CN111811744A - 一种水浸开关有水检测的装置及方法 - Google Patents

一种水浸开关有水检测的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种水浸开关有水检测的装置，其包括：水浸开关连接电路，通过多个水浸开关单元感测浸水变化并输出所述水浸开关电路两端间的感测信号；控制器，通过对所述水浸开关连接电路两端间的感测信号进行计算来判断所述水浸开关是否浸水并确定浸水位置。本发明还提供了一种水浸开关有水检测的方法，本发明的方案可以有效地实现解决机房内水浸开关不能精确定位漏水点的问题，从而对机房中漏水点的精确检测和及时报警。

Description

一种水浸开关有水检测的装置及方法
技术领域
本发明涉及漏水检测领域，更具体地涉及一种水浸开关有水检测的装置及方法。
背景技术
在密闭空间中对带电设备进行漏水检测并准确确定漏水位置及报警一直以来是工程领域中的难题。以机房空调为例，机房空调目前漏水检测多采用两种方式。一种是水浸线缆方式，在机房里放置一根水浸线缆，当控制板检测到积水让水浸线缆短路后，发出报警信号。但是目前在使用的漏水检测电路需要直接给水浸线缆通电，给水浸线缆通电以后放置在机房内部存在一定的安全隐患。并且水浸线缆制造复杂且成本较高，不利于产品成本控制。另一种是水浸开关方式，在机房里设置几个电极探头，当控制板检测到积水让探头短路后，发出报警信号，这种水浸开关的方式虽然可以完全实现电源隔离，但是目前的水浸开关检测电路只能实现简单的地面有水报警，并不能准确的报出具体是哪个地方有水。有鉴如此，特提出本发明。
上述在背景部分公开的信息仅用于对本发明的背景做进一步的理解，因此它可以包含对于本领域普通技术人员已知的不构成现有技术的信息。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术中的相关问题。本发明一方面提供了一种水浸开关有水检测的装置，另一方面提供了一种水浸开关有水检测的方法。通过本发明提供的方案，可以有效地实现解决机房内水浸开关不能精确定位漏水点的问题，从而对机房中漏水点的精确检测和及时报警。
本发明第一方面提供一种水浸开关有水检测的装置，包括：水浸开关连接电路，通过多个水浸开关单元感测浸水变化并输出所述水浸开关电路两端间的感测信号；控制器，通过对所述水浸开关连接电路两端间的感测信号进行计算来判断所述水浸开关是否浸水并确定浸水位置。
根据本发明的一个实施方式，其中所述水浸开关单元由电级和电阻并联组成，所述水浸开关连接电路两端间包含多个相互串联的水浸开关单元。
根据本发明的一个实施方式，水浸开关有水检测的装置还包括方波发生器和互感器，其中，所述方波发生器用于产生固定频率的方波信号，所述互感器的初级绕组和所述水浸开关电路的两端相耦接，所述互感器的次级绕组的一端和方波发生器相耦接，另一端和控制器相耦接并将所述方波信号和经过互感器隔离后的所述感测信号进行混合后产生的波形信号输入所述控制器。
根据本发明的一个实施方式，水浸开关有水检测的装置还包括反向放大电路、差分放大电路、低通滤波电路和分压电路，所述混合后产生的波形信号经过反向放大电路、差分放大电路、低通滤波电路处理后，得到固定的电压值，所述固定的电压值通过分压电路后产生采样电压值，所述控制器根据所述采样电压值来计算水浸开关连接电路中的电阻的阻值，根据电阻的阻值判断所述水浸开关是否浸水并确定浸水位置并且报警。
根据本发明的一个实施方式，所述水浸开关有水检测的装置的所述多个水浸开关单元中的电阻的阻值由公式rn＝2(n-2)(r1+x)，n≥2来确定，其中，rn为第n个水浸开关单元中电阻的阻值，x为所述电极连接电路中电阻的总阻值之间的最小差值。
