CN110530588A - 一种分区定位漏液检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分区定位漏液检测系统和方法，该分区定位漏液检测系统通过平行设置的两根相同的感应线，在第一感应线上设置第一二极管来分区，并在两根感应线连接处设置反向的第二二极管，在分区的两端点对应两根平行设置的感应线上设置检测节点，每个检测节点都通过双控开关分别与恒流源和基准源相连，调控检测节点的双控开关导向，获取检测节点的电压。本发明可以检测整体布线区域是否漏夜，漏液发生的具体区域(第一区域或第二区域或两个区域均发生)以及漏液的具体位置，两个区域的漏液检测独立进行，互不干扰，适用于距离相隔很远的两个区域漏液检测，特别是能够检测两个区域同时发生漏液的具体位置的情况，适用性强。

Description

一种分区定位漏液检测系统和方法

技术领域

本发明涉及漏液检测领域，特别是涉及一种分区定位漏液检测系统和方法。

背景技术

随着科技的不断发展，我们的生活已经渐渐的融入大数据。大数据分析发展必然离不开基础的硬件设施。现代化电子信息系统机房里运行着存放大数据的服务器，为了保证服务器等设备的正常运行，机房会配备精密空调、空压机、UPS等设备以及配套的监控系统给机房提供稳定的电源系统、良好的温湿度环境和压力环境。空调加湿供水、压缩机的都会存在漏液的隐患。不仅仅是设备，消防管道泄漏、雨水渗透等因素对机房设备来说都是破坏性的打击。在这种高密度电子设备的环境，一旦漏液造成电子系统损坏，将会造成数据丢失、业务中断等严重后果。

为了避免这类事情发生，泄漏检测控制器应市场需求而生。泄漏检测控制器能够及时有效地检测泄漏情况，第一时间发出报警信号提醒运维人员及时处理，将风险降到最低，保证设备环境的稳定。如今大数据时代，机房扩建使得越来越多的大数据中心涌现。不定位式的泄漏控制器已经不足以满足检测要求，在较大数据中心，发生泄漏要人工排查将浪费大量人力，而且不能够及时找到漏液点。因此近几年需求从不定位泄漏检测逐渐升级为定位式泄漏检测。

目前泄漏定位控制器已经得到广泛应用，受到线缆结构以及控制器的限制，目前的定位式泄漏检测器无法实现多点定位泄漏检测。在控制器端，能够监测到的检测节点电压信息是非常有限的，因此现有的方式只能检测一个漏液点。当业主方使用现场划分多个区域，出现多个区域均发生泄漏时，无法区分漏液具体分布区域，也无法判断出真正漏液区域的具体位置，影响定位结果。

根据对市面上产品分析，现有的多点定位概念只是打了一个时间差，第一时间出现告警时记录下当前信息，之后如果检测到的泄漏信号变化较大则提示出现其他点泄漏告警，但是无法定位到第二区域。这种方式除了无法定位到第二区域泄漏点之外，如果第一时间是由多点泄漏共同造成的告警，则只会被认为是一个点告警，并且定位不准确。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，本发明提供了一种分区定位漏液检测系统和方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，一种分区定位漏液检测系统和方法。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

为了实现上述目的，本发明提供了一种分区定位漏液检测系统和方法，所述分区漏液定位检测系统包括平行设置于第一区域和第二区域的等长的第一感应线和第二感应线，所述第一感应线中设有第一二极管，所述第一区域和所述第二区域被所述第一二极管隔开，所述第一感应线的第二端和所述第二感应线的第二端之间连接有第二二极管，所述第一二极管和所述第二二极管反向设置，

所述第一感应线的第一端、所述第一二极管的输出端、所述第二感应线的第一端、所述第二感应线中对应所述第一二极管的输出端和所述第二感应线的第二端依次设为第一检测节点、第二检测节点、第三检测节点、第四检测节点和第五检测节点，

