專利名稱：浸水監(jiān)測方法、裝置及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種浸水監(jiān)測方法、裝置及設(shè)備。
背景技術(shù)：
在通訊基站和樓宇安防等環(huán)境中，需要設(shè)置浸水監(jiān)測裝置對環(huán)境進行實時 監(jiān)控，以期在環(huán)境中發(fā)生水浸時告警。 一種常用的浸水監(jiān)測裝置稱為非接觸光
電式浸水監(jiān)測裝置，如圖1A所示，為該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括發(fā)光 二極管A、探頭B和紅外接收管C,探頭B所處的環(huán)境為介質(zhì)D。監(jiān)測時， 發(fā)光二極管A發(fā)出一束具有一定強度和波長的紅外光，該紅外光進入探頭B， 探頭B為表面光滑可透過紅外光的半球形塑料外殼，由于光線具有從一種介 質(zhì)進入另一種介質(zhì)時發(fā)生折射和反射的特性，因此當介質(zhì)D中沒有水與4笨頭B 接觸時，介質(zhì)D為光疏介質(zhì)空氣，大部分紅外光線在探頭B表面發(fā)生多次反 射后，沿探頭B內(nèi)部傳播到紅外接收管C,此時紅外接收管C呈導(dǎo)通狀態(tài)； 當發(fā)生水浸時，介質(zhì)D為光密介質(zhì)水，探頭B與水接觸，大部分紅外光線在 探頭B表面發(fā)生多次折射后進入水中，因此紅外接收管C由于沒有接收到紅 外光因此呈截止狀態(tài)。由此可知，通過檢測紅外接收管C是否處于導(dǎo)通狀態(tài) 來監(jiān)測是否發(fā)生水浸。但是，這種監(jiān)測方式只能利用探頭進行單點監(jiān)測，并且 由于要利用光的傳播特性，因此要求探頭的表面清潔光滑，如果長期使用會導(dǎo) 致探頭表面沾污或積留水垢，使得光在傳播時容易發(fā)生散射，產(chǎn)生誤告警，由 此降低了監(jiān)測的準確性。
另一種常用的浸水監(jiān)測裝置稱為接觸電極式浸水監(jiān)測裝置，如圖1B所示， 是該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。電極一端接在IC比較器的同相端(+ )，另一端接地 (GND)，參考電壓VREF接IC比較器的反向端(-),電極與IC比較器同 相端之間接上拉電阻R,電阻R與電源VCC相連。監(jiān)測時，如果電極之間沒 有水，則電極間的電阻為無窮大，IC比較器的同相端因電阻R的上拉電壓高 于參考電壓VREF，因此IC比較器輸出端OUT輸出高電平；當電極之間發(fā)生水浸時，因水中的離子具有導(dǎo)電性，則電極間阻抗降低，因電極間阻抗與上拉
電阻R的分壓，導(dǎo)致IC比較器同相端的的電壓低于參考電壓VREF，因此IC 比較器輸出端OUT輸出低電平。由此可知，通過檢測IC比較器輸出端的電平 高低可以判斷是否發(fā)生水浸。這種監(jiān)測方式雖然可以通過接入多個電極進行多 點監(jiān)測，但是，由于發(fā)生水浸時，電極、直流電壓和水之間構(gòu)成了電鍍環(huán)境， 隨著水浸時間的延長，水中的陽離子會被電鍍到電極的負極板上，而正極板容 易被腐蝕，從而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕；隨著兩個極板之間的電壓升高，當高于IC 比較器參考電壓時，IC比較器的指示狀態(tài)會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，因此長時間使用仍然 會發(fā)生誤告警。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種浸水監(jiān)測方法及裝置，以保 證在水浸監(jiān)測過程中不會產(chǎn)生誤告警。 本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案為 一種浸水監(jiān)測方法，包括 生成低頻交流信號；
將所述低頻交流信號通過變壓器耦合至探測電極；
通過監(jiān)測所述探測電極間電阻的大小判斷是否發(fā)生浸水。
通過下述任意一種方式生成所述低頻交流信號
通過信號發(fā)生器生成所述低頻交流信號；或
通過單片機生成所述低頻交流信號。
所述信號發(fā)生器包括
簡單方波信號發(fā)生器；
通過運放和比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器，包括移相式正弦波信號發(fā)生器、 文氏電橋正弦波信號發(fā)生器、正交正弦波信號發(fā)生器、矩形脈沖信號發(fā)生器、 三角波信號發(fā)生器；
