CN106128045B - 一种用于动力浮标电控密封舱漏水自动报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于动力浮标电控密封舱漏水自动报警装置及其控制方法，包括灯光报警模块、主电源与备用电源切换模块、备用电源和漏水检测模块；灯光报警模块和主电源与备用电源切换模块放在置于动力浮标天线杆上的防水灯密封舱内，漏水检测模块放在电控密封舱内。防水灯密封舱与电控密封舱之间通过防水电缆连接。本发明与传统的浮标电控密封舱漏水检测模块相比，可实现在主电源不能工作的恶劣情况下仍能继续工作，且方便找到因主电源不能工作而失去联系的动力浮标。

Description

一种用于动力浮标电控密封舱漏水自动报警装置

技术领域

本发明涉及一种报警装置，尤其涉及一种用于动力浮标电控密封舱漏水自动报警装置及其控制方法。

背景技术

动力浮标是一种不需要锚泊固定、可以实现自主移动和定点停留的浮标。因此、动力浮标与系泊式浮标相比拥有较为复杂的控制电路，故而动力浮标放置电气元件和控制设备、电台等辅助设备的电控密封舱的防水极为重要。而当电控密封舱发生渗漏水时，很容易造成电路或辅助设备的损坏，使动力浮标不能正常工作。因此需要漏水检测电路来及时发现漏水并采取一定的保护措施。

目前浮标的漏水检测电路均是采用单一主电源供电，一般安装在密封舱中。例如，申请专利号为CN201520773975.8中提出一种使用范围广且电路结构简单的漏水检测装置。这种漏水检测装置采用单一电源供电，并且只能将检测到的漏水信号发送给密封舱里的其它信息处理设备处理。若采用这种漏水检测装置，当密封舱漏水且不严重的情况下，浮标的主控制器还可以工作时，可以通过无线通信发送相关信息给工作人员；但渗漏水严重时，通常会造成主控制器不能工作，甚至控制电源被损坏的情况下，使工作人员失去与浮标的联系。系泊式浮标由于被固定，不会随水流流动；而失去控制的动力浮标会随水流流动，导致工作人员很难找到失去联系的动力浮标。因此需要设计一种在控制电和动力电都失效的情况下还能自动报警的渗漏水报警电路和装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有电控密封舱漏水检测电路存在的问题而提供一种用于动力浮标电控密封舱漏水自动报警装置及其控制方法。

本发明的目的是这样实现的：包括浮标主体和设置在浮标主体上的天线杆，浮体主体内设置有电控密封舱，电控密封舱内设置有漏水检测模块、主电源和其他控制模块，天线杆上设置有防水灯密封舱，防水灯密封舱内设置有灯光报警模块、主电源与备用电源切换模块和备用电源，漏水检测模块的供电端与主电源的输出端连接，漏水检测模块的漏水检测信号输出端与其它控制模块的漏水检测信号输入端连接；漏水检测模块和主电源与备用电源切换模块经由防水电缆连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述漏水检测模块中的漏水检测传感器P3通过主电源VCC供电，电容C5连接主电源的VCC和GND，二极管D3连接主电源VCC端和单反相器U7信号输入端，电阻R6、R7、电容C4、三极管QB1与漏水检测传感器P3构成开关电路，电阻R6连接漏水传感器P3的1 脚和三极管QB1的基极，电阻R7连接三极管QB1的集电极，电容C4连接三极管QB1的基极和发射极，三极管QB1的发射极与主电源GND端相连，单反相器U7的供电脚3、5分别连接主电源的GND端和VCC端，单反相器的4脚连接其他控制模块的信号输入端和三极管 Q5的基极，三极管Q5的集电极连接主电源VCC端，三极管Q5的发射极连接常开继电器 K2线圈回路的一端，二极管D5连接常开继电器K2线圈回路的接地端和三极管Q5的基极，二极管D4连接电控密封舱防水接头P2的第3脚和常开继电器K2输出回路的一个接线端子，电控密封舱防水接头P2将报警模块的主供电电源VCC_D和主电源的正极VCC及负极GND 通过防水电缆连接到防水灯密封舱防水接头P1。