所述第一检测节点、所述第二检测节点、所述第三检测节点、所述第四检测节点和所述第五检测节点处分别设有第一电压检测装置、第二电压检测装置、第三电压检测装置、第四电压检测装置和第五电压检测装置，

所述第一电压检测装置、所述第二电压检测装置、所述第三电压检测装置、所述第四电压检测装置和所述第五电压检测装置分别与第一双控开关、第二双控开关、第三双控开关、第四双控开关和第五双控开关连接，

所述第一双控开关、所述第二双控开关、所述第三双控开关、所述第四双控开关和所述第五双控开关，的第一触点和所述恒流源相连，第二触点和所述基准源相连。

进一步的，所述第一感应线和所述第二感应线为阻抗较大具有均匀阻值的导线。

进一步的，所述分区漏液定位检测系统还包括分别与所述第一电压检测装置、所述第二电压检测装置、所述第三电压检测装置、所述第四电压检测装置和所述第五电压检测装置相连的减法器，所述减法器用于采集所述检测节点之间的压差。

进一步的，所述分区漏液定位检测系统还包括与所述减法器相连的放大器，用于放大所述压差。

进一步的，所述分区漏液定位检测系统还包括与所述放大器相连的微处理器用于根据所述压差判断是否漏水，若是，则计算漏水距离。

进一步的，所述分区定位漏液检测系统还包括与所述微处理器分别相连的报警器和显示器，所述报警器用于漏水报警提醒，所述显示器用于显示漏水位置。

本发明还提供了一种分区定位漏液检测方法，所述分区漏液定位检测方法包括以下步骤：

检测布线区域的漏液情况；

当检测到所述布线区域存在漏液时，采集第一区域的第一漏液信息，根据所述第一漏液信息判断所述第一区域是否发生漏液，若是，根据所述第一漏液信息计算第一漏液距离；

当检测到所述布线区域存在漏液时，采集第二区域的第二漏液信息，根据所述第二漏液信息判断所述第二区域是否发生漏液，若是，根据所述第二漏液信息计算第二漏液距离。

进一步的，在“检测布线区域的漏液情况”步骤之前还包括检测所述布线区域线路是否正常。

进一步的，所述步骤“检测所述布线区域线路是否正常”包括：

检测所述感应线的长度是否有误。

进一步的，所述步骤“检测所述布线区域线路是否正常”还包括：

检测所述感应线检测节点之间的线路是否断路。

本发明的有益效果是提供了一种分区定位漏液检测系统和方法，该分区定位漏液检测系统通过平行设置的两根相同的感应线，在第一感应线上设置第一二极管来分区，并在两根感应线连接处设置反向的第二二极管，在分区的两端点对应两根平行设置的感应线上设置检测节点，每个检测节点都通过双控开关分别与恒流源和基准源相连，调控检测节点的双控开关导向，获取检测节点的电压。本发明的系统和方法可以检测整体布线区域是否漏夜，漏液发生的具体区域(第一区域、第二区域还是两个区域均发生)以及漏液的具体位置(第一区域具体位置、第二区域具体位置或者两个区域均的具体位置)，两个区域的漏液检测独立进行，互不干扰，适用于距离相隔很远的两个区域漏液检测，特别是能够检测两个区域同时发生漏液的具体位置的情况，适用性强。

附图说明

图1是本发明第一实施例的分区定位漏液检测系统结构示意图。

图2是本发明第一实施例的分区定位漏液检测系统第一区域存在漏液时的结构示意图。

图3是本发明第一实施例的分区定位漏液检测系统第二区域存在漏液时的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