通過非運放和非比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器，包括采用三極管構(gòu)建的振蕩電路信號發(fā)生器、通過時基電路芯片實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器、通過帶有反 相器的邏輯電路實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器。
所述將低頻交流信號通過變壓器耦合至探測電極包括
所述變壓器原邊線圈的一端通過上拉電阻與電源相連，所述變壓器副邊線 圏的兩端與所述探測電極相連，將所述低頻交流信號輸入所述變壓器原邊線圈 的另一端。
所述通過監(jiān)測所述探測電極間電阻的大小判斷是否發(fā)生浸水包括
當所述低頻交流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路輸出到比較器的直流電壓信號小于所
述比較器的參考電壓時，確定所述探測電極間的電阻大于閾值，所述探測電極
未發(fā)生浸水；
當所述低頻交流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路輸出到比較器的直流電壓信號大于所 迷比較器的參考電壓時，確定所述探測電極間的電阻小于閾值，所述探測電極 發(fā)生浸水。
所述轉(zhuǎn)換電路包括順序相連的絕對值電路、差動放大電路、以及積分濾 波電路；
所述低頻交流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路輸出到比較器包括 所述低頻交流信號輸入所述絕對值電路的輸入端，經(jīng)過所述差動放大電路 和積分濾波電路后，輸出直流電壓信號到所述比較器的同相端。 一種浸水監(jiān)測裝置，包括 生成單元，用于生成低頻交流信號；
隔離單元，用于將所述低頻交流信號通過變壓器耦合至探測電極； 監(jiān)測單元，用于通過監(jiān)測所述探測電極間電阻的大小判斷是否發(fā)生浸水。 所述監(jiān)測單元包括
判斷單元，用于判斷所述低頻交流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路輸出到比較器的直流 電壓信號是否小于所述比較器的參考電壓；
確定單元，用于當所述判斷單元的判斷結(jié)果為是時，確定所述探測電極間 的電阻大于閾值，所述探測電極未發(fā)生浸水，當所述判斷單元的判斷結(jié)果為否時，確定所述探測電極間的電阻小于閾值，所述探測電極發(fā)生浸水。
一種浸水監(jiān)測設(shè)備，包括信號發(fā)生器、變壓器、轉(zhuǎn)換電路、比較器，
所述信號發(fā)生器的輸出端與所述變壓器原邊線圏的一端相連，所述信號發(fā)
生器用于輸出低頻交流信號；
所述變壓器原邊線圏的另一端與所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，所述變壓器 的副邊線圏兩端用于在監(jiān)測浸水時與#:測電才及相連；
所述轉(zhuǎn)換電路用于將所述低頻交流信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號后輸出至所 述比較器的同相端，當所述比較器輸出端輸出低電平時，判斷所述探測電極未 發(fā)生浸水，當所述比較器輸出端輸出高電平時，判斷所述探測電極發(fā)生浸水。
所述信號發(fā)生器包括
簡單方波信號發(fā)生器；
通過運放和比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器，包括移相式正弦波信號發(fā)生器、 文氏電橋正弦波信號發(fā)生器、正交正弦波信號發(fā)生器、矩形脈沖信號發(fā)生器、 三角波信號發(fā)生器；
通過非運放和非比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器，包括采用三極管構(gòu)建的振蕩 電路信號發(fā)生器、通過時基電路芯片實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器、通過帶有反 相器的邏輯電路實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器。
所述轉(zhuǎn)換電路包括順序相連的絕對值電路、差動放大電路、以及積分濾 波電路；
所述低頻交流信號輸入所述絕對值電路的輸入端，經(jīng)過所述差動放大電路 和積分濾波電路后，輸出直流電壓信號到所述比較器的同相端。