本发明第二方面提一种水浸开关的有水检测的方法，包括以下步骤：通过多个水浸开关单元感测浸水变化并输出所述水浸开关电路两端间的感测信号；通过控制器对所述感测信号进行计算来判断所述水浸开关是否浸水并确定浸水位置。
根据本发明的一个实施方式，其中所述水浸开关单元由电级和电阻并联组成，所述多个水浸开关进行串联构成水浸开关电路，所述感测信号为所述水浸开关连接电路两端间的输出信号。
根据本发明的一个实施方式，所述感测信号经过互感器隔离后与方波发生器产生的固定频率的方波信号进行混合，混合后产生的混合波形信号输入所述控制器。
根据本发明的一个实施方式，所述混合后产生的波形信号经过反向放大电路、差分放大电路、低通滤波电路处理后，得到固定的电压值，所述固定的电压值通过分压电路后产生采样电压值，所述控制器根据所述采样电压值来计算水浸开关连接电路中的电阻的阻值，根据电阻的阻值判断所述水浸开关是否浸水并确定浸水位置并且报警。
根据本发明的一个实施方式，所述多个水浸开关单元中的电阻的阻值由公式rn＝2(n-2)(r1+x)，n≥2来确定，其中，rn为第n个水浸开关单元中电阻的阻值，x为所述电极连接电路中电阻的总阻值之间的最小差值。
采用本发明的实施方案，具有的发明效果为：1)装配有本发明提供的检测装置的控制板能够精确的定位漏水点，让机房维护人员能够迅速找到漏水位置进行抢修，为维护工作带来了极大的便利，并且消除了水浸线缆带电带来的安全隐患；2)本发明提供的检测装置采用模块化的设计方法，使得结构变得简单，易于管理、使用和维护，并且降低生产成本和维护成本，具有良好的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图进行简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明的一个示例性实施例的水浸开关连接电路的示意图。
图2是根据本发明的一个示例性实施例的水浸开关有水检测的装置的示意图。
图3是根据本发明的一个示例性实施例的水浸开关有水检测的方法的流程图。
具体实施方式
如在本文中所使用的，词语“第一”、“第二”等可以用于描述本发明的示例性实施例中的元件。这些词语只用于区分一个元件与另一元件，并且对应元件的固有特征或顺序等不受该词语的限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含意相同的含意。如在常用词典中定义的那些术语被解释为具有与相关技术领域中的上下文含意相同的含意，而不被解释为具有理想或过于正式的含意，除非在本发明中被明确定义为具有这样的含意。
本领域的技术人员将理解的是，本文中描述的且在附图中说明的本发明的装置和方法是非限制性的示例性实施例，并且本发明的范围仅由权利要求书限定。结合一个示例性实施例所说明或描述的特征可与其他实施例的特征组合。这种修改和变化包括在本发明的范围内。
下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在附图中，省略相关已知功能或配置的详细描述，以避免不必要地遮蔽本发明的技术要点。另外，通篇描述中，相同的附图标记始终指代相同的电路、模块或单元，并且为了简洁，省略对相同电路、模块或单元的重复描述。
此外，应当理解一个或多个以下方法或其方面可以通过至少一个控制单元或控制器执行。术语“控制单元”或“控制器”可以指代包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置成存储程序指令，而处理器具体配置成执行程序指令以执行将在以下进一步描述的一个或更多进程。而且，应当理解，正如本领域普通技术人员将意识到的，以下方法可以通过包括控制单元的装置并结合一个或多个其他部件来执行。