本发明的原理是在布线区域设置两根平行的具有均匀阻值的感应线，其中在感应线1中设置一个二极管D1，其中D1左边为第一区域， D1右边为第二区域，感应线1,2之间通过二极管D2连接，二极管D1 和二极管D3反向设置，在第一区域和第二区域的两端点设置相应感应线的检测节点，检测节点通过双控开关分别与基准源和恒流源相连形成整个系统。整个系统在运行的过程中可以通过双控开关的组合使用以及每个双控开关的两个触点切换使用，来采集检测节点的电压，通过对电压、电阻和电流的分析，确定布线区域的漏液情况，漏液发生区域以及具体漏液位置。特别是能够检测两个区域同时发生漏液，以及发生漏液的具体位置，两个区域的漏液检测独立进行，互不干扰，适用于距离相隔很远的两个区域漏液检测，增加了漏液检测系统的应用范围和适用性。

在实际应用的过程中，需要在相隔很远的两个区域布线，这两个区域之间横跨的距离即为整个布线区域。图1展示了本发明第一实施例的分区定位漏液检测系统结构示意图。如图1所示，分区定位漏液检测系统包括两根平行排布的感应线1和2横跨第一区域和第二区域，并且通过在第一区域和第二区域之间的感应线1(也可以设于感应线2)上设置二极管D1，感应线1的端点a2和感应线2的端点b3之间的连接导线上设置有与二极管D1反向的二极管D2。通过在感应线1和2上设置5 个检测节点a1、a2、b1、b2和b3，其中，a1、b1和b3为感应线1和2 的端点，a2设置于第一区域和第二区域之间的感应线上，设于二极管D1 电流流出方向后，b2设在感应线2对应a2的位置上，在a1、a2、b1、 b2和b3这5个检测节点上分别设置电压采集装置AIN1～5，电压采集装置AIN1～5采集检测节点a1、a2、b1、b2和b3的电压，电压采集装置 AIN1～5分别连接双控开关S1～5，S1～5的二个触点分别连有恒流源3和基准源4。恒流源3可以为整个系统提供恒定的电流I_C，电流I_C从基准源4中流出，形成完整的回路。

图2是本发明第一实施例的分区定位漏液检测系统第一区域存在漏液时的结构示意图。如图2所示，当第一区域发生漏液时，比如漏液点发生在第一区域的N点，相当于第一区域内的感应线1的n1点和感应线2的n2点通过电阻导通，其中n1、n2对应漏液N点。

图3是本发明第一实施例的分区定位漏液检测系统第二区域存在漏液时的结构示意图。如图3所示，当第二区域发生漏液时，比如漏液点发生在第二区域的M点，相当于第二区域内的感应线1的m1点和感应线2的m2点通过电阻导通，其中m1、m2对应漏液m点。

为了进一步解释整个系统，下面对整个系统的使用方法做详细的介绍，本发明提供了一种分区定位漏液检测方法，包括以下步骤：

在步骤S1中，检测布线区域的漏液情况。

具体的，请参阅图1，在整个系统使用时，应该将双控开关S1与恒流源3相连接，双控开关S4与基准源4相连接，断开双控开关S2，S3 和S5，电流I_C从S1流入，AIN1～5采集对应检测节点的电压，主要通过a1-a3-b3-b1这条电路1来检测整个布线区域的漏液情况，电路1中包括横跨布线区域的感应线1和2。

当布线区域中没有漏液时，由于感应线1中的二极管D1的方向和电流接入方向相同，检测节点a1和a2中存在电流，则AIN1和AIN2能检测到电压，但二极管D2和电流方向相反，二极管D2处断路，电流无法继续流向后续电路，则检测节点b1、b2和b3没有电流，AIN3～5检测到电压为0；

当布线区域存在漏液时(不论漏液存在与第一区域、或第二区域或两个区域均存在漏液)，电路1中的二极管D2断路处被水滴短接，参见图2和图3的R1和R2(这里不再赘述)，此时，b1处有电流回流，则 AIN4检测到的电压不为0。

通过双控开关S1与恒流源3相连接，双控开关S4与基准源4相连接，检测检测节点b1处的电压，AIN4采集到的电压为0时，布线区域不存在漏液；AIN4采集到的电压不为0时，对应布线区域发生漏液。

