TWI531781B

TWI531781B - 水位偵測警示裝置

Info

Publication number: TWI531781B
Application number: TW104101756A
Authority: TW
Inventors: 毛奐雯; 楊孝敏; 林郁家
Original assignee: 錩玄科技有限公司
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2016-05-01
Also published as: TW201627638A

Description

水位偵測警示裝置

本創作乃關於一種水位偵測警示裝置，尤指一種具有偵測、警示及阻攔之防範系統，其適用於任何地下道在有積水危險而致使車輛、人員損毀傷亡之可能的防範用進出管制用途。

中華民國專利M324234提出一「水位感測警報裝置」，利用設於一殼體之至少一偵測單元及一顯示及警報單元偵測水位高度，當水位高於該水位感測警報裝置所設定之高度時，即提出警報，且不會因水波或水花潑濺造成誤警報，進而達到節省使用者檢視水位的時間且不浪費水資源的目的。然此設計重點在於浴室浴缸等處所之水位偵測，並不適合用於戶外塵土髒污環境之長久監測用途；且需以電力操作，並不適合無電力或電力供應異常場合使用；其僅以蜂鳴器達成提醒功能，並不適合用於牽引或觸發阻擋車輛人員之柵欄系統，無法確保用路人安全。

中華民國專利M426053提出一「水位警示裝置」，提出一種藉由包含有偵測單元、警示單元及供電單元之水位警示結構，該供電單元係作為整個水位警示裝置之電力來源，該偵測單元係電性連接供電單元，藉以偵測水位的狀況，並產生有一偵測訊號，該警示單元係電性連接偵測單元及供電單元，該供電單元之電池型態為環保之葉綠素電池，該葉綠素電池係為接觸液體即可發電之電池，該警示單元係藉以將偵測單元所產生之偵測訊號，以一喇叭或一LED面板作顯示，以達成水位偵測與即時警示之功能目的；惟其電子及電池構造部分易因年久失修保養損壞，且無有效阻攔裝置僅具警示功能，無法確保用路人安全。

中華民國專利M464476提出一「水位警報控制系統」提出一種水位警報控制系統，用以進行淹水水位警報與水位調節控制，該水位警報控制系統係包含：一水位偵測模組，包含一水位偵測單元，用以偵測水位是否達到一預設之警戒高度，該水位偵測單元另耦接一傳輸單元；一警報單元，耦接於該水位偵測模組之傳輸單元，用以在該水位偵測單元偵測到水位已達到該警戒高度時，發出一警示訊息；及一水位調節單元，包含一排水裝置，用以在該水位偵測單元偵測到水位已達到該警戒高度時，主動調節水位；惟其浮筒受水位增減而移動位置後，並無法直接觸發一機械警示裝置針對用路人進行警告，且仍須使用電力供應方能運作，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

中華民國專利M435006提出一「地下道淹水警示系統」，主要包含有一位於地下道最低窪位置處的水位警示器、一語音警示器、一燈號警示器及通行柵欄組，其係當於地下道積水狀態超出水位警示器的設定後，藉以經由訊號傳輸，讓語音警示器及燈號警示器產生警告訊息通知駕駛人勿駛入該地下道，同時也配合於地下道入口放下柵欄禁止車輛進入者，藉此，於雨天有淹水現象時，可確保地下道內不會有浸水拋錨車發生，進而達到保護車輛的效果者。然而其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

中華民國專利M469480提出一「水位監測系統」，主要於低窪地區、地下道或地下停車場等區域設有水位計，並使該水位計與控制單元電性連接，又使控制單元電性連接有警報單元及擋水閘門，藉此，即可由水位計實際感測該低窪地區、地下道或地下停車場等區域淹水水位，以於淹水水位到達水位緊戒值後，由控制單元立即驅動警報單元發出警示聲響，並驅使擋水閘門關閉，據此，以達到適時通知人們緊急疏散避難及阻擋外部淹水繼續侵入，以有效防止水患對該低窪地區、地下道或地下停車場等區域造成災害之損失者。然而其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