還包括與所述比較器的輸出端相連的三極管，和與所述三極管相連的繼 電器；
當所述比較器的輸出端輸出低電平時，所述三極管未導(dǎo)通，所述繼電器處 于未導(dǎo)通狀態(tài)；
當所述比較器的輸出端輸出高電平時，所述三極管導(dǎo)通，驅(qū)動所述繼電器 處于導(dǎo)通狀態(tài)，并發(fā)出浸水告警信號。可見，在本發(fā)明實施例中生成低頻交流信號，將低頻交流信號通過變壓器 耦合至探測電極，通過監(jiān)測探測電極間電阻的大小判斷是否發(fā)生浸水。由于本 發(fā)明實施例采用低頻交流探測信號，探測電極上不會發(fā)生電極腐蝕和極化現(xiàn) 象，因此監(jiān)測結(jié)果準確，不會發(fā)生誤告警，并且可以有效增加探測電極的引出
距離；由于通過變壓器隔離了低頻交流信號和被監(jiān)測介質(zhì)，因此提高了監(jiān)測的 安全性和可靠性。


為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施 例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述 中的附圖僅僅是本申請中記載的 一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講， 在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1A為現(xiàn)有非接觸光電式浸水監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖1B為現(xiàn)有接觸電極式浸水監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明浸水監(jiān)測方法的第一實施例流程圖； 圖3為本發(fā)明浸水監(jiān)測方法的第二實施例流程圖； 圖4為本發(fā)明浸水監(jiān)測裝置的實施例框圖； 圖5為本發(fā)明浸水監(jiān)測設(shè)備的實施例框圖； 圖6為應(yīng)用本發(fā)明實施例的一種浸水監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7A為圖6中方波信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7B為圖6中絕對值電^"的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7C為圖6中差動放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7D為圖6中積分濾波電路的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8A為采用三極管構(gòu)建的振蕩電路信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8B為通過時基電路芯片實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8C為通過帶有反相器的邏輯電路實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示 意圖。
具體實施方式
l明實施例中的技術(shù)方案，并使本 發(fā)明實施例的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā) 明實施例中技術(shù)方案作進一步詳細的說明。
本發(fā)明浸水監(jiān)測方法的第一實施例流程如圖2所示 步驟201:生成低頻交流信號。
其中，可以通過信號發(fā)生器生成所述低頻交流信號，或者通過單片機生成 所述低頻交流信號。
具體的，信號發(fā)生器包括簡單方波信號發(fā)生器；或者，通過運放和比較 器實現(xiàn)的信號發(fā)生器；或者，通過非運放和非比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器。通過 運放和比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器可以包括移相式正弦波信號發(fā)生器、文氏電 橋正弦波信號發(fā)生器、正交正弦波信號發(fā)生器、矩形脈沖信號發(fā)生器、三角波 信號發(fā)生器；通過非運放和非比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器可以包括采用三極管 構(gòu)建的振蕩電路信號發(fā)生器、通過時基電路芯片實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器、 通過帶有反相器的邏輯電路實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器。
