CN110594596A - 水务管网漏损检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水务管网漏损检测电路，包括霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2和比较调节电路、滤波发射电路，霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2分别采集地下金属供水管道内部相邻两点产生的感生涡流，将磁场强度转换为电压信号，比较调节电路运用运放器AR1比较霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2输出信号，三极管Q5检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，驱动三极管Q6导通，三极管Q6反馈信号至运放器AR3输出端内，最后滤波发射电路运用电感L2和电容C6、电容C7组成滤波电路滤除信号杂波，能够对地下金属供水管道内部相邻两点产生的感生涡流同时检测，并且互相比较校准检测信号，提高检测结果准确性。

Description

水务管网漏损检测电路

技术领域

本发明涉及水务管网漏损技术领域，特别是涉及水务管网漏损检测电路。

背景技术

目前， 现有技术一种用于城市供水的地下金属管道漏损检测电路（申请号：201610257382 .5）公开了一种电路包括控制和报警模块、高频振荡模块、数据采集与放大模块、模数转换模块和电源模块。本发明利用电磁感应原理，让交流电通过电感线圈，产生迅速变化的磁场，该磁场能在被检测的地下金属供水管道内部产生感生涡流。感生涡流反过来又会影响原来的磁场强度。利用霍尔传感器将磁场强度转换为电压信号，将该电压值与预先设定值作差，通过对差值的分析来判断检测的金属供水管道是否发生漏损；解决了目前地下金属管道埋设过深时，不易检测漏损的问题，但是利用电磁感应原理检测地下金属管道漏损时， 其感生涡流的在管道范围是很大的，并不能一次就判断出漏损位置，需要多次重复的检测才能判断出漏损位置，并且金属管道地下时间较长，很容易内部腐蚀，会严重影响设定值的大小，也即是影响检测结果，导致检测结果不准确。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供水务管网漏损检测电路，具有构思巧妙、人性化设计的特性，能够对地下金属供水管道内部相邻两点产生的感生涡流同时检测，并且互相比较校准检测信号，提高检测结果准确性。

其解决的技术方案是， 水务管网漏损检测电路，包括霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2和比较调节电路、滤波发射电路，霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2分别采集地下金属供水管道内部相邻两点产生的感生涡流，将磁场强度转换为电压信号，比较调节电路运用运放器AR1比较霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2输出信号，霍尔电压采集电路1输出信号一路输入运放器AR1同相输入端内，二路运用运放器AR2和二极管D4、二极管D5以及电容C3组成均值电路筛选均值信号，并且运用运放器AR3和二极管D6、二极管D7组成降噪电路降低信号噪声比，其中三极管Q5检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，驱动三极管Q6导通，三极管Q6反馈信号至运放器AR3输出端内，同时运用可控硅D9和稳压管D10组成开关电路反馈异常高电平信号至运放器AR2反相输入端内，最后滤波发射电路运用电感L2和电容C6、电容C7组成滤波电路滤除信号杂波，触发信号发射器E1发送信号至水务管网控制终端内。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；

1. 运用运放器AR1比较霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2输出信号，检测两者的电位差，判断待测点是否漏损， 霍尔电压采集电路1输出信号一路输入运放器AR1同相输入端内，二路运用运放器AR2和二极管D4、二极管D5以及电容C3组成均值电路筛选均值信号，并且运用运放器AR3和二极管D6、二极管D7组成降噪电路降低信号噪声比，提高信号的抗干扰性；

2. 三极管Q5检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，三极管Q5为电平转换电位，当待测点存在漏损时，此时三极管Q5为高电平信号，驱动三极管Q6导通，三极管Q6反馈信号至运放器AR3输出端内，调节运放器AR3输出信号振幅，使其能够触发信号发射器E1工作，利用两点检测方法，可以确定两点中间范围内是否异常，较现有技术更加精确地确定漏损范围，且两点互相为对比值，解决了金属管道地下时间较长，很容易内部腐蚀而影响检测结果的问题。

附图说明

图1为本发明水务管网漏损检测电路的电路原理图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

水务管网漏损检测电路，包括霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2和比较调节电路、滤波发射电路，霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2分别采集地下金属供水管道内部相邻两点产生的感生涡流，将磁场强度转换为电压信号，比较调节电路运用运放器AR1比较霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2输出信号，霍尔电压采集电路1输出信号一路输入运放器AR1同相输入端内，二路运用运放器AR2和二极管D4、二极管D5以及电容C3组成均值电路筛选均值信号，并且运用运放器AR3和二极管D6、二极管D7组成降噪电路降低信号噪声比，其中三极管Q5检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，驱动三极管Q6导通，三极管Q6反馈信号至运放器AR3输出端内，同时运用可控硅D9和稳压管D10组成开关电路反馈异常高电平信号至运放器AR2反相输入端内，最后滤波发射电路运用电感L2和电容C6、电容C7组成滤波电路滤除信号杂波，触发信号发射器E1发送信号至水务管网控制终端内；