中國專利CN202974390U提出一種「用於城市涵洞、隧道及低窪處的水位監測與報警顯示裝置」，基於浮力原理和自動監控技術設計，包括監測裝置及報警顯示裝置，兩者採用GPRS通訊技術通過信號連接。該監測裝置包括水位測管，其內吊設連接有金屬導片的浮球，水位測管外壁上端設有可與該金屬導片相接觸的另一金屬導片、信號檢測器、信號發射器及蓄電池，下端開設有孔口及過濾網；該報警顯示裝置包括相連接的信號接收器、報警顯示設備及蓄電池，該信號發射器與該信號接收器相連接。本裝置可根據城市涵洞、隧道及低窪處的實時情況，對測試水位高度和地點進行調整，以保證在城市積水時及時提醒市民危險路況，實現城市範圍內危險路況的監控。然而其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

中國專利CN203191035U提出一「地道橋水位預警裝置」，包括設置在地道橋橋洞側壁上的水位開關和設置在地道橋外的警示燈，所述的水位開關包括一個絕緣筒，絕緣筒的筒壁上開設有透水孔，絕緣筒的內部設置有浮球，在絕緣筒內壁上固定有卡板，卡板上設置有第一電極，絕緣筒的頂端設置有第二電極；該裝置還包括蓄電池和繼電器，所述的第一電極和繼電器均連接蓄電池，所述的第二電極和警示燈均連接繼電器。本裝置結構簡單，成本低廉，在道路低窪處積水時駕駛員可以在較遠距離直觀判斷水位高度，方便可靠，並且實用性強，可有效避免因錯誤判斷水位深度誤入深水而使得車輛受損甚至對駕駛員安全造成威脅此類的問題。然而其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

中國專利CN203772364U提出一「一種用於城市低窪路段積水監測與過往車輛預警系統」，包括：多浮球開關水位區間感知裝置、控制電路、浮球節能單元、電子警示牌；多浮球開關水位區間感知裝置與控制電路相連；多浮球開關水位區間感知裝置放置於低窪路段中；浮球節能單元與控制電路相連；浮球節能單元放置於低窪路段中；浮球節能單元位於低窪路段的底部上一定高度，該高度即為警戒水位；電子警示牌與控制電路相連；電子警示牌放置於低窪路段兩側。然而其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

中國專利CN201321656Y提出一「公路地道橋積水深度警示與排水自動控制裝置」，包括以電極組成的水位電極、信號處理電路、穩壓電源組成的水位報警與排水控制電路，和警示燈、水泵電機、交流電源組成的水位報警與排水工作電路。本實用新型採用固定位置的水位電極和光報警方式，地道橋積水使水位電極導通，產生檢測信號，通過三極管對檢測信號進行放大處理，達到開關電路觸發信號的目的；在開關電路控制下，工作電路導通，前置警示燈和橋頭警示燈同時發光、水泵電機工作。然而其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

中國專利CN202734903U提出一「水位警示水尺」，其特徵在於：水尺上設置水位檢測器，水位檢測器的輸出端設置連接控制電路，控制電路的輸出端連接顯示屏和通訊裝置，水尺垂直設置在高架橋下凹路面，顯示屏設置在高架橋上醒目位置。在普通水位尺上內置水位檢測器，水位檢測器與大型顯示屏連接。然而其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

中國專利CN203310477U提出一「一種道路積水水位監控與警示系統」，包括設於各檢測點的水位傳感器，與各個水位傳感器交互式連接的採集控制器，與水位傳感器連接的近距顯示屏；採集控制器與通訊設備交互式連接，通訊設備分別與遠距顯示屏、監控器交互式連接。無需專人管理，通過無線傳輸模式進行檢測數據的傳輸與顯示，其中近距LED顯示屏設置在需監控的站點作當前的警示用；遠距LED顯示屏設於該監控站點的入口處，提前提醒人們繞道或禁止通行。然而本專利並未教導在單一檢測點進行水位施測之水位感測器構造，且其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

