CN206740327U

CN206740327U - 一种进水检测装置

Info

Publication number: CN206740327U
Application number: CN201720364945.0U
Authority: CN
Inventors: 胡依林; 汤涛; 罗松
Original assignee: Jiangsu Xiaoniu Electric Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Xiaoniu Electric Technology Co Ltd
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2017-12-12
Anticipated expiration: 2027-04-07

Abstract

本实用新型涉及一种进水检测装置，该装置包括：信号采集部、信号转换部和信号判断部；信号采集部与信号转换部相连，信号转换部与信号判断部相连；信号采集部采集的电信号经信号转换部转换后输入到信号判断部，信号判断部根据转换后的信号判断进水情况，所述信号采集部包括作为信号采集端的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极相对设置但不接触。本实用新型的进水检测装置体积小、安装方便，能够简单稳定高效进行进水检测，可满足结构体积要求高、成本要求严格、系统集成度高的应用需求。

Description

一种进水检测装置

技术领域

本实用新型属于传感器检测技术，具体涉及一种进水检测装置。

背景技术

在日常生产、使用中，为了保证设备或产品处于正常的运行状态，需要实时监控设备或产品是否进水，如果监控到设备或产品进水，则需要做出相应的进水保护措施，来保证设备和产品的生产、使用安全。

目前常用的进水检测手段主要是通过设置观察孔等机械结构检测设备或产品的某些部位是否进水或检测水位情况，主要应用于生产加工设备的涉水或水位检测，具有观察状态简单的特点，但这种机械结构体积较大、结构复杂、价格昂贵，而部分消费电子产品中对体积要求严格、系统集成度高，因此目前这种机械结构无法满足安装和结构需求，并且不能直接输出电压数字或模拟信号供中控单元获取进水状态。

实用新型内容

为了解决上述进水检测手段体积较大、结构复杂和成本较高的技术问题，本实用新型提供了一种进水检测装置。

一种进水检测装置，该装置包括：信号采集部、信号转换部和信号判断部；信号采集部与信号转换部相连，信号转换部与信号判断部相连；信号采集部采集的电信号经信号转换部转换后输入到信号判断部，信号判断部根据转换后的信号判断进水情况；

其中，所述信号采集部包括作为信号采集端的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极相对设置但不接触。

进一步地，信号转换部包括模拟信号获取电路和数字信号获取电路。

进一步地，所述数字信号获取电路包括第一电阻、第二电阻和比较器；第一电阻的一端连接电源，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和比较器的反相输入端；第二电阻的另一端接地；比较器的同相输入端连接第一电极的一端。

进一步地，所述模拟信号转换部包括第三电阻，第三电阻的一端连接电源，第三电阻的另一端连接到第一电极的一端。

进一步地，第一电极的另一端空闲，第二电极的另一端空闲。

进一步地，所述数字信号获取电路还包括第四电阻，第四电阻的一端接电源，第四电阻的另一端接比较器的输出端。

进一步地，该进水检测装置还包括声光报警设备。

进一步地，该进水检测装置还包括进水保护设备。

进一步地，该进水检测装置还包括滤波电路，滤波电路位于信号转换部与信号判断部之间。

本实用新型的有益效果：相比现有机械检测方式存在的结构复杂、体积大、无法直接给出电压信号等不足，本实用新型提出的进水检测装置实现了小体积、安装方便、简单稳定高效的进水检测，可满足结构体积要求高、成本要求严格、系统集成度高的应用需求。

附图说明

图1是本实用新型的进水检测装置的部分结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。

本实用新型提出的进水检测装置包括：信号采集部、信号转换部和信号判断部；信号采集部与信号转换部相连，信号转换部与信号判断部相连；信号采集部采集的进水情况的信号经信号转换部转换后输入到信号判断部，信号判断部根据转换后的信号判断进水情况。

信号转换部包括模拟信号获取电路和数字信号获取电路，模拟信号获取电路用于将信号采集部采集的信号转换成模拟电信号，数字信号获取电路用于将信号采集部采集的信号转换成数字电信号。