图1是根据本发明的一个示例性实施例的水浸开关连接电路的示意图。
如图1所示，根据本发明的示例性实施例，水浸开关连接电路由多个水浸开关单元组成，在图1中，示出了5个水浸开关单元串联组成的水浸开关连接电路，其中电极1和电阻R1并联构成了一个水浸开关单元，依次类推，电极2和电阻R2构成了第二个水浸开关单元，电极3和电阻R3构成了第三个水浸开关单元，电极4和电阻R4构成了第四个水浸开关单元，电极5和电阻R5构成了第五个水浸开关单元，第一和第五个水浸开关单元串联连接形成水浸开关连接电路，如图1所示，其中水浸开关连接电路包括两端J1/J2端。
根据本发明实例性的实施例，水浸开关连接电路通过电极和电阻并联以后再串联的方式得出电极连接电路总阻值和电极报警位置的关系。如图1所示，选用电极为5个，按照图1中的连接方式，电极报警可能出现的组合方式总数为:
Figure BDA0002543397810000051
在电阻R1-R5取值合理的情况下，水浸开关连接电路的电极报警出现的32种组合将会分别对应32个不同的电极连接电路总电阻值。其中电阻值的取值方法为：先设定32个不同的J1/J2端阻值(水浸开关连接电路总阻值)的最小差值为x；取电阻R1的阻值为r1，则R2的阻值r2＝r1+x；R3的阻值re＝2(r1+x)；R4的阻值r4＝4(r1+x)；R5的阻值r5＝8(r1+x)。如果水浸开关连接电路有更多的水浸开关单元，那么第n个水浸开关单元Rn值rn＝2(n-2)(r1+x)，n≥2。按照多个水浸开关单元中上述电阻值的取值方法，依次确定R1-R5的阻值r1-r5，在确定了r1-r2以后，电极1到电极5报警总共能出现的32种结果将分别对应32个不同的J1/J2端阻值(电极连接电路总阻值)，并且这32个总阻值之间的最小差值为x。
此外，上述的实施例的中的5个电极也可以取其他值，比如4个、6个等，改变电极的数量以后与电极并联的相关电阻的取值方法与上述实施例的方法一样即按照rn＝2(n-2)(r1+x)，n≥2来取值。
图2是根据本发明的一个示例性实施例的水浸开关有水检测的装置的示意图。在图2中，水浸开关有水检测的装置包括如图1所示的水浸开关连接电路，互感器L1，方波发送电路，反向放大电路，低通滤波电路，分压电路，控制器。
图2中所示水浸开关有水检测的装置的工作流程为：水浸开关连接电路的J1/J2端感测浸水变化情况，并输出J1/J2端间的感测信号。水浸开关连接电路的J1/J2端和互感器L1左端的初级绕组通过电阻R6和R7相耦接，互感器L1的右端次级绕组的第1端和方波发生电路相耦接，互感器L1左端J1/J2端感测信号中的阻值的变化会引起互感器L1右端的2端输出波形的变化。方波发生器与互感器右端次级绕组1端相耦接，方波发生电路产生一个固定频率的方波输入到互感器L1右端次级绕组的1端，互感器L1右端次级绕组2端的将方波信号和经过互感器L1隔离后的J1/J2端的感测到水浸变化情况的感测信号进行混合，并输出混合后的波形信号。互感器L1右端次级绕组的第2端输出的混合后的波形信号会因电极连接电路的J1/J2端总阻值的变化而变化。互感器L2右端次级绕组的第2输出的波形信号依次经过反向放大电路、差分放大电路、低通滤波电路和分压电路后会得到一个固定的电压值，该固定的电压值由互感器L1左端初级绕组连接的水浸开关连接电路的J1/J2端阻值来决定。将此固定的电压值通过分压电路以后会产生一个采样电压值，利用控制器中的AD(模拟数字)端口计算出该采样电压值，通过采样电压值计算出上述低通滤波电路输出的固定的电压值，继而推算出互感器L1左端初级绕组连接的水浸开关连接电路J1/J2端电阻值，继而得出具体电极报警组合，并根据报警组合来确定实际有水位置。