2.所述主电源与备用电源切换模块通过防水灯密封舱防水接头P1引入灯光报警模块的主供电电源VCC_D以及主电源VCC和GND，二极管D2并联主电源的VCC端和GND端，二极管D1经由开关S1连接到备用电池BT1的正极，开关S1用于调试，双刀双掷继电器K1 的线圈回路连接主电源的VCC端和GND端，双刀双掷继电器K1的输出回路分别连接灯光报警模块的供电端子DVCC、DGND和灯光报警模块主供电电源的VCC_D端、GND端以及灯光报警模块的备用供电电源的BGND端和二极管D1的负极。

3.所述灯光报警模块中DVCC和DGND引入供电电源，电容C1连接555定时器U1的第5脚和电源的DGND端，电容C2连接电源的DVCC端和DGND端，电阻R1连接555定时器U1的第3脚和三极管Q6的基极，电阻R2串联R3，R3与电解电容C3正极串联，电阻 R2另一端接入电源DVCC端，电解电容C3另一端连接到电源DGND端，电阻R2、R3和电解电容C3共同作用使NE555N芯片U1输出脚输出方波，555定时器U1的第1脚和第8脚分别接电源DGND端和DVCC端、第2脚和第6脚并联接到电阻R3和电解电容C3之间、第4脚接电源DVCC端、第7脚接入电阻R2、R3之间，报警灯LED1、LED2、LED3和电阻R4串联，报警灯LED4、LED5、LED6和电阻R5串联，LED1和LED4正极并联后连接到电源DVCC端，电阻R4、R5并联后连接到三极管Q6集电极。

一种用于动力浮标电控密封舱漏水自动报警装置的控制方法，包括如下步骤：

一、主电源为漏水检测模块供电，主电源与备用电源切换模块默认选择主电源作为灯光报警模块的供电电源；

二、漏水检测模块的检测传感器自动检测是否存在漏水情况；

三、在电控密封舱没发生漏水时，主电源正常工作，灯光报警模块不工作，报警灯不闪烁；当电控密封舱出现不影响主电源正常工作的漏水情况时，漏水检测模块发出控制信号为灯光报警模块供电并将漏水信号发送给其它控制模块的主控制器，其它控制模块的主控制器通过电台和通讯天线将漏水信号、方位等信息发送给远程工作人员，灯光报警模块工作，报警灯闪烁；若出现导致主电源不能工作的严重的漏水情况时，漏水检测模块及其他控制模块不能工作，主电源与备用电源切换模块自动切换到备用电源并为灯光报警模块供电，灯光报警模块工作，报警灯闪烁。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明与传统的浮标电控密封舱漏水检测模块相比，可实现在主电源不能工作的恶劣情况下仍能继续工作，且方便找到因主电源不能工作而失去联系的动力浮标。本发明不仅实现了电控密封舱发生漏水事故时自动启动灯光报警，并且具有当主电源因漏水事故不能工作时，能够自动切换到备用电源为灯光报警模块供电，使灯光报警模块继续报警。当动力浮标开始工作后，本发明可自动进行漏水检测与自动进行闪烁灯关报警，不需要主控制器干预，响应速度快；而且在漏水严重而导致主控电源、主控制器等失效的情况下，还能自动切换到备用电池供电，继续进行闪烁灯关报警。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的漏水检测模块的电路图；

图3是本发明的主电源与备用电源切换模块的电路图；

图4是本发明的闪烁灯光报警模块的电路图；

图5是本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

动力浮标和普通浮标一样，能够浮在水面上，它的天线杆不容易被水浸没，因此可以在天线杆上安装报警灯，当电控密封舱出现漏水时，点亮报警灯报警。

本发明的灯光报警模块2、主电源与备用电源切换模块3和备用电源4安装在防水灯密封舱1中，防水灯密封舱1安装在天线杆6上，天线杆设置在浮标主体11上，主电源10、漏水检测模块9和其它控制模块8安装在电控密封舱7中，防水灯密封舱1通过防水电缆5 与电控密封舱7相连接，更具体的说是漏水检测模块9安放在电控密封舱7底部，漏水检测模块9的供电端与主电源10输出端连接，漏水检测模块9漏水检测信号输出端与其它控制模块8的漏水检测信号输入端连接；漏水检测模块9和主电源与备用电源切换模块3经由防水电缆5连接。