步驟202:將低頻交流信號通過變壓器耦合至探測電極。
其中，變壓器原邊線圈的一端通過上拉電阻與電源相連，所述變壓器副邊 線圈的兩端與所述探測電極相連，將所述低頻交流信號輸入所述變壓器原邊線 圈的另一端。
步驟203:通過監(jiān)測探測電極間電阻的大小判斷是否發(fā)生浸水。 其中，當所述低頻交流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路輸出到比較器的直流電壓信號小 于所述比較器的參考電壓時，確定所述探測電極間的電阻大于閾值，所述探測 電極未發(fā)生浸水；當所述低頻交流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路輸出到比較器的直流電壓 信號大于所述比較器的參考電壓時，確定所述探測電極間的電阻小于閾值，所 述探測電極發(fā)生浸水。
其中，轉(zhuǎn)換電路包括順序相連的絕對值電路、差動放大電路、以及積分濾 波電路，所述低頻交流信號輸入所述絕對值電路的輸入端，經(jīng)過所述差動放大 電路和積分濾波電路后，輸出直流電壓信號到所述比較器的同相端。本發(fā)明浸水監(jiān)測方法的第二實施例流程如圖3所示，該實施例詳細示出了
浸水監(jiān)測過程
步驟301:通過信號發(fā)生器生成低頻交流信號。
信號發(fā)生器可以包括簡單方波信號發(fā)生器；或者，通過運放和比較器實 現(xiàn)的信號發(fā)生器；或者，通過非運放和非比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器。
進一步，通過運放和比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器可以包括移相式正弦波信 號發(fā)生器、文氏電橋正弦波信號發(fā)生器、正交正弦波信號發(fā)生器、矩形脈沖信 號發(fā)生器、三角波信號發(fā)生器；通過非運放和非比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器可以 包括采用三極管構(gòu)建的振蕩電路信號發(fā)生器、通過時基電路芯片實現(xiàn)的振蕩 電路信號發(fā)生器、通過帶有反相器的邏輯電路實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器。
上述信號發(fā)生器產(chǎn)生的低頻交流信號除了可以為方波外，還可以為正弦 波、三角波等，只要低頻交流信號產(chǎn)生的波形是相對于變壓器原邊上拉電阻處 電源相對稱的交流信號波形均可。
步驟302:將低頻交流信號輸入變壓器原邊線圏的一端，低頻交流信號通 過變壓器耦合到探測電極。
步驟303:低頻交流信號經(jīng)過變壓器原邊線圈的另一端輸入絕對值電路的 輸入端。
步驟304:低頻交流信號順序經(jīng)過差動放大電路和積分濾波電路后，輸出 直流電壓信號到比較器的同相端。
步驟305:判斷直流電壓信號是否小于比較器的參考電壓，若是，則執(zhí)行 步驟306;否則，執(zhí)行步驟307。
步驟306:比較器輸出低電平，確定探測電極間的電阻大于閾值，探測電 極未發(fā)生浸水，結(jié)束當前流程。
步驟307:比較器輸出高電平，確定探測電極間的電阻小于閾值，探測電 極發(fā)生浸水，結(jié)束當前流程。
與本發(fā)明浸水監(jiān)測方法的實施例相對應(yīng)，本發(fā)明還提供了浸7jc監(jiān)測裝置的 實施例，該浸水監(jiān)測裝置的實施例框圖如圖4所示。該浸7K監(jiān)測裝置包括生成單元410、隔離單元420和監(jiān)測單元430。 其中，生成單元410用于生成低頻交流信號；隔離單元420用于將所述低 頻交流信號通過變壓器耦合至探測電極；監(jiān)測單元430用于通過監(jiān)測所述探測 電極間電阻的大小判斷是否發(fā)生浸水。
進一步，監(jiān)測單元430可以包括(圖4中未示出)判斷單元，用于判斷 所述低頻交流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路輸出到比較器的直流電壓信號是否小于所述 比較器的參考電壓；確定單元，用于當所述判斷單元的判斷結(jié)果為是時，確定 所述探測電極間的電阻大于閾值，所述探測電極未發(fā)生浸水，當所述判斷單元 的判斷結(jié)果為否時，確定所述探測電極間的電阻小于閾值，所述探測電極發(fā)生 浸水。