根据本发明实例性的一个实施例，在图1中的电阻R1到电阻R5的阻值分别具体为r1＝10KΩ，r2＝20KΩ，r13＝40KΩ，r4＝80KΩ，r5＝160KΩ；当电极1短路时，J1/J2两端的总阻值为300KΩ，当电极2短路时，J1/J2两端的总阻值为280KΩ等，当电极1到5其中的1个或者多个短路时会分别出现不同J1/J2端总阻值；利用控制器通过其AD端口计算出采样电压值，通过采样电压的值算出上述低通滤波电路输出的固定的电压值，低通滤波电路输出的电压值和J1/J2两端的电阻值成线性关系，通过低通滤波电路输出的电压值可以得出J1/J2两端的电阻值，得出J1/J2两端的电阻值，控制器就可以得出是在图1中所示出的五个电极中哪些电极短路了，比如通过电压值得出J1/J2两端的电阻值为300KΩ，就可以得出电极1短路了，从而知道电极1安装的位置有水；通过电压值得出J1/J2两端的电阻值为280KΩ，就可以得出电极1和电极2短路了，从而知道电极1和电极2安装的位置有水。
图3是根据本发明的一个示例性实施例的水浸开关有水检测的方法的流程图。
如图3所示，在步骤301处，通过多个水浸开关单元感测浸水变化并输出所述水浸开关电路两端间的感测信号。
在步骤302处，所述感测信号经过互感器隔离后与方波发生器产生的固定频率的方波信号进行混合，产生的混合后的波形信号。
在步骤303处，所述混合后产生的波形信号经过反向放大电路、差分放大电路、低通滤波电路处理后，得到固定的电压值，所述固定的电压值通过分压电路后产生采样电压值。
在步骤304处，控制器中的AD(模拟数字)端口计算出该采样电压值，通过采样电压值计算出上述低通滤波电路输出的固定的电压值，继而推算出互感器L1左端初级绕组连接的水浸开关连接电路J1/J2端电阻值，继而得出具体电极报警组合，并根据报警组合来确定实际有水位置。
其中，所述多个水浸开关单元中的电阻的阻值由公式rn＝2(n-2)(r1+x)，n≥2来确定，其中，rn为第n个水浸开关单元中电阻的阻值，x为所述电极连接电路中电阻的总阻值之间的最小差值。
根据本发明的一个或多个实施例，图3中水浸开关有水检测的方法中涉及的模块、设备和装置的功能与图2中水浸开关有水检测的装置中的模块、设备和装置相同，在这里不一一赘述。
具体地，在本发明中控制器可以为微控制器MCU，并且在控制其中包含AD端口。另外，控制器可以诸如但不限于一个或多个单核或多核处理器。(一个或多个)处理器可包括通用处理器和专用处理器(例如，图形处理器、应用处理器等)的任何组合。处理器可与其耦接和/或可包括计存储器/存储装置，并且可被配置为执行存储在存储器/存储装置中的指令，以实现在本发明中控制器上运行的各种应用和/或操作系统。
根据本发明中的水浸开关有水检测的装置和方法的具体实施方案，通过电极和电阻的合理搭配来实现不同的电极组合报警(短路)。因为水浸开关连接电路J1/J2两端的电阻值是不同，如图1所示，电极1到电极5共5个电极一共可能出现32种报警情况，这32种报警情况对应32个不同电阻值。
此外，根据本发明中的水浸开关有水检测的装置和方法的具体实施方案，水浸开关连接电路J1/J2两端阻值的变化会引起分压电路AD采样点的电压值的变化，从而使得控制器能够更精确地判断出J1/J2两端阻值变化情况。
另外，根据本发明中的水浸开关有水检测的装置和方法的具体实施方案，控制器(例如MCU主芯片)通过AD端口计算出采样电压值，通过采样电压得出水浸开关连接连接电路J1/J2端电阻值，通过J1/J2端电阻值得出报警电极的组合由此得出准确的报警位置。