在步骤S2中，当检测到布线区域存在漏液时，采集第一区域的第一漏液信息，根据第一漏液信息判断第一区域是否发生漏液，若是，根据第一漏液信息计算第一漏液距离。

具体的，在检测第一区域漏液情况时，请参阅图2，应该将双控开关S4与恒流源3相连接，双控开关S1与基准源4相连接，断开双控开关S2，S3和S5，电流I_C从S4流入，AIN1～5采集对应检测节点的电压，主要通过b1-b2-a2-a1这条电路2来检测整个布线区域的漏液情况，电路2中只包括第一区域的感应线1和2。

当第一区域没有漏液时，二极管D2的方向和电流接入方向相同，但二极管D1和电流方向相反，二极管D1处断路，电流无法继续流向后续电路，则检测节点a1没有电流，AIN1检测到电压为0；

当第二区域存在漏液时，电路2中的二极管D1断路处被水滴短接，参见图2的R1，此时，a1处有电流回流，则AIN1检测到的电压不为 0。

通过双控开关S4与恒流源3相连接，双控开关S1与基准源4相连接，检测检测节点a1处的电压，AIN1采集到的电压为0时，第一区域不存在漏液；AIN1采集到的电压不为0时，第一区域发生漏液。

将感应线1和2的单位阻值设为Rate，恒流源电流设为I_C，感应线 1,2总长度设为L，第一区域距离设为a1a2＝b1b3＝L0(适用于整个系统和方法)。

当检测到第一区域存在漏液时，确定第一区域发生漏液点N，漏液距离设为a1n1＝b1n2＝L1，请参阅图2。获取电路2中的AIN3、AIN4和 AIN5测得的电压分别为V3、V4和V5，其中，V3和V5的电压都等于 n2点的电压，V4电压为b1处的电压，忽略液体电阻R1，则L1的电压为(V4-(V3+V5)/2)，这里用(V3+V5)/2平均一下代表V5，则确定第一区域漏液距离L1＝(V4-(V3+V5)/2)/Ic/Rate。

在步骤S3中，当检测到布线区域存在漏液时，采集第二区域的第二漏液信息，根据第二漏液信息判断第二区域是否发生漏液，若是，根据第二漏液信息计算第二漏液距离。

具体的，在检测第二区域漏液情况时，请参阅图3，应该将双控开关S2与恒流源3相连接，双控开关S3与基准源4相连接，断开双控开关S1，S4和S5，电流I_C从S2流入，AIN1～5采集对应检测节点的电压，主要通过a2-a3-b3-b2这条电路3来检测整个布线区域的漏液情况，电路3中只包括第二区域的感应线1和2。

当第二区域没有漏液时，二极管D2的方向和电流接入方向相反，二极管D2处断路，电流无法继续流向后续电路，则检测节点b2没有电流，AIN3检测到电压为0；

当第二区域存在漏液时，电路3中的二极管D2断路处被水滴短接，参见图3的R2，此时，b2处有电流回流，则AIN3检测到的电压不为 0。

通过双控开关S2与恒流源3相连接，双控开关S3与基准源4相连接，检测检测节点b2处的电压，AIN3采集到的电压为0时，第一区域不存在漏液；AIN3采集到的电压不为0时，第二区域发生漏液。

当检测到第一区域存在漏液时，确定第一区域发生漏液点M，漏液距离设为a1m1＝b1m2＝L2，请参阅图3。获取电路3中的AIN2和AIN3 测得的电压分别为V2’和V3’，其中，忽略液体R2的电压，则a2m1+b2m2 的电压为V2’-V3’，a2m1＝b2m2＝(V2’-V3’)/Ic/Rate，则确定第二区域漏液距离L2＝(V2’-V3’)/Ic/Rate+L0。

