CN1206530C

CN1206530C - 一种探测导电液体的探测报警器

Info

Publication number: CN1206530C
Application number: CN 02152054
Authority: CN
Inventors: 汤晓宇; 邓大智
Original assignee: YADA ELECTRONICS CO Ltd HEYUAN
Current assignee: YADA ELECTRONICS CO Ltd HEYUAN
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: CN1417575A

Abstract

一种探测导电液体的探测报警器，电路部分包括线路取样、检测、输出和执行单元，在取样与检测单元间设有变压器，取样、检测单元各与变压器一、二次侧连接，由二次侧的交流波发生电路提供驱动电流，使一次侧产生交流电压施加于探测电极。检测单元包括将驱动电流信号转换成电压的转换电路、整流和滤波电路、比较电路，最终向包括发光二极管、三极管、继电器的执行电路发出执行信号。本发明结构简单体积小，误动作率低。由于探测电路与被测电路电气隔离，完善地保护了探测装置、规避了不必要的干扰，有效提高了探测电极的使用寿命并有效避免了因被测环境耦合高压或雷电而造成的损坏，且可对被测环境进行实时监控。

Description

一种探测导电液体的探测报警器

技术领域

本发明涉及一种报警监测器的探测装置，特别是指一种用于在需探测环境中水或其他导电液体是否存在的探测报警器及电路。

背景技术

现有的各种报警监测器多侧重于防盗功能，在工业控制领域则经常需要在其他方面如探测水或其他导电液体是否存在或是否水浸、泄漏等，但这方面的研究开发工作则做得较少，甚至基本未涉及。如中国ZL92239350.8号专利《多芯电缆束对线、短路、断线检测器》公开的一种报警监测装置，由主副机组成，测量时主副机分别接被测电缆两端；由于必须采用两端监测，自然会产生成本高、反馈慢、效率低的弊病，因距离遥远在许多情况下甚至是不可行的，并且对水或其他导电液体是否浸泡受保护物体未作专门研究；中国ZL92226127.X号专利《多芯电缆测试仪》给示的设计内容也存在同样的问题。另外，现有技术还存在以下缺点：其一，检测电路与被测液体间无电气隔离；其二，抗干扰能力差，在恶劣环境下工作时误动率高；其三，探测用电流信号多为直流电，易使探测电极氧化、腐蚀，缩短了电极使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种体积小巧、结构简单且实现检测单元与外电路电气隔离的单端检测水或其他导电液体是否存在的报警探测器。

根据上述发明目的设计了一种报警探测器，其电路部分包括探测电极及联接线构成的取样单元、接受来自取样单元信号的检测单元、执行检测结果的报警信号输出单元，在其线路取样单元与检测单元之间设置有起隔离作用的隔离变压器T₁。其中，线路取样单元与隔离变压器一次侧连接，检测单元与隔离变压器二次侧连接，由与隔离变压器二次侧连接的交流波发生电路向其提供励磁电流。

所述的交流波发生电路包括相互通过电阻R₂联接的运算放大器U_1A、运算放大器U_1B，及外围的电阻R₃、电阻R₄及电容C₃、电容C₄、电容C₅；经交流波发生电路产生的交流波经运算放大器U_1C、三极管Q₁、三极管Q₃功率放大后输入给隔离变压器T₁。而检测单元包括将励磁电流信号转换成电压的转换电路，转换电路与半波整流和二阶有源滤波电路连接，半波整流和二阶有源滤波电路与比较电路连接，比较电路与执行电路连接并向执行电路发出执行信号。转换电路包括将励磁电流转换为电压信号的电阻R₁、运算放大器U_1D及电阻R₇、电阻R₆、电阻R₉；半波整流和二阶有源滤波电路包括由运算放大器U_2A、二极管D₁组成的半波整流电路，和由运算放大器U_2B、电阻R₁₀、电阻R₁₁、电容C₆、电容C₇组成的二阶有源滤波电路；比较电路包括迟滞比较器U_2C、电阻R₁₄、电阻R₁₅及调节电位器RP₁。另外，还有包括发光二极管LED₁及发光二极管LED₂、三极管Q₂、继电器JDQ₁组成的执行电路。

本发明与现有技术相比，结构简单体积小，成本增幅低，误动作率低。由于巧妙地利用了在变压器一次侧的负载大小与二次侧电流成反比的基本性能，且淘汰直流电路联接方式改用电磁感应原理进行探测，既解决了探测电路与被测导电液体间的电气隔离问题，又提高了探测电路的抗干扰能力和可靠性，并完善地保护了探测装置、规避了不必要的干扰，有效避免了因被测环境耦合高压或雷电而造成的损坏，且可对被测环境进行实时监控，提高并保障了管理人员的工作效率。