当主电源10正常工作时，主电源10作为灯光报警模块2和漏水检测模块8的电源，主电源10为漏水检测模块9供电，且主电源与备用电源切换模块3默认选择主电源10作为灯光报警模块2的供电电源，一旦电控密封舱7漏水并且主电源10和其它控制模块8可以正常工作情况下当发生轻微漏水事故时，漏水检测模块9自动发出控制信号控制主电源10为灯光报警模块2供电，灯光报警模块2的报警灯闪烁，也即实现控制灯光报警模块2报警并且将漏水信号发送给其它控制模块8中的主控制器，主控制器通过电台和通讯天线将漏水、方位等信息发送给控制人员。若漏水现象严重，其它控制模块8中的自动保护功能启动导致主电源10不能工作时，主电源与备用电源切换模块3自动切换到备用电源4，通过备用电源4为灯光报警模块2供电，也即主电源与备用电源切换模块3自动切换到备用电源4作为灯光报警模块2的供电电源，使灯光报警模块2继续工作，实现主电源10不能工作时继续报警，方便工作人员迅速找到发生漏水的浮标；特别是在夜晚，闪烁的报警灯将极大的缩短工作人员寻找发生漏水事故浮标的时间。

如图2所示：漏水检测模块9中的漏水检测传感器P3通过主电源VCC供电，电容C5连接主电源的VCC和GND，起滤波作用；二极管D3连接主电源VCC端和单反相器U7信号输入端，起整流作用；电阻R6、R7、电容C4、三极管QB1与漏水检测传感器P3，构成开关电路，电阻R6连接漏水传感器P3的1脚和三极管QB1的基极，电阻R7连接三极管 QB1的集电极，电容C4连接三极管QB1的基极和发射极，三极管QB1的发射极与主电源 GND端相连；单反相器U7的供电脚3、5分别连接主电源的GND端和VCC端，单反相器的4脚连接其他控制模块8的信号输入端和三极管Q5的基极；三极管Q5的集电极连接主电源VCC端，三极管Q5的发射极连接常开继电器K2线圈回路的一端；二极管D5连接常开继电器K2线圈回路的接地端和三极管Q5的基极，起续流作用。二极管D4连接电控密封舱防水接头P2的第3脚和常开继电器K2输出回路的一个接线端子，起单向导通隔离作用；电控密封舱防水接头P2将报警模块2的主供电电源VCC_D和主电源的正极VCC及负极GND 通过防水电缆5连接到防水灯密封舱防水接头P1。其它控制模块8包括主控制器、自动保护功能模块和电台等。

当电控密封舱7没有发生漏水时，漏水检测传感器P3相当于开路，三极管QB1基极电流极小，不足以使三极管QB1导通，上拉电阻R7使单反相器U7输入端为高电平，单反相器U7输出低电平，即三极管Q5基极为低电平，三极管Q5不导通。此时常开继电器K2触头断开，不为灯光报警模块2供电。同时，将该低电平无漏水信号通过单反相器U7的输出端发送给其它控制模块8。

当电控密封舱7发生漏水事故时，漏水检测传感器P3阻值变小，三极管QB1基极电流增大，使得三极管QB1导通，将单反相器U7输入端电压拉低，变成低电平，单反相器U7 输出高电平，即三极管Q5基极为高电平，三极管Q5导通。此时常开继电器K2触点闭合，通过主电源的接口VCC_D为灯光报警模块2供电。同时，将该高电平漏水信号通过单反相器U7的输出端发送给其它控制模块8中的主控制器，主控制器通过电台和通讯天线将漏水、方位等信息发送给远程工作人员。