作为本发明示例的上文涉及的附图和本发明的详细描述，用于解释本发明，但不限制权利要求中描述的本发明的含义或范围。因此，本领域技术人员可以很容易地从上面的描述中实现修改。此外，本领域技术人员可以删除一些本文描述的组成元件而不使性能劣化，或者可以添加其它的组成元件以提高性能。此外，本领域技术人员可以根据工艺或设备的环境来改变本文描述的方法的步骤的顺序。因此，本发明的范围不应该由上文描述的实施方式来确定，而是由权利要求及其等同形式来确定。
尽管本发明结合目前被认为是可实现的实施方式已经进行了描述，但是应当理解本发明并不限于所公开的实施方式，而相反的，意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同配置。

Claims (10)

1.一种水浸开关有水检测的装置，包括：
水浸开关连接电路，通过多个水浸开关单元感测浸水变化并输出所述水浸开关电路两端间的感测信号；
控制器，通过对所述水浸开关连接电路两端间的感测信号进行计算来判断所述水浸开关是否浸水并确定浸水位置。
2.根据权利要求1所述的水浸开关有水检测的装置，其中所述水浸开关单元由电级和电阻并联组成，所述水浸开关连接电路两端间包含多个相互串联的水浸开关单元。
3.根据权利要求1所述的水浸开关有水检测的装置，还包括方波发生器和互感器，其中，所述方波发生器用于产生固定频率的方波信号，所述互感器的初级绕组和所述水浸开关电路的两端相耦接，所述互感器的次级绕组的一端和方波发生器相耦接，另一端和控制器相耦接并将所述方波信号和经过互感器隔离后的所述感测信号进行混合后产生的波形信号输入所述控制器。
4.根据权利要求3所述的水浸开关有水检测的装置，还包括反向放大电路、差分放大电路、低通滤波电路和分压电路，所述混合后产生的波形信号经过反向放大电路、差分放大电路、低通滤波电路处理后，得到固定的电压值，所述固定的电压值通过分压电路后产生采样电压值，所述控制器根据所述采样电压值来计算水浸开关连接电路中的电阻的阻值，根据电阻的阻值判断所述水浸开关是否浸水并确定浸水位置并且报警。
5.根据权利要求2所述的一种水浸开关有水检测的装置，所述多个水浸开关单元中的电阻的阻值由公式rn＝2(n-2)(r1+x)，n≥2来确定，其中，rn为第n个水浸开关单元中电阻的阻值，x为所述电极连接电路中电阻的总阻值之间的最小差值。
6.一种水浸开关的有水检测的方法，包括以下步骤：
通过多个水浸开关单元感测浸水变化并输出所述水浸开关电路两端间的感测信号；
通过控制器对所述感测信号进行计算来判断所述水浸开关是否浸水并确定浸水位置。
7.根据权利要求6所述的水浸开关有水检测的方法，其中所述水浸开关单元由电级和电阻并联组成，所述多个水浸开关进行串联构成水浸开关电路，所述感测信号为所述水浸开关连接电路两端间的输出信号。
8.根据权利要求7所述的水浸开关有水检测的方法，所述感测信号经过互感器隔离后与方波发生器产生的固定频率的方波信号进行混合，混合后产生的混合波形信号输入所述控制器。
9.根据权利要求8所述的水浸开关有水检测的方法，所述混合后产生的波形信号经过反向放大电路、差分放大电路、低通滤波电路处理后，得到固定的电压值，所述固定的电压值通过分压电路后产生采样电压值，所述控制器根据所述采样电压值来计算水浸开关连接电路中的电阻的阻值，根据电阻的阻值判断所述水浸开关是否浸水并确定浸水位置并且报警。
10.根据权利要求7所述的水浸开关有水检测的方法，所述多个水浸开关单元中的电阻的阻值由公式rn＝2(n-2)(r1+x)，n≥2来确定，其中，rn为第n个水浸开关单元中电阻的阻值，x为所述电极连接电路中电阻的总阻值之间的最小差值。
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