CN207881914U - 一种液体渗漏检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液体渗漏检测电路，包括检测电路板和控制电路板；检测电路板具有两个腿状部，在每个腿状部上均形成一个导电区，两个导电区彼此分离，两个腿状部骑设在待测设备的检测区；控制电路板包括分压电路、电压比较器、报警单元；两个导电区串联在分压电路中，电压比较器的第一输入端连接分压电路的分压节点，电压比较器的第二输入端连接参考电压，电压比较器的输出端输出报警信号至报警单元。本实用新型的液体渗漏检测电路，灵敏性比较高，解决了现有技术中检测灵敏性差的问题，提高了设备的安全性。

Description

一种液体渗漏检测电路

技术领域

本实用新型属于检测技术领域，具体地说，是涉及一种液体渗漏检测电路。

背景技术

电子产品在工作过程中都面临液体泄漏的风险，尤其是水下长期工作的电子设备仪器。一旦内部发生了液体渗漏，会对电子元件、精密传感器等造成不可逆的损坏；然而液体渗漏通常发生较快，因此有必要在系统发生细微渗漏的第一时间尽快侦测到并及时发出警报动作（断电、回收等），将损失降到最低。

传统的液体渗漏侦测存在以下缺陷：（1）灵敏度不高，只能在系统出现大面积渗漏时才能检测到，此时系统极有可能已经发生了不可逆的损坏（2）报警系统不完善，不能对侦测到的漏液进行及时的警报（3）检测装置的结构固化，不利于系统集成和组装，可移植性不高。

发明内容

本实用新型提供了一种液体渗漏检测电路，解决了现有技术中灵敏性差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种液体渗漏检测电路，包括检测电路板和控制电路板；所述检测电路板具有两个腿状部，在每个所述的腿状部上均形成一个导电区，两个导电区彼此分离，所述两个腿状部骑设在待测设备的检测区；所述控制电路板包括分压电路、电压比较器、报警单元；所述两个导电区串联在分压电路中，所述电压比较器的第一输入端连接分压电路的分压节点，所述电压比较器的第二输入端连接参考电压，所述电压比较器的输出端输出报警信号至报警单元。

进一步的，所述检测电路板为硬性电路板，所述检测电路板竖立骑设在待测设备的检测区；在所述检测电路板上开设有安装孔，所述检测电路板通过螺钉、安装孔与待测设备固定。

又进一步的，在所述检测电路板的顶层形成所述的两个导电区：第一导电区、第二导电区；在所述检测电路板的底层上与第一导电区和第二导电区对应的位置形成有第三导电区和第四导电区；所述第一导电区与第三导电区连接，所述第二导电区与第四导电区连接。

更进一步的，在所述检测电路板的顶层设置有与第一导电区、第二导电区一一对应连接的焊盘，第一导电区和第二导电区通过对应的焊盘与分压电路连接。

再进一步的，每个导电区与检测电路板的底边之间的距离为3 mm～5mm。

进一步的，所述检测电路板为柔性电路板，贴设在待测设备的检测区。

优选的所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端连接直流电源，所述第一分压电阻的另一端连接第一导电区，所述第二导电区连接第二分压电阻的一端，所述第二分压电阻的另一端接地；所述第一分压电阻与第一导电区的连接节点连接电压比较器的第一输入端。

进一步的，所述报警单元包括开关管和蜂鸣器，所述电压比较器的输出端连接开关管的控制端，所述蜂鸣器的正极电源端子连接直流电源，所述蜂鸣器的负极电源端子通过开关管的开关通路接地。

又进一步的，所述控制电路板还包括控制器；所述电压比较器的输出端输出信号至控制器，所述控制器根据接收到的信号控制供电单元与待测设备之间供电线路的通断。

更进一步的，所述检测电路还包括无线通信单元和上位机，所述控制器通过无线通信单元与上位机进行通信。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的液体渗漏检测电路，检测电路板的两个腿状部骑设在待测设备的检测区，在两个腿状部上分别形成导电区，当待测设备的检测区处有液体渗漏时，两个导电区即被液体短接，导致电压比较器输出的电压反转，驱动报警单元报警；本实用新型的液体渗漏检测电路，灵敏性比较高，解决了现有技术中检测灵敏性差的问题，提高了设备的安全性。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的液体渗漏检测电路的一个实施例的电路原理框图；