本發(fā)明還提供了浸水監(jiān)測設(shè)備的實施例，該浸水監(jiān)測設(shè)備的實施例框圖如 圖5所示，包括信號發(fā)生器510、變壓器520、轉(zhuǎn)換電路530和比較器540。
其中，所述信號發(fā)生器510的輸出端與所述變壓器520原邊線圏的一端相 連，所述信號發(fā)生器510用于輸出低頻交流信號；所述變壓器530原邊線圈的 另一端與所述轉(zhuǎn)換電路530的輸入端相連，所述變壓器520的副邊線圏兩端用 于在監(jiān)測浸水時與探測電極相連；所述轉(zhuǎn)換電路530用于將所述低頻交流信號 轉(zhuǎn)換為直流電壓信號后輸出至所述比較器540的同相端，當所述比較器540 輸出端輸出低電平時，判斷所述探測電極未發(fā)生浸水，當所述比較器540輸出 端輸出高電平時，判斷所述探測電極發(fā)生浸水。
其中，信號發(fā)生器510可以為簡單方波信號發(fā)生器，或通過運放和比較器 實現(xiàn)的信號發(fā)生器，或通過非運放和非比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器。通過運放和 比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器可以具體為移相式正弦波信號發(fā)生器、文氏電橋正 弦波信號發(fā)生器、正交正弦波信號發(fā)生器、矩形脈沖信號發(fā)生器、三角波信號 發(fā)生器；通過非運放和非比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器可以具體為采用三極管構(gòu) 建的振蕩電路信號發(fā)生器、通過時基電路芯片實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器、通 過帶有反相器的邏輯電路實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器。
其中，轉(zhuǎn)換電路530可以具體為順序相連的絕對值電路、差動放大電路、和積分濾波電路。所述低頻交流信號輸入所述絕對值電路的輸入端，經(jīng)過所述
差動放大電路和積分濾波電路后，輸出直流電壓信號到所述比較器540的同相端。
進一步，還可以包括與所述比較器540的輸出端相連的三極管和與所述三 極管相連的繼電器(圖5中未示出)。其中，當所述比較器540的輸出端輸出 低電平時，所述三極管未導(dǎo)通，所述繼電器處于未導(dǎo)通狀態(tài)，表示未發(fā)生浸水; 當所述比較器540的輸出端輸出高電平時，所述三極管導(dǎo)通，驅(qū)動所述繼電器 處于導(dǎo)通狀態(tài)，并發(fā)出浸水告警信號，標識發(fā)生浸水。
如圖6所示，為應(yīng)用本發(fā)明實施例的一種浸水監(jiān)測設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)示意 圖，下面結(jié)合該結(jié)構(gòu)示意圖對本發(fā)明浸水監(jiān)測設(shè)備及應(yīng)用該設(shè)備進行監(jiān)測的過 程進行詳細描述。該浸水監(jiān)測設(shè)備包括信號發(fā)生器、變壓器、絕對值電路、 差動放大電路、積分濾波電路、比較器、三極管、繼電器和電極。
其中，探測電極連接在變壓器副邊線圈的兩端，原邊線圏一端經(jīng)上拉電阻 連接到電源4.5V,原邊線圈另一端接信號發(fā)生器輸出驅(qū)動端，信號發(fā)生器具 體為方波信號發(fā)生器，其產(chǎn)生一個頻率在50 100Hz之間、電位相對于電源 4.5V對稱的方波，此方波信號經(jīng)變壓器耦合至探測電極，當沒有浸水發(fā)生時， 探測電極兩端電阻為無窮大，變壓器處于空載狀態(tài)，此時變壓器原邊與上拉電 阻連接處的電壓在方波信號的驅(qū)動下相對于電源4.5V呈等周期窄幅波動，此 波動信號經(jīng)絕對值電路、差動放大電路、積分濾波電路的調(diào)整后，變?yōu)橹绷麟?壓信號，輸出至比較器同相端(+ ),其幅值低于比較器反相端(_ )的參考電 壓VREF,比較器輸出端為低電平，不足以驅(qū)動三極管導(dǎo)通使繼電器切換導(dǎo)通 狀態(tài)；當浸水發(fā)生時，相當于探測電極兩端電阻減小，變壓器負載加重，此時 變壓器原邊與上拉電阻連接處的電壓相對于電源4.5V的波動幅度增大，此波 動信號經(jīng)絕對值電路、差動放大電路、積分濾波電路調(diào)整后，輸出的直流電壓 信號較無水時有顯著提高，該電壓超過參考電壓VREF,使比較器的輸出電平 發(fā)成翻轉(zhuǎn)，輸出為高電平，驅(qū)動三極管導(dǎo)通使繼電器切換導(dǎo)通狀態(tài)。