中國專利CN201935741U提出一「水位及水溫的警示裝置與警示組件」，包括水溫檢測器、水位檢測器、警示單元及運算單元，其中運算單元耦接於水溫檢測器、水位檢測器及警示單元。水位檢測器連接於第一電極點與第二電極點，並且在第一電極點與第二電極點發生短路時，輸出一觸發信號至運算單元。運算單元受到觸發信號的觸發後，從水溫檢測器接收到水溫信號，並根據水溫信號所落入的溫度級距，對應驅動警示單元發出不同的光色。前述的警示裝置更可以通過無線傳輸技術，將水溫與電量傳送至遠端的主機或通信裝置。然此設計重點在於浴室浴缸等處所之水位偵測，並不適合用於戶外塵土髒污環境之長久監測用途；且需以電力操作，並不適合無電力或電力供應異常場合使用；其僅以燈光達成提醒功能，並不適合用於牽引或觸發阻擋車輛人員之柵欄系統，無法確保用路人安全。

美國專利US4216468提出一「洪水警示裝置flood warning device」，利用一電導體感測器設置於低漥處，再由蜂鳴器發出警報，惟其有可能因水花潑濺導致誤報，其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

美國專利US5053751提出一「地下室淹水警報器water alarm to signal flooding in basements」，利用一包含水銀開關的浮球裝置感測水位，再由蜂鳴器發出警報，惟需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

美國專利US4137527A提出一「液位感測裝置liquid level sensing device」，利用一電導體感測器設置於管路、低漥處，再由蜂鳴器發出警報，惟需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

美國專利US7068175B1提出一「水位警示裝置water level warning device」，利用浮球觸碰感測端的方式發出訊號，再以蜂鳴器發出警報，其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

美國專利US20140077958A1提出一「水位檢測裝置Water level detection device」，利用利用浮球觸碰感測端的方式發出訊號，再以蜂鳴器發出警報，其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

美國專利US1115712提出一「自動警報器automatic alarm」，利用一浮體感測水位是否維持一定，若超出設定則導通電導體發出警報，惟其目標用途有差異且安裝範圍極其受限，且其警示裝置無有效阻攔裝置僅具警示功能，無法確保用路人安全。需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

美國專利US5460462提出一「液體及洪水提防控制裝置 liquid and flood water barrier wall forming-apparatus」利用一浮體感測水流入到一定高度時觸動機關使擋牆升起，需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

美國專利US5539383提出一「水檢測警報water detection alarm」，利用一電導體板裝設在可能漏積水處，當水接觸時將會使其短路發出警報，惟其目標用途不同且安裝範圍極其受限，且其在本專利場合非常容易發生誤警報，且需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

美國專利US6008728提出一「水位警報系統water level alarm system」，利用一浮體受水位上升浮力影響後接觸蜂鳴器開關使其發出警報，惟其非常容易因震動發生誤警報，且其警示裝置無有效阻攔裝置僅具警示功能，無法確保用路人安全；其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

美國專利US7417552提出一「洪水警報flood alarm」，利用一浮體設置於可能漏積水處，其受水位浮力影響後接觸訊號產生器經由通訊線路發出警報，惟其目標用途不同且安裝範圍極其受限，其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

美國專利US7802587提出一「浮動閥和方法float valve and method」利用一浮球所受浮力影響後接觸蜂鳴器開關使其發出警報，其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

美國專利US7880625提出一「液位警示裝置liquid level warning device」利用電子式感測器與蜂鳴器作提醒，其需要電力系統方能運作，需有高額花費進行感測器、電路及機電系統之防水措施，並不適合無電力或電力供應異常場合使用。

目前現有的地下道鮮少有自動化的路障系統，若於颱風天、下雨、淹水時，很容易造成用路人生命財產的損失，若地下道因暴雨造成淹水，而該地下道無警示及路障系統導致用路人誤闖而可能導致汽機車拋錨、用路人溺水。為了更可靠的安全系統，因而設計出純機械式的系統以達到簡單、可靠度更高且更安全的設計。