所述比较调节电路运用运放器AR1比较霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2输出信号，检测两者的电位差，判断待测点是否漏损， 霍尔电压采集电路1输出信号一路输入运放器AR1同相输入端内，二路运用运放器AR2和二极管D4、二极管D5以及电容C3组成均值电路筛选均值信号，并且运用运放器AR3和二极管D6、二极管D7组成降噪电路降低信号噪声比，提高信号的抗干扰性，其中三极管Q5检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，三极管Q5为电平转换电位，当待测点存在漏损时，此时三极管Q5为高电平信号，驱动三极管Q6导通，三极管Q6反馈信号至运放器AR3输出端内，调节运放器AR3输出信号振幅，使其能够触发信号发射器E1工作，反之，三极管Q6不导通，同时运用可控硅D9和稳压管D10组成开关电路反馈异常高电平信号至运放器AR2反相输入端内，起到保护电路的作用；

所述比较调节电路具体结构，运放器AR1的同相输入端接二极管D3的正极，二极管D3的负极接运放器AR2的同相输入端和二极管D4、电容C3的一端，运放器AR2的反相输入端接电阻R3的一端和电阻R10的一端，电阻R3的另一端接地，运放器AR2的输出端接二极管D4的负极、二极管D5的负极和电阻R4的一端、电容C3的另一端，电阻R4的另一端接三极管Q5的集电极，二极管D5的正极接电阻R7、电容C4的一端和二极管D6的正极，二极管D6的负极接二极管D7的负极，电阻R7的另一端接运放器AR 的同相输入端，运放器AR3的反相输入端接电阻R8、电阻R9的一端，电阻R8的另一端接地，电阻R9的另一端接运放器AR3的输出端和二极管D8的负极、二极管D7的正极以及电容C4的另一端，三极管Q5的基极接运放器AR1的输出端，三极管Q5的发射极接三极管Q6的基极和电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地，三极管Q6的集电极接电源+5V，三极管Q6的发射极接电阻R6的一端和二极管D8的正极、稳压管D10的负极以及可控硅D9的正极，电阻R6的另一端接地，可控硅D9的负极接电阻R10的另一端，可控硅D9的控制极接稳压管D10的正极和电阻R11、电容C5的一端，电阻R11、电容C5的另一端接地。

在上述方案的基础上，所述滤波发射电路运用电感L2和电容C6、电容C7组成滤波电路滤除信号杂波，触发信号发射器E1发送信号至水务管网控制终端内，利用两点检测方法，可以确定两点中间范围内是否异常，较现有技术更加精确地确定漏损范围，电感L2的一端接电阻R12的一端和电阻R13、电容C6的一端，电阻R12的另一端接运放器AR3的输出端，电感L2的另一端接电阻R14、电容C7的一端，电阻R13、电容C6、电容C7的另一端接地，电阻R14的另一端接信号发射器E1。

在上述方案的基础上，霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2选用型号为UGN3503的霍尔传感器分别采集地下金属供水管道内部相邻两点产生的感生涡流，将磁场强度转换为电压信号，霍尔电压采集电路1输出信号运用三极管Q1、三极管Q2组成的推挽电路防止信号交越失真，同理，霍尔电压采集电路2输出信号运用三极管Q3、三极管Q4组成的推挽电路防止信号交越失真；

所述霍尔电压采集电路1包括型号为UGN3503的霍尔传感器J1，霍尔传感器J1的电源端接电源+5V，霍尔传感器J1的接地端接地，霍尔传感器J1的输出端接稳压管D1的负极、电阻R1的一端，稳压管D1的正极接地，电阻R1的另一端接电容C1的一端和三极管Q1、三极管Q2的基极，电容C1的另一端接地，三极管Q1的集电极接电源+5V，三极管Q1的发射极接三极管Q2的发射极和运放器AR1的同相输入端，三极管Q2的集电极接地；

所述霍尔电压采集电路2包括型号为UGN3503的霍尔传感器J2，霍尔传感器J2的电源端接电源+5V，霍尔传感器J2的接地端接地，霍尔传感器J1的输出端接稳压管D2的负极、电阻R2的一端，稳压管D2的正极接地，电阻R2的另一端接电容C2的一端和三极管Q3、三极管Q4的基极，电容C2的另一端接地，三极管Q4的集电极接电源+5V，三极管Q4的发射极接三极管Q3的发射极和运放器AR1的反相输入端，三极管Q3的集电极接地。