在整個監(jiān)測過程中，由于探測電極上始終為低頻交流信號，不存在直流分 量，因此，不會產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕和極化現(xiàn)象，使浸水監(jiān)測更加準確，不會產(chǎn)生 誤告絕緣，有利于提高變送電路的安全性。
下面通過具體的示例描述圖6中每個電路^^塊的詳細結(jié)構(gòu)。
如圖7A所示，為圖6中方波信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，運放U1A、 C7、 R31、 R19、 R30組成RC振蕩電路，振蕩頻率由R31調(diào)整在50 ~ 100Hz 內(nèi)，D9、 D10為3V穩(wěn)壓二極管，與R32組成限幅電路，使方波幅值限制在 3.6V左右并相對于4.5V電源對稱，此信號經(jīng)U1B射隨器7腳輸出驅(qū)動變壓器 工作。
如圖7B所示，為圖6中絕對值電路的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，R22與R23阻 值相等，信號Sin經(jīng)R22進入運放U1D的反相端(-)，當信號Sin小于電源 4.5V時，運放U1D輸出高電平，經(jīng)二極管D8、 R23、 R22，與信號Sin構(gòu)成 回路，由于R22與R23相等，且運放U1D同相端與反相端電位保持相等，因 此在U1C同相端(+ ) 10腳處得到的是4.5V減去信號Sin后相對于4.5V電平 向上翻轉(zhuǎn)的絕對值電壓；當信號Sin大于4.5V時，運放U1D輸出低電平，此 時二極管D8截止，信號Sin與運放UlD輸出端無法構(gòu)成回路，信號Sin會通 過R22、 R23無壓降地直接到達U1C同相端(+ ) IO腳處，并經(jīng)U1C射隨輸 出?？傮w上來看，信號Sin經(jīng)過絕對值電路后，變?yōu)橄鄬τ?.5V電平為基準 的絕對值電壓輸出。
如圖7C所示，為圖6中差動放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，電阻R26二R27、 R29=R28,運算放大器U2A的同相端接R28和R27， R28另一端接地，R27 另 一端接輸入信號Sin，運算放大器U2A的反相端接R26和R29， R26另 一端 接電源4.5V, R29另一端接運算放大器U2A的輸出端。因此，信號Sin經(jīng)過 差動力丈大電^各后，其輸出為(Sin-4.5V) *R29/R26。
如圖7D所示，為圖6中積分濾波電路的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，分別由電阻 R25和電容C6組成第一級，由電阻R24和電容C5組成第二級，經(jīng)差動放大 后的信號再經(jīng)過兩級積分濾波后變成直流電壓信號，通過射隨器U2B輸出至 比較器。
信號發(fā)生器除了如圖7A所示的方波信號發(fā)生器之外，還可以為其它可以 產(chǎn)生低頻交流信號的信號發(fā)生器，下面列舉幾種可以應(yīng)用于本發(fā)明實施例的信 號發(fā)生器，需要說明的是，本發(fā)明實施例中的信號發(fā)生器不限于這些信號發(fā)生器，任何可以產(chǎn)生低頻交流信號的信號發(fā)生器均可。
如圖8A所示，為采用三極管構(gòu)建的振蕩電路信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。 其中，由三極管構(gòu)建的振蕩電路，可以包括三極管變壓器反饋式LC振蕩器、 電容三點式和電感三點式振蕩電路。圖8A所示的是電容三點式(考畢茲)振 蕩電路，該信號發(fā)生器的輸出端為圖8A中標示的Q處。
其中，振蕩頻率為
/^~^ 其中，C^^^,
2WZ^ c,+c2
如圖8B所示，為通過時基電路芯片實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示 意圖。其中，時基電路芯片可以為由555時基電路實現(xiàn)的振蕩電路，該信號發(fā) 生器的輸出端為圖8B中的V0處。