本創作是一種水位偵測警示裝置，係提供在地下道淹水時能借助浮球於水中的浮力驅動機構，其包含一具有警示及阻攔作用之柵欄，並利用繩索與感測裝置連結，感測裝置置放於距地面一適當高度，感測裝置有一浮球及聯結桿件，當浮球受水位浮力浮起時，浮球將使聯結桿件斷開，柵欄即利用重力自動放下，達到安全阻擋的效果，藉以避免發生誤闖之憾事。

1‧‧‧本創作

11‧‧‧第一轉接器

113‧‧‧第二連接端

115‧‧‧第一連接端

1153‧‧‧脫離操縱部

117‧‧‧第一牽引架

1171‧‧‧第一牽引端

1173‧‧‧第二牽引端

13‧‧‧第二面板

131‧‧‧第一孔組

132‧‧‧第二孔組

15‧‧‧第一面板

151‧‧‧第一基座

153‧‧‧第二基座

1531‧‧‧第一旋轉軸

155‧‧‧槽孔

157‧‧‧固定元件

17‧‧‧浮球

173‧‧‧浮球連桿

1751‧‧‧第一高度

1753‧‧‧第二高度

2‧‧‧繩索

3‧‧‧柵欄系統

31‧‧‧柵欄基座

33‧‧‧柵欄阻擋部

5‧‧‧道路低窪部

51‧‧‧牆面

6‧‧‧車輛或行人

7‧‧‧積水區域

71‧‧‧第一水位

72‧‧‧第二水位

圖1 本創作應用於低窪道路段之一實施例

圖2 本創作外觀之一實施例

圖3 本創作內部構造之一實施例

圖4 中華人民共和國專利CN203348804U號之自助式快速氣動接頭

圖5 本創作未被激發時之一實施例

圖6 本創作被激發時之一實施例

圖1為本創作應用於低窪道路段之一實施例，其中具有一道路低窪部(5)為一低窪路段，例如地下道，可含有一牆面(51)；另有一柵欄系統(3)，包括一柵欄基座(31)及一柵欄阻擋部(33)，當該道路低窪部(5)因故積水時，產生一積水區域(7)，本創作(1)可經由一繩索(2)連往該柵欄系統(3)，決定該柵欄阻擋部(33)是否被放下，藉以阻擋該些車輛或行人(6)。

圖2為本創作外觀之一實施例，其中本創作(1)包括一第二面板(13)，其上含有一第二孔組(132)，可供一第二連接端(113)伸出其外側；該第二面板(13)上可含有至少一第一孔組(131)，可供水流流進及流出該第二面板(13)；另，具有一可選擇之第一轉接器(11)，供該繩索(2)連接於其上；或，該繩索(2)亦可經由一般具機械工程知識者直接連接於該第二連接端(113)上，而不經由一第一轉接器(11)。

圖3為本創作內部構造之一實施例，其中有一第一面板(15)，可供施作者(圖中未顯示)將之固定於該牆面(51)(請見圖1)上、或可經由一般具機械工程知識者將之固定於一架狀物並固接於地面上(本圖未顯示)；該第一面板(15)上固接一第一基座(151)，該第一基座(151)上固接一第一連接端(115)，該第一連接端(115)上可脫離的固接一第二連接端(113)，經由該第一轉接器(11)連接至繩索(2)；該第一連接端(115)上具有一脫離操縱部(1153)，該脫離操縱部(1153)經由一第一牽引端(1171)與一第一牽引架(117)相固接，該第一牽引架(117)上具有一第二牽引端(1173)；另一方面，準備一浮球(17)、一第二基座(153)，該浮球(17)上穿設一浮球連桿(173)，該第二基座(153)沿一第一旋轉軸(1531)可旋轉的固接於第一面板(15)上，並具有一孔供該浮球連桿(173)穿設其中，且該浮球連桿(173)與第二牽引端(1173)相連接；該第一面板(15)上具有至少一槽孔(155)及至少一固定元件(157)，可供施作者(圖中未顯示)將第一面板(15)可調整的固定於後方物件上，例如前述之牆面(51)，該槽孔(155)可提供方便的高度調整功能。