附图说明

附图1是本发明的原理框图；附图2是本发明的电气原理示意图；附图3是附图1中交流波发生器电路原理示意图；附图4是附图1中检测电路原理示意图。

具体实施方式

参照各附图。本发明的设计思路是，被测环境的信号经探测导电液体的、两片隔开的金属探测电极J₁、J₂，与隔离变压器T₁的一次侧连接；在隔离变压器的二次侧，由一个交流波发生器给变压器提供交变的励磁电流，且该励磁电流与隔离变压器一次侧的负载电阻的大小成反比关系，即隔离变压器一次侧的负载电阻越大，励磁电流越小；当将这个励磁电流经检测电路转换为电压信号与一偏置电压(即被测环境正常时的电压)进行比较时，就可判断被测环境是否出现导电液体如水等的浸泡或泄漏现象，从而达到对被测环境是否有导电液体泄漏或存在进行监测的目的。

实地安装时，首先将探测电极安装在需进行监测的环境中，探测电极的联接线与本发明的隔离变压器T₁的一次侧联接。在隔离变压器T₁的二次侧，交流波发生电路的作用是给起隔离作用的变压器提供励磁电流也即驱动电流，其工作参数按公式T₀＝2π√C₄C₅R₃R₄，使在一次侧产生一个低于36伏的交流电压施加于探测电极，当探测电极间的阻抗发生变化就会引起二次侧驱动电流变化。在检测电路中，励磁电流经过由运放U_2A及电阻R₇、R₁、R₆、R₉组成的I/U转换电路转换为电压信号，再经半波整流和二阶有源滤波转变为一与励磁电流成正比的直流电压，将这个直流电压输入由运放U_2B组成的迟滞比较器与偏置电压U₀比较，即可检测被测环境是否被水浸或有其他导电液体存在的情况。

在现场使用时，将液体探测电极接入隔离变压器T₁的一次侧。在T₁的二次侧，由运放U_1A、U_1B及电阻R_2～4、电容C_3～5组成的交流波电路产生的交流波经运放U_1C和三极管Q₁、Q₃功率放大后给T₁提供励磁电流。该励磁电流与隔离变压器一次侧的负载电阻的大小成反比关系，所以励磁电流的大小反映了被测电极间的电阻大小。该励磁电流经电阻R₁转换为电压信号再经运放U_1D同相放大，放大的电压信号通过U_2A及二极管D₁组成的半波整流电路和运放U_2B、电阻R₁₀、R₁₁、电容C₆、C₇组成的二阶有源滤波电路转变为一直流电压U_i。假设被测电极间无导电液体时阻抗大于50KΩ，则以T₁的一次侧负载电阻为50KΩ时U_i的电压值U₀作为迟滞比较器U_2C的临界电压，调节电位器RP₁，使比较器的负输入端电压等于U₀(负载电阻为50KΩ)。这时，当负载电阻大于50KΩ(即探测电极间无导电液体)时，励磁电流减小，U_i小于U₀，比较器U_2C输出低电平，三极管Q₂截止，继电器JDQ₁不动作，发光二极管LED₁亮，表示正常即探测电极间无导电液体；反之，当负载电阻小于50KΩ(即探测电极间有导电液体)时，励磁电流增大，U_i大于U₀，比较器U_2C输出为高电平，三极管Q₂导通，继电器JDQ₁动作，发光二极管LED₂亮，表示告警即探测电极间有导电液体。实用中也可根据需要加装其他类型的报警提示装置如蜂鸣器等。

另外，本发明还可用于液位检测装置，以及电阻型传感器的检测电路。

Claims

1、一种探测导电液体的探测报警器，其电路部分包括探测电极及其联接线构成的取样单元、接受来自取样单元信号的检测单元、执行检测结果的报警信号输出单元，其特征是在取样单元与检测单元之间设置有起隔离作用的隔离变压器T₁，其中

取样单元与隔离变压器一次侧连接，检测单元与隔离变压器二次侧连接，由与隔离变压器二次侧连接的交流波发生电路向隔离变压器T₁提供励磁电流，

所述的交流波发生电路包括相互通过电阻R₂联接的运算放大器U_1A、运算放大器U_1B’及外围的电阻R₃、电阻R₄及电容C₃、电容C₄、电容C₅；经交流波发生电路产生的交流波经运算放大器U_1C、三极管Q₁、三极管Q₃功率放大后输入给隔离变压器T₁。

2、根据权利要求1所述的探测导电液体的探测报警器，其特征是所述的检测单元包括将励磁电流信号转换成电压的转换电路，转换电路与半波整流和二阶有源滤波电路连接，半波整流和二阶有源滤波电路与比较电路连接，比较电路与执行电路连接并向执行电路发出执行信号。

3、根据权利要求2所述的探测导电液体的探测报警器，其特征是转换电路包括将励磁电流转换为电压信号的电阻R₁、运算放大器U_1D及电阻R₇、电阻R₆、电阻R₉；半波整流和二阶有源滤波电路包括由运算放大器U_2A、二极管D₁组成的半波整流电路，和由运算放大器U_2B、电阻R₁₀、电阻R₁₁、电容C₆、电容C₇组成的二阶有源滤波电路；比较电路包括迟滞比较器U_2C、电阻R₁₄、电阻R₁₅及调节电位器RP₁。

4、根据权利要求2所述的探测导电液体的探测报警器，其特征是执行电路包括发光二极管LED₁及发光二极管LED₂、三极管Q₂、继电器JDQ₁。