为了保证整个检测方法的数据的准确性，在步骤S1之前还包步骤 S0，在步骤S0中，检测整个布线区域线路是否正常。

步骤S0包括：

在步骤S001中，检测感应线的长度是否有误。

具体的，S1、S2、S3断开，S4连接到基准源、S5连接到恒流源。恒流源释放电流从b3检测节点流入。因S1、S2、S3为断开状态，回路电流将会从b1检测节点流出。采集AIN4的电压V4”，同理采集AIN5 的电压V5”。所测线缆长度L’＝(V5”-V4”)/Ic/Rate，将L’和L比较，看是否相等。

通过对感应线缆长度的检测，可以提高上述漏液位置的计算的准确性。

步骤S0还包括：

在步骤S002中，检测感应线检测检测节点之间的线路是否断路。

具体的，S1、S2、S3断开，S4连接到基准源，S5连接到恒流源。恒流源电流从b3进入，从b1流出。当Ain4检测到的电压V4不为0，则b1b3检测节点连接的线缆(包括检测节点连出的导线和中间的感应线)正常，否则判断b1b3检测节点连接的线缆存在断线。

S1、S2、S4断开，S3连接到基准源，S5连接到恒流源。恒流源电流从b3进入，从b2流出。当Ain3检测到的电压V3不为0，则b2b3检测节点连接的线缆(解释同上)正常，否则判断b2b3检测节点连接的线缆存在断线。

S1、S3、S4断开，S2连接到基准源，S5连接到恒流源。恒流源电流从a3进入，从a2流出。当Ain2检测到的电压V2不为0，则a2a3检测节点连接的线缆(解释同上)正常，否则判断a2a3检测节点连接的线缆存在断线。

S3、S4、S5断开，S2连接到基准源，S1连接到恒流源。恒流源电流从a1进入，从a2流出。当Ain2检测到的电压V2不为0，则a1a2检测节点连接的线缆(解释同上)正常，否则判断a1a2检测节点连接的线缆存在断线。

通过对系统各检测节点和各检测节点引出的线缆的断线情况进行检测，提高步骤S1中漏液检测的准确性。也保证了整个系统的漏液检测的准确。

在上面AIN1～5测量得到的节点电压都需要进行求差运算。在硬件电路中，可以设计与AIN1～5相连的减法器得到所需要的压差，减法器后面加上放大器进行信号放大，放大压差，以方便微处理器能够测量得到。例如，放大前，V0＝V2-V1；放大后，Vout＝K*V0。

本发明系统还通过与放大器相连的微处理器对求得的压差进行判断和计算，判断布线区域是否漏水信息，若发生漏水计算漏水距离确定具体漏水位置。若发生漏水，则通过与微处理器相连的报警器进行漏水报警提醒，还可以通过与微处理器相连的显示器显示漏水的具体位置，显示器根据微处理器的计算结果来显示漏水区域(第一区域或者第二区域或者两个区域均漏水)和具体漏水位置。

液体泄漏使得感应线缆之间形成回路，此时将泄漏的液体等效地等同电阻来计算。然而实际上液体中的阻抗变化是很大的。混合液体中离子的活跃性、液体温度、液体的流动性使得我们在采集的过程中得到的数据非常离散。要测量得到泄漏数据需要在硬件以及软件两方面着手。

微处理器采集各点电压需要切换开关，并且很多情况下是采用轮流的方式采集各个电位的数据，因此得到的数据组合往往不能真正意义上的是同一时刻的数据。例如先采集A点电压Va，再采集B点电压Vb。这个过程切换需要时间，在测量B点电压的时候A点电压已经发生了变化。因此需要采集足够多的数据，得到足够多的抽样数据。离散时间信号通过RC滤波尽可能逼近原始波形。