如图3所示：在主电源与备用电源切换模块3中，通过防水灯密封舱防水接头P1引入灯光报警模块2的主供电电源VCC_D，以及主电源VCC和GND；二极管D2并联主电源的 VCC端和GND端，起续流作用；二极管D1经由开关S1连接到备用电池BT1的正极，起单向导通隔离作用；开关S1用于调试，方便通断备用电源；双刀双掷继电器K1的线圈回路连接主电源的VCC端和GND端，双刀双掷继电器K1的输出回路分别连接灯光报警模块2的供电端子DVCC、DGND，灯光报警模块2主供电电源的VCC_D端、GND端，灯光报警模块2备用供电电源的BGND端和二极管D1的负极。

当动力浮标正式工作时，开关S1应该处于闭合状态；DVCC和DGND作为灯光报警模块2的供电端。在主电源VCC正常工作时，双刀双掷继电器K1的常开触点闭合，DGND连接到GND，DVCC连接到VCC_D，选择主电源为报警模块供电。当漏水严重，主电源VCC 不能工作时，双刀双掷继电器K1的常闭触点闭合，DGND连接到备用电源BT1负极BGND， DVCC连接到备用电源BT1正极线路上，此时选择备用电源4直接为灯光报警模块2供电。

如图4所示：在灯光报警模块2中，DVCC和DGND引入供电电源，电容C1连接555 定时器U1的第5脚和电源的DGND端，电容C2连接电源的DVCC端和DGND端，电容 C1和C2起滤波作用；电阻R1连接555定时器U1的第3脚和三极管Q6的基极，起到减小 Q6基极输入电流的作用；电阻R2串联R3，R3与电解电容C3正极串联，电阻R2另一端接入电源DVCC端，电解电容C3另一端连接到电源DGND端，电阻R2、R3和电解电容C3 共同作用使NE555N芯片U1输出脚输出方波；555定时器U1的第1脚和第8脚分别接电源 DGND端和DVCC端，第2脚和第6脚并联接到电阻R3和电解电容C3之间，第4脚接电源DVCC端，第7脚接入电阻R2、R3之间；报警灯LED1、LED2、LED3和电阻R4串联，报警灯LED4、LED5、LED6和电阻R5串联，LED1和LED4正极并联后连接到电源DVCC 端；电阻R4、R5起分压作用，并联后连接到三极管Q6集电极。

在DVCC提供稳定有效电压时，通过电阻R2、R3和电容C3共同作用使NE555N芯片 U1输出脚3输出连续方波；当NE555N芯片U1输出脚3输出高电平时，通过电阻R1使三极管Q6基极为高电平，使三极管Q6导通，电阻R4、R5并联端与DGND相连，这样报警灯LED1、LED2、LED3和报警灯LED4、LED5、LED6在DVCC和DGND的间接作用下点亮；当NE555N芯片U1输出脚3输出低电平时，通过电阻R1使三极管Q6基极为低电平，使三极管Q6截至，这样报警灯LED1、LED2、LED3和报警灯LED4、LED5、LED6不能点亮。NE555N芯片U1输出脚3输出的连续方波，可以使报警灯LED1、LED2、LED3和报警灯LED4、LED5、LED6呈现闪烁效果。通过调整电阻R2、R3和电容C3的大小可以调节报警灯的闪烁频率。

本发明所提供的自动报警装置的控制方法包括如下步骤：

步骤1：整个浮标系统开始工作后，本发明的电控密封舱漏水自动报警电路与装置也开始工作；

步骤2：主电源10为漏水检测模块9供电，同时，主电源与备用电源切换模块3默认选择主电源10作为灯光报警模块2的供电电源；

步骤3：漏水检测模块9的检测传感器自动检测是否存在漏水情况；

步骤4：在电控密封舱7没发生漏水时，主电源10正常工作，漏水检测模块9不为灯光报警模块2供电并且不发送漏水信号给其它控制模块8，灯光报警模块2不工作，报警灯不闪烁；重复执行步骤3～4；