图2是本实用新型所提出的液体渗漏检测电路的一个实施例的电路原理图；

图3是图2中的检测电路板的一个实施例的结构示意图；

图4是图3的另一面的结构示意图；

图5是图2中的检测电路板的另一个实施例的结构示意图；

图6是图5中的另一面的结构示意图。

附图标记：

P、检测电路板；M、背胶；

1、第一腿状部；1-1、第一导电区；1-1’、第三导电区；1-2、过孔；1-3、安装孔；1-4、第一焊盘；

2、第二腿状部；2-1、第二导电区；2-1’、第四导电区；2-2、过孔；2-3、安装孔；2-4、第二焊盘。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

本实施例的液体渗漏检测电路，主要包括检测电路板P和控制电路板等；检测电路板P具有两个腿状部：第一腿状部1和第二腿状部2，在每个腿状部上均形成一个导电区，即，在第一腿状部1上形成有第一导电区1-1，在第二腿状部2上形成有第二导电区2-1，两个导电区彼此分离，两个腿状部骑设在待测设备的检测区（如设备的接缝位置等）；控制电路板主要包括分压电路、电压比较器、报警单元等；两个导电区串联在分压电路中，电压比较器的第一输入端连接分压电路的分压节点，电压比较器的第二输入端连接参考电压，电压比较器的输出端输出报警信号至报警单元，参见图1至图6所示。

在本实施例中，在每个腿状部上均通过铺设铜皮形成导电区。待测设备的检测区主要是指设备容易发生液体渗漏的位置，如接缝处、易破损处等。

当待测设备的检测区没有发生液体渗漏时，两个导电区之间断路，两者之间的阻抗趋向于无穷大；当待测设备的检测区发生液体渗漏时，两个导电区被液体短接；通过调整分压电路中分压电阻之间的阻值比例，使得两个导电区短接时，分压电路的分压节点处的电压发生变化，导致电压比较器的输出端输出的电压反转，驱动报警单元报警。

本实施例的液体渗漏检测电路，由于检测电路板的两个腿状部骑设在待测设备的检测区，在两个腿状部上分别形成导电区，当待测设备的检测区处有液体渗漏时，两个导电区即被液体短接，导致电压比较器输出的电压反转，驱动报警单元报警；因此，本实施例的检测电路，灵敏性比较高，尤其是针对设备接缝处少量液体渗漏具有非常灵敏的检测能力，可在大面积液体渗漏发生之前及时报警，解决了现有技术中检测灵敏性差的问题，提高了设备的安全性。

检测电路板可以根据实际需要制作成以FR4为基材的硬性电路板，或者以聚酰亚胺为基材的柔性电路板。

作为本实施例的一种优选设计方案，检测电路板P为硬性电路板，如PCB板，检测电路板竖立骑设在待测设备的检测区；在检测电路板P上开设有安装孔1-3和2-3，检测电路板通过螺钉、安装孔与待测设备固定，实现检测电路板的稳定可靠连接，参见图3所示。硬性电路板适用于稍大型的具有安装定位孔的设备。

在本实施例中，在检测电路板的顶层形成两个导电区：第一导电区1-1、第二导电区2-1；在检测电路板的底层上与第一导电区1-1和第二导电区2-1对应的位置形成有第三导电区1-1’和第四导电区2-1’，参见图4所示；在第一导电区1-1上设置有多个过孔1-2，第一导电区1-1通过过孔1-2与第三导电区1-1’对应连接；在第二导电区2-1上设置有多个过孔2-2，第二导电区2-1通过过孔2-2与第四导电区2-1’对应连接。通过在检测电路板的顶层和底层均设置导电区，无论渗漏发生在检测电路板的顶层还是底层处，均可以检测出渗漏，以进一步提高了渗漏检测的灵敏性。

为了便于引出线缆与分压电路连接，在检测电路板的顶层设置有与第一导电区1-1、第二导电区2-1一一对应连接的焊盘，第一导电区1-1、第二导电区2-1通过对应的焊盘与分压电路连接。即，在检测电路板的顶层设置两个焊盘：第一焊盘1-4、第二焊盘2-4，第一焊盘1-4和第一导电区1-1通过走线实现电气连接，第二焊盘2-4和第二导电区2-1通过走线实现电气连接。

在本实施例中，每个导电区与检测电路板的底边之间的距离d为3 mm～5mm。由于检测电路板竖立布设，其底边与待测设备接触，存在磨损现象，若导电区与底边之间距离过小，且底边磨损严重时，可能会导致导电区直接与待测设备接触，而待测设备可能为金属材质，即使没有发生液体渗漏，两个导电区也可能通过待测设备直接短接，导致检测电路失效，因此，导电区与底边之间的距离不能过小。若导电区与底边之间距离过大，会导致液体渗漏过多时才会短接导电区，导致检测灵敏性降低。因此，导电区与检测电路板的底边之间的距离为3 mm～5mm，既避免检测电路失效，又避免检测灵敏性降低。

