CN109187650B - 一种高可靠性漏水检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高可靠性漏水检测系统，包括供电单元、漏水检测单元和光纤输出单元。所述的供电单元包括两组，每组供电单元均包括开关电源和电源状态检测电路，所述的漏水检测单元包括三组，每组均包括漏水检测探头和阻抗检测电路，所述的光纤输出单元包括三组，每组均包括频率调整芯片和与其输出端口相连接的光纤发射器；频率调整芯片根据检测到的电源电源电压信号和漏水信号，输出不同的频率信号，以不同的频率驱动光纤发射器向外部发送不同的报警信号。双电源供电、双开关电源冗余、传感器检测数据三重冗余等特点。同时，该漏水检测系统，可以通过三组光纤上报给控制系统，方便控制系统接收数据并进行判断。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种高可靠性漏水检测系统。
背景技术
随着输配电技术的发展，大功率电力电子变换设备不断增多，大功率变换设备一般都需要配合水冷设备使用。整个水冷系统中，会存在多个接头位置，存在漏水的风险。大功率电力电子变换设备在长时间运行过程中，需要对水冷系统的漏水情况进行检测，并实时上报给控制系统。
(1)现有的漏水检测通常采用单电源、单漏水检测探头的方式实现。当电源发生损坏时，会造成整体功能失效；当漏水检测探头发生损坏时，会造成漏水检测功能失效或误报漏水故障。
(2)现有的漏水报警信号的发送通常是以普通信号线或通讯线的连接传输方式向外发送的，信号传输距离短、容易断线，且普通的开关量信号和模拟量信号传输容易受到干扰。
上述方案中，漏水检测数据的可信性和漏水检测系统的可靠性，都有待提高。
发明内容
为了解决背景技术中的不足，本发明提供一种高可靠性漏水检测系统，双电源供电、双开关电源冗余、传感器检测数据具备三取二的功能，可信度高等特点。同时，该漏水检测系统，可以通过光纤-频率方式上报给控制系统，方便控制系统接收数据并进行判断。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种高可靠性漏水检测系统，包括供电单元、漏水检测单元和光纤输出单元。
所述的供电单元包括两组，每组供电单元均包括开关电源和电源状态检测电路，电源状态检测电路并联于开关电源的输出端，其电源电压检测信号输出端连接至光纤输出单元；两组开关电源输出端并联，共同输出系统的直流供电电源VCC。
所述的漏水检测单元包括三组，每组均包括漏水检测探头和阻抗检测电路，阻抗检测电路输入端连接漏水检测探头，输出端输出的漏水信号连接至光纤输出单元。
所述的光纤输出单元包括三组，每组均包括频率调整芯片和与其输出端口相连接的光纤发射器；每个频率调整芯片的输入端均接收两组电源状态检测电路输出的两路电源电压检测信号，检测两路供电电源的状态，同时，每个频率调整芯片的输入端还分别接收一组漏水检测单元的漏水信号；频率调整芯片根据检测到的电源电源电压信号和漏水信号，输出不同的频率信号，以不同的频率驱动光纤发射器向外部发送不同的报警信号。
所述的电源状态检测电路包括和三极管(4)和与其基极连接的限流电阻(1)、阈值稳压二极管(2)，三极管(4)的基极检测开关电源的电压，集电极输出电源电压检测信号发送至频率调整芯片。
所述的阻抗检测电路为由比较器(9)构成的电压比较电路。
所述的频率调整芯片为CPLD芯片、FPGA芯片、DSP芯片或单片机芯片其中的一种。
所述检测探头由两个金属针组成，固定于集水槽上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、双电源供电、双开关电源冗余，任一电源失效，不影响系统运行，可靠性高；
2、采用三组检测探头、阻抗检测电路、频率调整芯片、光纤发射器和光纤，具备三取二的功能，可信度高；
3、采用光纤-频率传输，传输距离长、故障率低，可靠性高。
附图说明
图1是本发明的一种高可靠性漏水检测系统拓扑结构框图；
图2是本发明的一种高可靠性漏水检测系统拓扑原理示意图；
图3是本发明的电源状态检测电路的原理示意图；
图4是是本发明的阻抗检测电路的原理示意图。
图中，1-限流电阻 2-阈值稳压二极管 3-防干扰电阻 4-三极管 5-滤波电容 6-放电电阻 7-基准电压高位电阻 8-基准电压低位电阻 9-比较器 10-串联二极管1 11-串联二极管2。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1-2所示，一种高可靠性漏水检测系统，包括供电单元、漏水检测单元和光纤输出单元。