信号判断部根据转换后的模拟电信号和/或数字电信号判断进水情况。信号判断部可以为MCU。

进一步地，该进水检测装置还可以包括声光报警设备，当检测位置进水时，及时通过声光报警设备输出进水状态。

该进水检测装置还可以包括进水保护设备，当检测位置进水时，通过进水保护设备对被检测产品进行相应的进水保护，例如断路。

该进水检测装置还可以包括滤波电路，滤波电路位于信号转换部与信号判断部之间，用于对信号转换部转换的信号进行滤波处理，以避免因采集信号的不稳定等情况造成的误判。

下面结合具体示例对信号转换电路的结构进行示例性描述。本实用新型实施例提出的进水检测装置如图1所示，该装置包括：第一电极A、第二电极B、信号转换电路和信号判断部。

第一电极A和第二电极B用于检测进水情况，第一电极A和第二电极B相对设置但不接触。使用时，第一电极A和第二电极B固定安装在需要进行进水检测的部位并相对设置但不接触。

第二电极B的一端接地GND，第二电极B的另一端空闲。

模拟信号获取电路包括第三电阻R3。

第三电阻R3的一端连接电源VCC，第三电阻R3的另一端连接第一电极A的一端，第一电极A的另一端空闲。第一电极A的所述一端与第三电阻R3的另一端连接之处引出模拟信号采集端A_Sig_out。

数字信号获取电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4和比较器U1A。

第一电阻R1的一端连接电源VCC，第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2的一端和比较器U1A的反相输入端。

第二电阻R2的另一端接地GND。

比较器U1A的电源端接电源VCC，比较器U1A的接地端接地GND。模拟信号采集端A_Sig_out的电信号作为模拟电信号输入到比较器U1A的同相输入端。比较器U1A的输出端的电信号作为数字电信号输入到信号判断部，由信号判断部判断进水情况。

第四电阻R4的一端接电源VCC，第四电阻R4的另一端接比较器U1A的输出端。

第一电极A和第二电极B采用导电有机高分子材料制成。

下面对本实用新型提出的进水检测装置的工作原理和工作过程进行描述。

本实用新型提出的进水检测装置采用了两片由导电有机高分子材料制成的电极，根据电极在不同介质中拥有不同阻抗的特性，将不同阻抗情况转化为不同电压的电信号输出，通过判断电信号的强弱从而判断电极安装的部位是否涉水。

将第一电极A和第二电极B相隔一定距离固定安装在设备需要进行进水检测的部位，假设第一电极A和第二电极B之间的阻抗为Rw，影响阻抗Rw值的因素有第一电极A和第二电极B的电极材料、第一电极A与第二电极B的相对安装距离、第一电极A与第二电极B之间的介质，如果第一电极A和第二电极B的电极材料以及第一电极A和第二电极B的相对安装距离均为定值，则影响阻抗Rw的因素为第一电极A和第二电极B之间的介质。

当第一电极A和第二电极B的电极材料以及第一电极A和第二电极B的相对安装距离为定值，图1中电源VCC通过第三电阻R3和电极间阻抗Rw到地GND，形成回路，模拟信号采集端A_Sig_out的电压Va为Va＝(Rw/(R3+Rw))×VCC。当第一电极A与第二电极B之间的介质发生变化时，电极间阻抗Rw会发生变化，导致模拟信号采集端A_Sig_out的电压Va变化，若电极间阻抗Rw减小，则模拟信号采集端A_Sig_out的电压Va减小，第三电阻R3用于电极间阻抗Rw的阻抗匹配和抗干扰力调节。模拟信号采集端A_Sig_out输出的电压信号为模拟信号，模拟信号采集端A_Sig_out输出的电压信号经过比较器U1A后得到数字信号采集端D_Sig_out的高低电平数字信号，比较器U1A的反相输入端的电压V-＝(R2/(R1+R2))×VCC，当Va>V-时，数字信号采集端VD_Sig_out输出高电平；当Va<V-时，数字信号采集端VD_Sig_out输出低电平。