圖4顯示一中華人民共和國專利CN203348804U號之自助式快速氣動接頭，該自助式快速氣壓接頭，包括接頭中樞、接頭外套、內螺紋螺帽和接頭閥芯，所述的內螺紋螺帽與接頭中樞的一端螺紋連接固定，其特徵在於，所述的接頭中樞的內部安裝有接頭閥芯，所述的接頭閥芯的一端通過閥芯彈簧與內螺紋螺帽內部一端相連，另一端內側安裝有Y型密封圈I，所述的接頭中樞的外側套接有接頭外套，所述的接頭外套的內側與內螺紋螺帽的一端之間安裝有外套彈簧，所述的接頭閥芯的外側中部與接頭中樞內側壁之間安裝有Y型密封圈Ⅱ，插入時不需要手動將接頭外套往裡面推，插到位後接頭外套自動彈出，鎖住插芯，可單手操作，使用方便。

其中，該圖所繪製者為一般機械工程領域中習稱之「母端接頭」，功能類比於本創作中之第一連接端(115)，該圖未繪製出機械工程領域中習知之「公端接頭」，功能類比於本創作中之第二連接端(113)，而「元件4」功能類比於本創作中之脫離操縱部(1153)；該圖顯示裝置之主要特點包括：(1)當公端已脫離後，母端自動維持等待重新接合之狀態，不必另外按壓任何元件之前提下，即可進行公端接頭之重新接合；(2)當公端已與母端接合、且母端之元件4未受激發時，該公端之抗脫離力量極大、無法輕易脫離；本創作將利用例如此創作類型之氣壓接頭，進行本創作(1)於該第一連接端(115)及該第二連接端(113)部位之轉用。

圖5顯示本創作未被激發時之一實施例，其中「激發」一詞定義為「偵測到水位呈現需要提出警示之狀態，並進行動作」，並於圖6中說明；在初始狀態時，該第二連接端(113)與該第一連接端(115)相固接，此時若有連接該繩索(2)時，該繩索(2)之活動即可受到限制、不能任意移動；此時，若該積水區域(7)之水位於一第一水位(71)時，由於該第一水位(71)尚未觸及該浮球(17)或雖觸及但未造成足夠浮力，該浮球(17)將位於一第一高度(1751)，該第一牽引架(117)不足以受該浮球連桿(173)牽引、致使該脫離操縱部(1153)無法被牽引而激發，故該第二連接端(113)不會脫離該第一連接端(115)，因此該繩索(2)仍處於無法任意移動之狀態，本創作整體而言即為未被激發之狀態。

圖6顯示本創作被激發時之一實施例，此時，若該積水區域(7)之水位達到一第二水位(72)時，由於該第二水位(72)已觸及該浮球(17)且已造成足夠浮力，該浮球(17)將移動至一第二高度(1753)，該第一牽引架(117)足以受該浮球連桿(173)牽引、致使該脫離操縱部(1153)被激發，使該第二連接端(113)將脫離該第一連接端(115)，因此該繩索(2)將處於可以任意移動之狀態，本創作整體而言即為未被激發之狀態。

由圖5及圖6之說明，回到圖1，當該繩索(2)處於不可任意移動之狀態時，該柵欄阻擋部(33)將受該繩索(2)之限制，而停留於未阻擋車輛或行人(6)之位置，例如一較高位置，故可容許該車輛或行人(6)通行於該道路低窪部(5)；而當該繩索(2)處於可任意移動之狀態時，該柵欄阻擋部(33)將不受該繩索(2)之限制，而移動至阻擋車輛或行人(6)之位置，例如一較低位置或視線位置，故可阻擋該車輛或行人(6)通行於該道路低窪部(5)。