作为本实施例的另一种优选设计方案，检测电路板为柔性电路板（FPC），贴设在待测设备的检测区。即柔性电路板的顶层形成两个导电区：第一导电区1-1和第二导电区2-1，以及两个焊盘：第一焊盘1-4和第二焊盘2-4；第一导电区1-1与第一焊盘1-4通过走线实现电气连接，第二导电区2-1与第二焊盘2-4通过走线实现电气连接，参见图5所示；柔性电路板的底层涂有背胶M，柔性电路板通过背胶M粘贴在待测设备的检测区，参见图6所示。检测电路板通过背胶直接粘附在设备的缝隙处，便于操作，使用灵活，适用范围广。软性电路板尤其适用于小型设备，直接贴设在设备上。

在本实施例中，控制电路板上的分压电路主要包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R9，第一分压电阻R1的一端连接直流电源VCC，第一分压电阻R1的另一端连接第一导电区1-1，第二导电区2-1连接第二分压电阻R9的一端，第二分压电阻R9的另一端接地；第一分压电阻R1与第一导电区的连接节点连接电压比较器的第一输入端，参见图2所示。

当第一导电区和第二导电区断开时，R1与R9之间断开，电压比较器的第一输入端的电压通过R1上拉为VCC；当第一导电区和第二导电区短接时，R1与R9之间连通，电压比较器的第一输入端的电压约为VCC*R9/(R1+R9)。

电压比较器的第二输入端连接另一分压电压的分压节点，即参考电压由该分压电路提供，该分压电路包括电阻R6和R10，R6的一端连接直流电源VCC，R6的另一端连接R10的一端，R10的另一端接地，R6和R10的连接节点即为分压节点，电压比较器的第二输入端的电压约为VCC*R10/(R6+R10)。无论第一导电区和第二导电区断开与否，电压比较器的第二输入端的电压不变。

在本实施例中，R6和R10的阻值相等，即电压比较器的第二输入端的电压为0.5VCC。选择合适的第一分压电阻R1和第二分压电阻R9的阻值比例，例如R1与R9的阻值比为50。在本实施例中，电压比较器的第一输入端为反相输入端，第二输入端为正相输入端。

即当第一导电区和第二导电区断开时，电压比较器的第二输入端的电压约为0.5VCC，第一输入端的电压为VCC，输出端输出低电平；当第一导电区和第二导电区短接时，第二输入端的电压约为0.5VCC，第一输入端的电压约为VCC /51，输出端输出高电平，即输出端的电平发生反转，驱动报警单元报警。

报警单元包括开关管Q1和蜂鸣器BUZZ1，电压比较器的输出端连接开关管Q1的控制端，蜂鸣器BUZZ1的正极电源端子通过限流电阻R29连接直流电源VCC，蜂鸣器BUZZ1的负极电源端子通过开关管Q1的开关通路接地。当电压比较器的输出端输出高电平时，控制开关管Q1导通，蜂鸣器BUZZ1的负极电源端子接地，蜂鸣器BUZZ1发出响声报警。

在本实施例中，开关管Q1为PNP型三极管，开关管Q1的基极连接电压比较器的输出端，开关管Q1的集电极连接蜂鸣器BUZZ1的负极电源端子，开关管Q1的发射极接地。当然，开关管Q1也可以选择PMOS管。

当第一导电区和第二导电区断开时，电压比较器的输出端输出低电平，Q1关断，蜂鸣器BUZZ1的负极电源端子不接地，蜂鸣器BUZZ1不响。

当第一导电区和第二导电区短接时，电压比较器的输出端输出高电平，Q1导通，蜂鸣器BUZZ1的负极电源端子接地，蜂鸣器BUZZ1发出鸣响报警。

所述报警单元还包括LED灯，LED灯的正极电源端子通过限流电阻连接直流电源VCC，LED灯的负极电源端子连接开关管Q1的集电极。当第一导电区和第二导电区短接时，Q1导通，LED灯亮，进行报警，提示发生渗漏。

为了进一步提高设备的安全性，控制电路板还包括控制器，供电单元为待测设备供电；电压比较器的输出端与控制器连接，输出信号至控制器，控制器根据接收到的信号控制供电单元与待测设备之间供电线路的通断。

当第一导电区和第二导电区断开时，电压比较器的输出端输出低电平，控制器控制供电单元与待测设备之间的供电线路导通，为待测设备供电。当第一导电区和第二导电区导通时，电压比较器的输出端输出高电平，控制器控制供电单元与待测设备之间的供电线路断开，待测设备断电，停止工作，以提高待测设备的安全性。