本发明具体使用时， 水务管网漏损检测电路，包括霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2和比较调节电路、滤波发射电路，霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2分别采集地下金属供水管道内部相邻两点产生的感生涡流，将磁场强度转换为电压信号，比较调节电路运用运放器AR1比较霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2输出信号，检测两者的电位差，判断待测点是否漏损， 霍尔电压采集电路1输出信号一路输入运放器AR1同相输入端内，二路运用运放器AR2和二极管D4、二极管D5以及电容C3组成均值电路筛选均值信号，并且运用运放器AR3和二极管D6、二极管D7组成降噪电路降低信号噪声比，提高信号的抗干扰性，其中三极管Q5检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，三极管Q5为电平转换电位，当待测点存在漏损时，此时三极管Q5为高电平信号，驱动三极管Q6导通，三极管Q6反馈信号至运放器AR3输出端内，调节运放器AR3输出信号振幅，使其能够触发信号发射器E1工作，反之，三极管Q6不导通，同时运用可控硅D9和稳压管D10组成开关电路反馈异常高电平信号至运放器AR2反相输入端内，起到保护电路的作用，最后滤波发射电路运用电感L2和电容C6、电容C7组成滤波电路滤除信号杂波，触发信号发射器E1发送信号至水务管网控制终端内。

以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.水务管网漏损检测电路，包括霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2和比较调节电路、滤波发射电路，其特征在于，霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2分别采集地下金属供水管道内部相邻两点产生的感生涡流，将磁场强度转换为电压信号，比较调节电路运用运放器AR1比较霍尔电压采集电路1、霍尔电压采集电路2输出信号，霍尔电压采集电路1输出信号一路输入运放器AR1同相输入端内，二路运用运放器AR2和二极管D4、二极管D5以及电容C3组成均值电路筛选均值信号，并且运用运放器AR3和二极管D6、二极管D7组成降噪电路降低信号噪声比，其中三极管Q5检测运放器AR1、运放器AR2输出信号电位差，驱动三极管Q6导通，三极管Q6反馈信号至运放器AR3输出端内，同时运用可控硅D9和稳压管D10组成开关电路反馈异常高电平信号至运放器AR2反相输入端内，最后滤波发射电路运用电感L2和电容C6、电容C7组成滤波电路滤除信号杂波，触发信号发射器E1发送信号至水务管网控制终端内。

2.如权利要求1所述水务管网漏损检测电路，其特征在于，所述比较调节电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端接二极管D3的正极，二极管D3的负极接运放器AR2的同相输入端和二极管D4、电容C3的一端，运放器AR2的反相输入端接电阻R3的一端和电阻R10的一端，电阻R3的另一端接地，运放器AR2的输出端接二极管D4的负极、二极管D5的负极和电阻R4的一端、电容C3的另一端，电阻R4的另一端接三极管Q5的集电极，二极管D5的正极接电阻R7、电容C4的一端和二极管D6的正极，二极管D6的负极接二极管D7的负极，电阻R7的另一端接运放器AR 的同相输入端，运放器AR3的反相输入端接电阻R8、电阻R9的一端，电阻R8的另一端接地，电阻R9的另一端接运放器AR3的输出端和二极管D8的负极、二极管D7的正极以及电容C4的另一端，三极管Q5的基极接运放器AR1的输出端，三极管Q5的发射极接三极管Q6的基极和电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地，三极管Q6的集电极接电源+5V，三极管Q6的发射极接电阻R6的一端和二极管D8的正极、稳压管D10的负极以及可控硅D9的正极，电阻R6的另一端接地，可控硅D9的负极接电阻R10的另一端，可控硅D9的控制极接稳压管D10的正极和电阻R11、电容C5的一端，电阻R11、电容C5的另一端接地。

3.如权利要求2所述水务管网漏损检测电路，其特征在于，所述滤波发射电路包括电感L2，电感L2的一端接电阻R12的一端和电阻R13、电容C6的一端，电阻R12的另一端接运放器AR3的输出端，电感L2的另一端接电阻R14、电容C7的一端，电阻R13、电容C6、电容C7的另一端接地，电阻R14的另一端接信号发射器E1。

4.如权利要求1所述水务管网漏损检测电路，其特征在于，所述霍尔电压采集电路1包括型号为UGN3503的霍尔传感器J1，霍尔传感器J1的电源端接电源+5V，霍尔传感器J1的接地端接地，霍尔传感器J1的输出端接稳压管D1的负极、电阻R1的一端，稳压管D1的正极接地，电阻R1的另一端接电容C1的一端和三极管Q1、三极管Q2的基极，电容C1的另一端接地，三极管Q1的集电极接电源+5V，三极管Q1的发射极接三极管Q2的发射极和运放器AR1的同相输入端，三极管Q2的集电极接地；

所述霍尔电压采集电路2包括型号为UGN3503的霍尔传感器J2，霍尔传感器J2的电源端接电源+5V，霍尔传感器J2的接地端接地，霍尔传感器J1的输出端接稳压管D2的负极、电阻R2的一端，稳压管D2的正极接地，电阻R2的另一端接电容C2的一端和三极管Q3、三极管Q4的基极，电容C2的另一端接地，三极管Q4的集电极接电源+5V，三极管Q4的发射极接三极管Q3的发射极和运放器AR1的反相输入端，三极管Q3的集电极接地。