CN110967764A - 一种水浸开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种水浸开关装置，包括：壳体，壳体内设置有电路板，电路板上设置有元器件、电极探针和电缆；电路板上设置有正极接口和负极接口，正极接口和负极接口之间并联有水体检测电路和触发电路，水体检测电路中串联有水体导电电阻和分压电阻；触发电路中串联有第一光耦、第二光耦和场效应管，第一光耦和第二光耦串联后与和场效应管的源极相连接，场效应管的漏极与负极接口相连接，场效应管的栅极连接在水体导电电阻与分压电阻之间，第一光藕和第二光耦的两个光敏三极管中各有一个引脚连接第一通/断输出点，另一个引脚连接第二通/断输出点，当第一光耦和第二光耦中的二极管导通后，第一通/断输出点和第二通/断输出点相导通。

Description

一种水浸开关装置

技术领域

本发明属于检测开关领域，具体涉及一种水浸开关装置。

背景技术

在各种船舶、潜水艇、水上飞机、以及各种近水设备中，如：水力发电机组、露天通讯基站等，通常需要设备感知外部环境是否有水，并根据感知结果，接通/断开后级电路，实现电路功能切换或报警等功能。水浸开关就是这样一种对水敏感的、可以感知外部环境是否有水，并在有水时导通、无水时断开的电子装置。目前，国内水浸开关多采用浮力感知法，即利用水对轻质材料的浮力来压缩微动开关的触头，使微动开关导通，达到闭合后级电路的目的。采用浮力感知法的优点是：该类水浸开关为机械式结构，无需外供电源，无耗能。但采用浮力感知法也存在以下问题：浮力感知敏感度低、可能误判，采用浮力感知法时需要被测位置具有一定深度的水体，才能托起浮体来压缩微动开关的触头，使其导通；当被测位置有水但水体深度不足时，开关无法导通，造成错误判断。浮力感知水浸开关采用浮力感知法时需要在被测位置设置集水槽，集水槽内配置有浮体，集水槽和浮体的体积比较大，不易集成。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种水浸开关装置，用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。

本发明提出一种水浸开关装置，包括：

壳体，所述壳体内设置有电路板，所述印刷电路板上设置有连接有元器件、一对电极探针和电缆，所述电极探针和所述电缆分别通出所述壳体外；

所述电路板上设置有正极接口和负极接口，所述正极接口和所述负极接口之间并联有水体检测电路和触发电路，所述水体检测电路中串联有水体导电电阻和分压电阻；所述触发电路中串联有第一光耦、第二光耦和场效应管，所述第一光耦和所述第二光耦通过二极管线路相串联后与和所述场效应管的源极相连接，所述场效应管的漏极与负极接口相连接，所述场效应管的栅极连接在水体导电电阻与分压电阻之间，所述第一光藕和所述第二光耦的两个光敏三极管中各有一个引脚连接第一通/断输出点，另一个引脚连接第二通/断输出点，当所述第一光耦和所述第二光耦中的发光二极管导通后，所述第一通/断输出点和所述第二通/断输出点相导通。

本发明还具有以下可选特征。

可选地，所述正极接口和所述负极接口通过电缆连接有第一直流电源，为所述水体检测电路和所述触发电路供电。

可选地，所述第一通/断输出点和所述第二通/断输出点通过所述电缆串联在一个报警电路上，所述报警电路上连接有第二直流电源、报警指示灯和调压电阻。

可选地，所述电路板的中部设置有定位孔，所述壳体的底部设置有定位柱，所述电路板通过定位孔套在所述定位柱上。

可选地，所述壳体的四角和所述定位柱的底部边沿分别设置有凸台，所述电路板的下表面与所述凸台相接触。

可选地，所述定位柱上设置有固定孔，所述固定孔贯通所述壳体。

可选地，所述电路板通过灌封胶封装在所述壳体内。

可选地，所述水体导电电阻为接触并导通两个所述电极探针的水体。

本发明的水浸开关装置利用自然界水体导电原理，采用专用的水体检测电路和触发电路解决了现有水浸开关敏感度低、可能误判的问题；同时，本发明采用模块化结构设计方法，将元器件、电路板、电极探针等集中紧凑封装在壳体的内腔中，使整个水浸开关装置成为一个模块，有效解决了现有水浸开关体积大、不易集成的问题。