步骤5：当电控密封舱7出现漏水，但不影响主电源10正常工作时，漏水检测模块9检测到漏水事故；漏水检测模块9发出控制信号为灯光报警模块2供电并将漏水信号发送给其它控制模块8的主控制器，主控制器通过电台和通讯天线将漏水信号、方位等信息发送给远程工作人员，灯光报警模块2工作，报警灯闪烁；

步骤6：若漏水较为严重，导致主电源10不能工作时，此时漏水检测模块9及其他控制模块8也不能工作，主电源与备用电源切换模块3自动切换到备用电源4为灯光报警模块2供电，灯光报警模块2工作，报警灯闪烁。

Claims (3)

1.一种用于动力浮标电控密封舱漏水自动报警装置，其特征在于：包括浮标主体和设置在浮标主体上的天线杆，浮体主体内设置有电控密封舱，电控密封舱内设置有漏水检测模块、主电源和其他控制模块，天线杆上设置有防水灯密封舱，防水灯密封舱内设置有灯光报警模块、主电源与备用电源切换模块和备用电源，漏水检测模块的供电端与主电源的输出端连接，漏水检测模块的漏水检测信号输出端与其它控制模块的漏水检测信号输入端连接；漏水检测模块和主电源与备用电源切换模块经由防水电缆连接；所述漏水检测模块中的漏水检测传感器P3通过主电源VCC供电，电容C5连接主电源的VCC和GND，二极管D3连接主电源VCC端和单反相器U7信号输入端，电阻R6、R7、电容C4、三极管QB1与漏水检测传感器P3构成开关电路，电阻R6连接漏水传感器P3的1脚和三极管QB1的基极，电阻R7连接三极管QB1的集电极，电容C4连接三极管QB1的基极和发射极，三极管QB1的发射极与主电源GND端相连，单反相器U7的供电脚3、5分别连接主电源的GND端和VCC端，单反相器的4脚连接其他控制模块的信号输入端和三极管Q5的基极，三极管Q5的集电极连接主电源VCC端，三极管Q5的发射极连接常开继电器K2线圈回路的一端，二极管D5连接常开继电器K2线圈回路的接地端和三极管Q5的基极，二极管D4连接电控密封舱防水接头P2的第3脚和常开继电器K2输出回路的一个接线端子，电控密封舱防水接头P2将报警模块的主供电电源VCC_D和主电源的正极VCC及负极GND通过防水电缆连接到防水灯密封舱防水接头P1。

2.根据权利要求1所述的一种用于动力浮标电控密封舱漏水自动报警装置，其特征在于：所述主电源与备用电源切换模块通过防水灯密封舱防水接头P1引入灯光报警模块的主供电电源VCC_D以及主电源VCC和GND，二极管D2并联主电源的VCC端和GND端，二极管D1经由开关S1连接到备用电池BT1的正极，开关S1用于调试，双刀双掷继电器K1的线圈回路连接主电源的VCC端和GND端，双刀双掷继电器K1的输出回路分别连接灯光报警模块的供电端子DVCC、DGND和灯光报警模块主供电电源的VCC_D端、GND端以及灯光报警模块的备用供电电源的BGND端和二极管D1的负极。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于动力浮标电控密封舱漏水自动报警装置，其特征在于：所述灯光报警模块中DVCC和DGND引入供电电源，电容C1连接555定时器U1的第5脚和电源的DGND端，电容C2连接电源的DVCC端和DGND端，电阻R1连接555定时器U1的第3脚和三极管Q6的基极，电阻R2串联R3，R3与电解电容C3正极串联，电阻R2另一端接入电源DVCC端，电解电容C3另一端连接到电源DGND端，电阻R2、R3和电解电容C3共同作用使NE555N芯片U1输出脚输出方波，555定时器U1的第1脚和第8脚分别接电源DGND端和DVCC端、第2脚和第6脚并联接到电阻R3和电解电容C3之间、第4脚接电源DVCC端、第7脚接入电阻R2、R3之间，报警灯LED1、LED2、LED3和电阻R4串联，报警灯LED4、LED5、LED6和电阻R5串联，LED1和LED4正极并联后连接到电源DVCC端，电阻R4、R5并联后连接到三极管Q6集电极。