恒流源的精度将会影响到最终的计算结果，在常规的设计中，通常使用NTC等热敏电阻器件对电路进行温度补偿。然而即使热敏电阻的曲线特性并不一定能对电路进行一个很好的补偿，因此在测量前本发明将会对当前环境下的电流源提供的电流数值大小进行一个测量采集，这个得益于电路采用微处理器。利用实时测量的电流值进行计算，从而解决了因环境温度、湿度、元件工艺差异等因素带来的影响。

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

Claims (10)

1.一种分区定位漏液检测系统，其特征在于，所述分区漏液定位检测系统包括平行设置于第一区域和第二区域的等长的第一感应线和第二感应线，所述第一感应线中设有第一二极管，所述第一区域和所述第二区域被所述第一二极管隔开，所述第一感应线的第二端和所述第二感应线的第二端之间连接有第二二极管，所述第一二极管和所述第二二极管反向设置，

所述第一感应线的第一端、所述第一二极管的输出端、所述第二感应线的第一端、所述第二感应线中对应所述第一二极管的输出端和所述第二感应线的第二端依次设为第一检测节点、第二检测节点、第三检测节点、第四检测节点和第五检测节点，

所述第一检测节点、所述第二检测节点、所述第三检测节点、所述第四检测节点和所述第五检测节点处分别设有第一电压检测装置、第二电压检测装置、第三电压检测装置、第四电压检测装置和第五电压检测装置，

所述第一电压检测装置、所述第二电压检测装置、所述第三电压检测装置、所述第四电压检测装置和所述第五电压检测装置分别与第一双控开关、第二双控开关、第三双控开关、第四双控开关和第五双控开关连接，

所述第一双控开关、所述第二双控开关、所述第三双控开关、所述第四双控开关和所述第五双控开关，的第一触点和所述恒流源相连，第二触点和所述基准源相连。

2.根据权利要求1所述的分区定位漏液检测系统，其特征在于，所述第一感应线和所述第二感应线为阻抗较大具有均匀阻值的导线。

3.根据权利要求1所述的分区定位漏液检测系统，其特征在于，所述分区漏液定位检测系统还包括分别与所述第一电压检测装置、所述第二电压检测装置、所述第三电压检测装置、所述第四电压检测装置和所述第五电压检测装置相连的减法器，所述减法器用于采集所述检测节点之间的压差。

4.根据权利要求3所述的分区定位漏液检测系统，其特征在于，所述分区漏液定位检测系统还包括与所述减法器相连的放大器，用于放大所述压差。

5.根据权利要求1-4任一所述的分区定位漏液检测系统，其特征在于，所述分区漏液定位检测系统还包括与所述放大器相连的微处理器用于根据所述压差判断是否漏水，若是，则计算漏水距离。

6.根据权利要求5所述的分区定位漏液检测系统，其特征在于，所述分区定位漏液检测系统还包括与所述微处理器分别相连的报警器和显示器，所述报警器用于漏水报警提醒，所述显示器用于显示漏水位置。

7.一种分区定位漏液检测方法，其特征在于，所述分区漏液定位检测方法包括以下步骤：

检测布线区域的漏液情况；

当检测到所述布线区域存在漏液时，采集第一区域的第一漏液信息，根据所述第一漏液信息判断所述第一区域是否发生漏液，若是，根据所述第一漏液信息计算第一漏液距离；

当检测到所述布线区域存在漏液时，采集第二区域的第二漏液信息，根据所述第二漏液信息判断所述第二区域是否发生漏液，若是，根据所述第二漏液信息计算第二漏液距离。

8.根据权利要求7所述的分区定位漏液检测方法，其特征在于，在“检测布线区域的漏液情况”步骤之前还包括检测所述布线区域线路是否正常。

9.根据权利要求8所述的分区定位漏液检测方法，其特征在于，所述步骤“检测所述布线区域线路是否正常”包括：

检测所述感应线的长度是否有误。

10.根据权利要求8所述的分区定位漏液检测方法，其特征在于，所述步骤“检测所述布线区域线路是否正常”还包括：

检测所述感应线检测节点之间的线路是否断路。