附图说明

图1是本发明的水浸开关装置的机械结构示意图；

图2是图1的全剖结构示意图；

图3是图2中的壳体和电路板的配合结构示意图；

图4是本发明的水浸开关装置的封装电路结构图；

图5是本发明的水浸开关装置的应用原理电路结构图。

在以上图中：1 电极探针；2 壳体；3 电路板；4 元器件；5 罐封胶；6 电缆；7 凸台；8 定位柱；9 定位孔；10 固定孔。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1

参考图1、图2、图4和图5，本发明的实施例提出一种水浸开关装置，包括：壳体2，所述壳体2内设置有电路板3，所述电路板3上设置有连接有元器件4、一对电极探针1和电缆6，所述电极探针1和所述电缆6分别通出所述壳体2外；参考图4，所述电路板3上设置有正极接口+Vcc和负极接口Vdd，所述正极接口+Vcc和所述负极接口Vdd之间并联有水体检测电路和触发电路，所述水体检测电路中串联有水体导电电阻X1和电阻R1；所述触发电路中串联有第一光耦U1、第二光耦U2和场效应管V1，所述第一光耦U1和所述第二光耦U2通过二极管线路相串联后与和所述场效应管V1的源极相连接，所述场效应管V1的漏极与Vdd相连接，所述场效应管V1的栅极连接在水体导电电阻X1与分压电阻R1之间，所述第一光藕U1和第二光耦U2的两个光敏三极管中各有一个引脚与K1端口相连接，另一个引脚与K2端口相连接，当所述第一光耦U1和第二光耦U2中的发光二极管导通后，所述K1端口和K2端口相导通。其中，元器件4包括分压电阻R1、第一光耦U1、第二光耦U2、场效应管V1和调压电阻R2中的一种或多种。

将本发明的水浸开关装置的壳体2固定在某浸水敏感位置。

参考图5，通过电缆6将外接第一直流电源E1即9V电池的正、负端分别接至水浸开关装置的正极接口+Vcc和负极接口Vdd，将报警指示灯D1、调压电阻R2和外接第二直流电源E2即9V电池串联后的两端通过电缆6分别接至本发明的水浸开关装置的第一通/断输出点K1和第二通/断输出点K2。调压电阻R2可选1kΩ，报警指示灯D1可选型号为BT111的发光二极管，第一直流电源E1和第二直流电源E2可选型号为6F22的9V电池。连接完成本发明的水浸开关装置的外部电路后，水浸开关装置即处于工作状态。

当浸水敏感位置即两个电极探针1之间无水时，电极探针1之间的阻值无穷大，此时分压电阻R1上端电压为0V，场效应管V1处于关断状态，第一光耦U1、第二光耦U2的输入端无电流，其输出端处于截止状态，即水浸开关的第一通/断输出点K1和第二通/断输出点K2处于截止状态，报警指示灯D1无电流、不发光。

当浸水敏感位置即两个电极探针1之间有水时，两个电极探针1之间的水体导电电阻为20kΩ~40kΩ，此时分压电阻R1上端电压约为4V，场效应管V1处于开启状态，第一光耦U1和第二光耦U2的输入端会有约10mA的电流、输出端处于导通状态，即水浸开关的第一通/断输出点K1和第二通/断输出点K2处于双向导通状态，流过报警指示灯D1的电流约10mA，报警指示灯D1发光，实现灯光报警功能。

实施例2

参考图2和图4，在实施例1的基础上，所述正极接口+Vcc和所述负极接口Vdd通过电缆6连接有第一直流电源E1，为所述水体检测电路和所述触发电路供电。

电缆6中的两条线连接在第一直流电源E1的正负两端，第一直流电源E1为外接电源，只有当一对电极探针1之间检测到水后，在两个电极探针1之间形成水体导电电阻X1，水体检测电路才能导通。

实施例3

参考图1和图3，在实施例2的基础上，所述第一通/断输出点K1和所述第二通/断输出点K2通过所述电缆6串联在一个报警电路上，所述报警电路上连接有第二直流电源E2、报警指示灯D1和调压电阻R3。