控制器为DSP信号处理芯片，其GPIO口与电压比较器输出端连接，当接收到电压比较器输出端输出的高电平时，DSP输出控制信号，控制供电单元与待测设备之间的供电线路断开。

为了便于远程监控人员及时获知是否发生渗漏，检测电路还包括无线通信单元和上位机，控制器通过无线通信单元与上位机进行通信。当第一导电区和第二导电区导通时，电压比较器的输出端输出高电平，控制器接收到高电平后，发出报警信号，并通过无线通信单元发送至上位机，便于远程监控人员及时获知发生渗漏，以便及时采取措施。无线通信单元通过WIFI或蓝牙等进行信号传输。当上位机接收到报警信号后，可发出控制信号，控制设备停止工作，及时回收检修。

为了更加便于远程人员及时获知是否发生渗漏，还设置有移动终端，控制器发出的报警信号通过无线通信单元发送至移动终端，便于远程人员及时获知发生渗漏，以便及时采取措施。

本实施例的液体渗漏检测电路，针对设备缝隙、接缝位置等检测区的液体泄漏检测和报警，可广泛应用于智能家居、机器人、水下仪器设备等产品领域。

本实施例的液体渗漏检测电路，检测电路板的安装简易灵活，尤其是针对设备缝隙处的液体渗漏具有较强的检测能力和灵敏性；液体渗漏检测电路具有较强的可移植性，便于集成到设备的控制板上；对液体渗漏报警及时并切断设备的供电线路，提高安全性，减小损失。

本实施例的液体渗漏检测电路，实现了设备的液体渗漏检测和报警功能，而且针对设备缝隙处少量的液体渗漏具有极灵敏的检测能力，可在大面积液体渗漏发生之间及时报警，提高设备的安全性。

当然，待测设备可能存在多个检测区，在每个检测区均可设计一个检测电路板。因此，根据实际需要，可设计多个所述的检测电路板、以及对应的多个分压电路、多个电压比较器、多个报警单元等，实现对多个检测区同时进行渗漏检测及报警。多个电压比较器可集成到一个芯片上，例如芯片LM3302，工作电压5V到28V，LM3302内部集成了四路电压比较器，一片LM3302可实现四处缝隙液体渗漏的同时检测功能。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种液体渗漏检测电路，其特征在于：包括检测电路板和控制电路板；所述检测电路板具有两个腿状部，在每个所述的腿状部上均形成一个导电区，两个导电区彼此分离，所述两个腿状部骑设在待测设备的检测区；

所述控制电路板包括分压电路、电压比较器、报警单元；所述两个导电区串联在分压电路中，所述电压比较器的第一输入端连接分压电路的分压节点，所述电压比较器的第二输入端连接参考电压，所述电压比较器的输出端输出报警信号至报警单元。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述检测电路板为硬性电路板，所述检测电路板竖立骑设在待测设备的检测区；

在所述检测电路板上开设有安装孔，所述检测电路板通过螺钉、安装孔与待测设备固定。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于：在所述检测电路板的顶层形成所述的两个导电区：第一导电区、第二导电区；

在所述检测电路板的底层上与第一导电区和第二导电区对应的位置形成有第三导电区和第四导电区；

所述第一导电区与第三导电区连接，所述第二导电区与第四导电区连接。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于：在所述检测电路板的顶层设置有与第一导电区、第二导电区一一对应连接的焊盘，第一导电区和第二导电区通过对应的焊盘与分压电路连接。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：每个导电区与检测电路板的底边之间的距离为3 mm～5mm。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述检测电路板为柔性电路板，贴设在待测设备的检测区。

7.根据权利要求3所述的电路，其特征在于：所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，

所述第一分压电阻的一端连接直流电源，所述第一分压电阻的另一端连接第一导电区，所述第二导电区连接第二分压电阻的一端，所述第二分压电阻的另一端接地；

所述第一分压电阻与第一导电区的连接节点连接电压比较器的第一输入端。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电路，其特征在于：所述报警单元包括开关管和蜂鸣器，所述电压比较器的输出端连接开关管的控制端，所述蜂鸣器的正极电源端子连接直流电源，所述蜂鸣器的负极电源端子通过开关管的开关通路接地。

9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述控制电路板还包括控制器；所述电压比较器的输出端输出信号至控制器，所述控制器根据接收到的信号控制供电单元与待测设备之间供电线路的通断。

10.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述检测电路还包括无线通信单元和上位机，所述控制器通过无线通信单元与上位机进行通信。