所述的供电单元包括两组，每组供电单元均包括开关电源和电源状态检测电路，电源状态检测电路并联于开关电源的输出端，其电源电压检测信号输出端连接至光纤输出单元；两组开关电源输出端分别与二极管(10)和二极管(11)串联后并联，共同输出系统的直流供电电源VCC，为漏水检测单元和光纤输出单元提供直流电源。
所述的漏水检测单元包括三组，每组均包括漏水检测探头和阻抗检测电路，阻抗检测电路输入端连接漏水检测探头，输出端输出的漏水信号连接至光纤输出单元。
所述的光纤输出单元包括三组，每组均包括频率调整芯片和与其输出端口相连接的光纤发射器；每个频率调整芯片的输入端均接收两组电源状态检测电路输出的两路电源电压检测信号，检测两路供电电源的状态，同时，每个频率调整芯片的输入端还分别接收一组漏水检测单元的漏水信号；频率调整芯片根据检测到的电源电源电压信号和漏水信号，输出不同的频率信号，以不同的频率驱动光纤发射器向外部发送不同的报警信号。
如图3所示，所述的电源状态检测电路包括和三极管(4)和与其基极连接的限流电阻(1)、阈值稳压二极管(2)，三极管(4)的基极检测开关电源的电压，集电极输出电源电压检测信号发送至频率调整芯片。当供电电源1、供电电源2、开关电源1、开关电源2中任一发生故障后，电源状态检测电路失去能量供应，当开关电源1或开关电源2的输出电压低于设定值时，限流电阻(1)、阈值稳压二极管(2)、防干扰电阻(3)、以及三极管(4)的基射极没有电流过，三极管(4)的集射极由导通状态转换为截止状态，该电源检测状态同时报告给三个频率调整芯片，频率调整芯片接收到该状态后，输出信号的频率发生相应变化，驱动光纤发射器发出同频率的光信号，外部的控制器通过光纤接收到正常频率光信号后，判电源检测状态异常，当出现两组光纤上报的状态均为同一电源状态异常时，则判断相应供电电源或开关电源出现故障。
所述检测探头，由两个金属针组成，固定于集水槽的固定位置，当集水槽的水位达到阈值时，检测探头能够与水接触。
如图4所示，所述的阻抗检测电路为由比较器(9)构成的电压比较电路。当集水槽内水位达到阈值后，检测探头位置的阻抗发生变化，向滤波电容(5)充电，图中的放电电阻(6)用于为滤波电容(5)放电，当滤波电容的电压升高至超过由基准电压高位电阻(7)与基准电压低位电阻(8)分压获得基准电压后，比较器(9)输出状态翻转，输出端向频率调整芯片输出漏水检测信号。
所述的频率调整芯片为CPLD芯片、FPGA芯片、DSP芯片或单片机芯片其中的一种。
当电源状态和漏水检测状态正常时，频率调整芯片输出正常频率的方波信号，驱动光纤发射器发出同频率的光信号，当检测到电源故障信号或漏水信号时，输出信号的频率发生相应变化，以不同的频率驱动光纤发射器发出发送报警光信号。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
Claims (3)
1.一种高可靠性漏水检测系统，其特征在于，包括供电单元、漏水检测单元和光纤输出单元；
所述的供电单元包括两组，每组供电单元均包括开关电源和电源状态检测电路，电源状态检测电路并联于开关电源的输出端，其电源电压检测信号输出端连接至光纤输出单元；两组开关电源输出端并联，共同输出系统的直流供电电源VCC；
所述的漏水检测单元包括三组，每组均包括漏水检测探头和阻抗检测电路，阻抗检测电路输入端连接漏水检测探头，输出端输出的漏水信号连接至光纤输出单元；
所述的光纤输出单元包括三组，每组均包括频率调整芯片和与其输出端口相连接的光纤发射器；每个频率调整芯片的输入端均接收两组电源状态检测电路输出的两路电源电压检测信号，检测两路供电电源的状态，同时，每个频率调整芯片的输入端还分别接收一组漏水检测单元的漏水信号；频率调整芯片根据检测到的电源电源电压信号和漏水信号，输出不同的频率信号，以不同的频率驱动光纤发射器向外部发送不同的报警信号；
所述的电源状态检测电路包括和三极管（4）和与其基极连接的限流电阻（1）、阈值稳压二极管（2），三极管（4）的基极检测开关电源的电压，集电极输出电源电压检测信号发送至频率调整芯片；
所述的阻抗检测电路为由比较器（9）构成的电压比较电路。
2.根据权利要求1所述的一种高可靠性漏水检测系统，其特征在于，所述的频率调整芯片为CPLD芯片、FPGA芯片、DSP芯片或单片机芯片其中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种高可靠性漏水检测系统，其特征在于，所述检测探头由两个金属针组成，固定于集水槽上。
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