道中是否有液流通过，如果没有液流，进液阀压力传感器检测进液阀是否已关闭。

S4 继S3、如果进液阀没有关闭，则说明液流管道或者龙头设施都运行正常，无漏水情况。

S5 继S3、如果进液阀已经关闭，将对可编程控制器PLC计数器的数据值A进行判断。

S6 继S5、如果计数器的数据值A>0，则说明液流管道或龙头漏水，即出现过S2中的情况，或者该漏水情况仍未被修理工人修好，此时警告红灯亮，龙头不可使用。

S7 继S5、如果计数器的数据值A=0，可编程控制器PLC将控制警告红灯熄灭、控制进液阀打开，该结果可由以下两种情况解释：

其一、说明液流管道与龙头运行良好，均无漏水情况，然而使用者用完龙头后始终未拧紧，即出现了S17中的第二种结果，才导致的进液阀的自动关闭；

其二、液流管道或者龙头破损漏水，即出现了S2中漏水情况，修理工人按下了复位开关使得可编程控制器PLC中计数器的数据值A清零，如果液流管道或者龙头尚未修好，继续漏水，因流程自动转S2，所以警告红灯还会亮起，进液阀也会再次关闭，以防止水资源的流失。

S8、判断出液阀（即龙头）是否被拧紧，如果龙头未被拧紧，流量传感器将检测进液阀与龙头之间的液流管道中是否有液流通过。

S9 继S8、如果没有液流通过，红外线传感器将判断是否有使用者在使用龙头。

S10 继S9、如果红外线传感器检测到使用者，此时进液阀处于关闭状态的，将转S5。

S11 继S8、如果红外线传感器检测不到使用者，不需要任何操作，同时该情况说明之前的使用者始终未回头拧紧龙头，也没有新使用者来拧紧龙头。

S12 继S8、如果有液流通过，红外线传感器将判断是否有使用者在使用龙头。

S13 继S12、如果红外线传感器检测使用者，表明运行正常，说明龙头使用者尚未离开龙头，还包括S15中情况发生时，10s内回头来拧紧龙头的使用者以及出现新使用者拧紧龙头的情况。

S14 继S12、如果红外线传感器检测不到使用者，则说明使用者正在远离龙头，此时，PLC中计时器开始计时。

S15 继S14、计时总时间在10s（此时间可设定）内时，PLC控制打开提醒喇叭，提示使用者回头拧紧龙头。

S16 继S15、如果计时10s内，使用者拧紧了龙头，则转S1。

S17 继S15、当计时总时间超过10s时，PLC离开控制关闭提醒喇叭、关闭进液阀开关，起到应急保护节水的作用。此情况下将可有两种结果：

其一、使用者超时才回来拧紧龙头，或者出现新使用者拧紧龙头，此时的使用者都会被认定为下一位龙头使用者，此时自动转S10；

其二、使用者始终未回头拧紧龙头，即S7解释中的第一种情况发生，自动转S9。

上述流程中，只要警报红灯不亮起，如果使用者不在，不管龙头是否被拧开或者被拧紧，龙头设施都处于正常状态、龙头不出水，龙头不出水的原因归为10s前的使用者未拧紧龙头离开导致应急装置的关闭，如果使用者存在，只要龙头处于“被拧开”（此处，被拧开可解释为使用者首次拧开或者上一位离开的使用者未拧紧）状态，龙头便可出水；对于使用者而言，用水后自觉拧紧了龙头或者经喇叭提醒后10s内拧紧龙头的情况，都不会导致应急装置的关闭；如果警报红灯亮起，不管使用者是否去拧开或者拧紧龙头，应急装置都不会打开，龙头即不会出水，有效避免因液流管道破裂或龙头损坏所造成的水资源浪费；修理工人可通过控制复位开关检查是否已修好破损的液流管道或龙头。

Claims (3)

1.一种输液泄漏保护方法，其特征是：包括包括传感器组、可编程控制器PLC、复位开关、警报装置和应急装置；所述传感器组、复位开关与所述可编程控制器PLC输入端相连接，所述警报装置、应急装置作为执行模块连接到可编程控制器PLC的输出端；所述传感器组包括进液阀压力传感器、出液阀压力传感器、流量传感器、红外线传感器，所述警报装置包括提醒喇叭、警告红灯；所述应急装置为由驱动器、步进电机和调速装置组成的进液阀控制装置，用于进液阀的打开和关闭，设置于进液管分流端处；所述输液泄漏保护装置中，进液阀压力传感器设置在进液阀阀芯底端，所述出液阀压力传感器设置在出液阀阀芯底端；所述流量传感器采用霍尔传感器，设置于进液阀与出液阀之间的液流管道上；所述红外线传感器设在所述出液阀处，用于判断使用者的存在与否；包括以下流程：