电缆6中的另两条线连接在外接的报警电路上，当水体检测电路导通后，触发电路导通，第一通/断输出点K1和第二通/断输出点K2导通，此时报警电路导通，报警电路中的第二直流电源E2为报警指示灯D1供电，报警指示灯D1亮起，提示水浸开关检测到水后触发。

实施例4

参考图2和图4，在实施例2的基础上，所述电路板3的中部设置有定位孔9，所述壳体2的底部设置有定位柱8，所述电路板3通过所述定位孔9套在所述定位柱8上。

壳体2中的定位柱8穿过电路板3中的定位孔9后可对电路板3进行水平定位，方便电路板3装配在壳体2中。

实施例5

参考图3，在实施例4的基础上，所述壳体2的四角和所述定位柱8的底部边沿分别设置有凸台7，所述电路板3的下表面与所述凸台7相接触。

凸台7支撑在壳体1的底部与电路板3之间，使电路板上的焊点悬空，避免焊点之间通过壳体1短路。

实施例6

参考图4和图5，在实施例5的基础上，所述定位柱8上设置有固定孔10，所述固定孔10贯通所述壳体2。

通过螺钉穿过固定孔10即可将本发明的水浸开关装置固定在浸水敏感位置，使其对此处进行浸水。

实施例7

参考图2，在实施例5的基础上，所述电路板3通过灌封胶5封装在所述壳体2内。

灌封胶5具有绝缘性，可以隔绝电路板3与外界接触，同时将电路板3牢牢固定在壳体2内。

实施例8

参考图4和图5，在实施例1的基础上，所述水体导电电阻X1为接触并导通两个所述电极探针1的水体。

在电缆6连接直流电源E1以及报警电路后，当水漫过两个探针1后，水体具有弱电解性，形成导通的水体导电电阻X1，进而使水体检测电路相导通，水体检测电路导通后触发电路随之导通，报警电路开始报警。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (8)

1.一种水浸开关装置，其特征在于，包括：

壳体（2），所述壳体（2）内设置有电路板（3），所述电路板（3）上设置有元器件（4）、一对电极探针（1）和电缆（6），所述电极探针（1）和所述电缆（6）分别通出所述壳体（2）外；

所述电路板（3）上设置有正极接口和负极接口，所述正极接口和所述负极接口之间并联有水体检测电路和触发电路，所述水体检测电路中串联有水体导电电阻和分压电阻；所述触发电路中串联有第一光耦、第二光耦和场效应管，所述第一光耦和所述第二光耦通过二极管线路相串联后与和所述场效应管的源极相连接，所述场效应管的漏极与负极接口相连接，所述场效应管的栅极连接在水体导电电阻与分压电阻之间，所述第一光藕和所述第二光耦的两个光敏三极管中各有一个引脚连接第一通/断输出点，另一个引脚连接第二通/断输出点，当所述第一光耦和所述第二光耦中的发光二极管导通后，所述第一通/断输出点和所述第二通/断输出点相导通。

2.根据权利要求1所述的水浸开关装置，其特征在于，所述正极接口和所述负极接口通过电缆（6）连接有第一直流电源，为所述水体检测电路和所述触发电路供电。

3.根据权利要求1所述的水浸开关装置，其特征在于，所述第一通/断输出点和所述第二通/断输出点通过所述电缆（6）串联在一个报警电路上，所述报警电路上连接有第二直流电源、报警指示灯和调压电阻。

4.根据权利要求1所述的水浸开关装置，其特征在于，所述电路板（3）的中部设置有定位孔（9），所述壳体（2）的底部设置有定位柱（8），所述电路板（3）通过所述定位孔（9）套在所述定位柱（8）上。

5.根据权利要求4所述的水浸开关装置，其特征在于，所述壳体（2）的四角和所述定位柱（8）的底部边沿分别设置有凸台（7），所述电路板（3）的下表面与所述凸台（7）相接触。

6.根据权利要求5所述的水浸开关装置，其特征在于，所述定位柱（8）上设置有固定孔（10），所述固定孔（10）贯通所述壳体（2）。

7.根据权利要求5所述的水浸开关装置，其特征在于，所述电路板（3）通过灌封胶（5）封装在所述壳体（2）内。

8.根据权利要求1所述的水浸开关装置，其特征在于，所述水体导电电阻为接触并导通两个所述电极探针（1）的水体。

Images