在实际使用前，先对进水检测装置进行安装调试，第一电极A和第二电极B相隔一定距离固定安装在设备需要进行进水检测的部位，第一电阻、第二电阻和第三电阻的大小要保证需要进行进水检测到部位未进水时，模拟信号采集端A_Sig_out的电压Va大于比较器U1A的反相输入端的电压V-。

安装调试好后进水检测装置可以开始使用。当需要检测的部位没有进水时，由于Va>V-，因此比较器U1A输出高电平；当需要检测的部位进水时，由于未进水时第一电极A与第二电极B之间的介质为空气，而进水时第一电极A与第二电极B之间的介质为水，空气介质时的电极间阻抗大于水介质时的电极间阻抗，因此Va<V-，比较器U1A输出低电平，从而实现了进水状态判别。

下面结合具体应用场景对本实用新型提出的进水检测装置进行示例性说明。

实施例1

在本实施例中，该进水检测装置用于电动两轮车锂电池包进水检测。

电动两轮车锂电池包包括电池包和可作为进水检测装置的信号判断部的电池管理系统BMS。

电池包由18650三元锂电池通过多串多并组成不同电压等级不同容量的电池包，电池管理系统BMS用于保护锂电池的使用安全和实时分析电池包的状态，并实现对外数据交互。

电池具有全面防水的要求，一旦电池包进水，锂电池电芯和电池管理系统BMS都会损坏，并存在由于电路短路引起的电池包起火燃烧等安全风险。

为防止安全事故发生，需要实时监控电池包内的进水情况，当检测到电池包内进水时，需要及时给出进水状态并保护电池不能充放电。

使用时，将第一电极A与第二电极B安装在电池包底部的固定位置，电池管理系统BMS实时采集模拟信号采集端A_Sig_out和数字信号采集端D_Sig_out输出的信号，一旦模拟信号采集端A_Sig_out和数字信号采集端D_Sig_out输出的任一信号变化，则电池管理系统BMS分析和判断进水状态，并根据分析和判断的结果进行相应的操作，例如发出电池包进水的通知，将电池包置于断路的状态等。

进一步地，为了避免不必要的干扰而引起电池管理系统BMS的误判，可以设置滤波电路，模拟信号采集端A_Sig_out和数字信号采集端D_Sig_out输出的信号经滤波电路后，由电池管理系统BMS判断电池包是否进水，并作出相应保护措施，并给出进水故障的信号发送给外部设备(例如声光报警灯)。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种进水检测装置，其特征在于，该装置包括：信号采集部、信号转换部和信号判断部；信号采集部与信号转换部相连，信号转换部与信号判断部相连；信号采集部采集的电信号经信号转换部转换后输入到信号判断部，信号判断部根据转换后的信号判断进水情况；

2.根据权利要求1所述的进水检测装置，其特征在于，信号转换部包括模拟信号获取电路和数字信号获取电路。

3.根据权利要求2所述的进水检测装置，其特征在于，所述数字信号获取电路包括第一电阻、第二电阻和比较器；第一电阻的一端连接电源，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和比较器的反相输入端；第二电阻的另一端接地；比较器的同相输入端连接第一电极的一端。

4.根据权利要求2或3所述的进水检测装置，其特征在于，所述模拟信号转换部包括第三电阻，第三电阻的一端连接电源，第三电阻的另一端连接到第一电极的一端。

5.根据权利要求4所述的进水检测装置，其特征在于，第一电极的另一端空闲，第二电极的另一端空闲。

6.根据权利要求3所述的进水检测装置，其特征在于，所述数字信号获取电路还包括第四电阻，第四电阻的一端接电源，第四电阻的另一端接比较器的输出端。

7.根据权利要求1所述的进水检测装置，其特征在于，该进水检测装置还包括声光报警设备。

8.根据权利要求1所述的进水检测装置，其特征在于，该进水检测装置还包括进水保护设备。

9.根据权利要求1所述的进水检测装置，其特征在于，该进水检测装置还包括滤波电路，滤波电路位于信号转换部与信号判断部之间。