S1、经出液阀压力传感器检测拧紧信号，判断出液阀是否被拧紧，若检测到拧紧信号，反馈信号给可编程控制器PLC，则可编程控制器PLC控制关闭提醒喇叭，可编程控制器PLC中计数器的数据值A清零；

S2 继S1、流量传感器检测液流管道中是否有液流通过，如果有液流，则说明进液阀与出液阀之间的液流管道破损或者出液阀漏水，则可编程控制器PLC中计数器的数据值A加1，同时，可编程控制器PLC控制警告红灯得电亮起以及控制进液阀关闭；

S3 继S1、流量传感器检测液流管道中是否有液流通过，如果没有液流，进液阀压力传感器检测进液阀是否已关闭；

S4 继S3、如果进液阀没有关闭，则说明液流管道或者出液阀设施都运行正常，无漏水情况；

S5 继S3、如果进液阀已经关闭，将对可编程控制器PLC中计数器的数据值A进行判断；

S6 继S5、如果可编程控制器PLC中计数器的数据值A>0，则说明液流管道或出液阀漏水，即出现过S2中的情况，或者该漏水情况仍未被修理工人修好，此时警告红灯亮，出液阀不可使用；

S7 继S5、如果可编程控制器PLC中计数器的数据值A=0，可编程控制器PLC将控制警告红灯熄灭、控制进液阀打开，该结果可由以下两种情况解释：

其一、说明液流管道与出液阀运行良好，均无漏水情况，然而使用者用完出液阀后始终未拧紧，即出现S17中的第二种结果，才导致的进液阀的自动关闭；

其二、液流管道或者出液阀破损漏水，即出现了S2中漏水情况，修理工人按下了复位开关使得可编程控制器PLC中计数器的数据值A清零，如果液流管道或者出液阀尚未修好，继续漏水，因流程自动转S2，警告红灯还会亮起，进液阀也会再次关闭，以防止水资源的流失；

S8、经出液阀压力传感器检测拧紧信号，判断出液阀是否被拧紧，如果出液阀未被拧紧，流量传感器将检测进液阀与出液阀之间的液流管道中是否有液流通过；

S9 继S8、如果进液阀与出液阀之间的液流管道中没有液流通过，红外线传感器将判断是否有使用者在使用出液阀；

S10 继S9、如果红外线传感器检测到使用者，此时进液阀处于关闭状态的，将转S5；

S11 继S8、如果红外线传感器检测不到使用者，不需要任何操作，同时该情况说明之前的使用者始终未回头拧紧出液阀，也没有新使用者来拧紧出液阀；

S12 继S8、如果进液阀与出液阀之间的液流管道中有液流通过，红外线传感器将判断是否有使用者在使用出液阀；

S13 继S12、如果红外线传感器检测到使用者，表明运行正常，说明出液阀使用者尚未离开出液阀，还包括S15中情况发生时，B时间内回头来拧紧出液阀的使用者以及出现新使用者拧紧出液阀的情况；

S14 继S12、如果红外线传感器检测不到使用者，则说明使用者正在远离出液阀，此时，可编程控制器PLC中计时器开始计时；

S15 继S14、可编程控制器PLC中计时器计时总时间在B内时，可编程控制器PLC控制打开提醒喇叭，提示使用者回头拧紧出液阀；

S16 继S15、如果在计时B时间内，使用者拧紧了出液阀，则转S1；

S17 继S15，当计时总时间超过B时，可编程控制器PLC离开控制关闭提醒喇叭、关闭进液阀开关，起到应急保护节水的作用，此情况下将可有两种结果：

其一、使用者超时才回来拧紧出液阀，或者出现新使用者拧紧出液阀，此时的使用者都会被认定为下一位出液阀使用者，此时自动转S10；

其二、使用者始终未回头拧紧出液阀，即S7解释中的第一种情况发生，自动转S9。

2.根据权利要求1所述的输液泄漏保护方法，其特征是：上述流程中，只要警报红灯不亮起，如果使用者不在，不管出液阀是否被拧开或者被拧紧，出液阀设施都处于正常状态、出液阀不出水，出液阀不出水的原因归为B时间前的使用者未拧紧出液阀离开导致应急装置的关闭，如果使用者存在，只要出液阀处于“被拧开”状态，“被拧开”即使用者首次拧开或者上一位离开的使用者未拧紧，出液阀便可出水；对于使用者，用水后自觉拧紧了出液阀或者经提醒喇叭提醒后B时间内拧紧出液阀的情况，都不会导致应急装置的关闭；如果警报红灯亮起，不管使用者是否去拧开或者拧紧出液阀，应急装置都不会打开，出液阀即不会出水，有效避免因液流管道破裂或出液阀损坏所造成的水资源浪费；修理工人可通过控制复位开关检查是否已修好破损的液流管道或出液阀；所述出液阀为龙头。

3.根据权利要求1所述的输液泄漏保护方法，其特征是：所述时间B为10s。