如圖8C所示，為通過帶有反相器的邏輯電路實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器 的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，Ul為施密特反相器，當U1A-1腳電壓為低電平時，輸 出端2腳為高電平，4腳F0為低電平，此時反相器2腳通過電阻R1向電容 Cl充電，l腳電壓逐漸升高，當l腳電壓高于施密特翻轉(zhuǎn)電壓時，2腳變?yōu)榈?電平，4腳隨之變?yōu)楦唠娖剑藭r電容C1又通過R1放電，l腳電壓逐漸降低， 當1腳電壓低于施密特翻轉(zhuǎn)電壓時，2腳變?yōu)楦唠娖剑?腳隨之變?yōu)榈碗娖健?如此循環(huán)，在4腳得到一個連續(xù)的振蕩信號。該信號發(fā)生器的輸出端為圖8C 中標示的FO處。
除了上述實施例中示出的通過信號發(fā)生器產(chǎn)生低頻交流信號外，還可以通 過帶有中央處理器的單片機以軟件方式產(chǎn)生低頻交流信號。例如，采用單片機 內(nèi)部定時器或軟件定時器，在其上某一引腳輸出周期和占空比均可調(diào)的脈沖序 列。
通過以上的實施方式的描述可知，在本發(fā)明實施例中生成低頻交流信號， 將低頻交流信號通過變壓器耦合至探測電極，通過監(jiān)測探測電極間電阻的大小 判斷是否發(fā)生浸水。由于本發(fā)明實施例采用低頻交流探測信號，探測電極上不 會發(fā)生電極腐蝕和極化現(xiàn)象，因此監(jiān)測結(jié)果準確，不會發(fā)生誤告警，并且可以 有效增加探測電極的引出距離；由于通過變壓器隔離了低頻交流信號和被監(jiān)測 介質(zhì)，因此提高了監(jiān)測的安全性和可靠性。以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明 的j呆護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種浸水監(jiān)測方法，其特征在于，包括生成低頻交流信號；將所述低頻交流信號通過變壓器耦合至探測電極；通過監(jiān)測所述探測電極間電阻的大小判斷是否發(fā)生浸水。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過下述任意一種方式生 成所述低頻交流信號通過信號發(fā)生器生成所述低頻交流信號；或 通過單片機生成所述低頻交流信號。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述信號發(fā)生器包括 簡單方波信號發(fā)生器；通過運放和比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器，包括移相式正弦波信號發(fā)生器、 文氏電橋正弦波信號發(fā)生器、正交正弦波信號發(fā)生器、矩形脈沖信號發(fā)生器、 三角波信號發(fā)生器；通過非運放和非比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器，包括采用三極管構(gòu)建的振蕩 電路信號發(fā)生器、通過時基電路芯片實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器、通過帶有反 相器的邏輯電路實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將低頻交流信號通過 變壓器耦合至探測電極包括所述變壓器原邊線圏的一端通過上拉電阻與電源相連，所述變壓器副邊線 圏的兩端與所述探測電極相連，將所述低頻交流信號輸入所述變壓器原邊線圏 的另一端。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過監(jiān)測所述探測電 極間電阻的大小判斷是否發(fā)生浸水包括當所述低頻交流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路輸出到比較器的直流電壓信號小于所 述比較器的參考電壓時，確定所述探測電極間的電阻大于閾值，所述探測電極 未發(fā)生浸水；當所述低頻交流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路輸出到比較器的直流電壓信號大于所述比較器的參考電壓時，確定所述探測電極間的電阻小于閾值，所述探測電極 發(fā)生浸水。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換電路包括順序 相連的絕對值電路、差動放大電路、以及積分濾波電路；所述低頻交流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路輸出到比較器包括 所述低頻交流信號輸入所述絕對值電路的輸入端，經(jīng)過所述差動放大電路 和積分濾波電路后，輸出直流電壓信號到所述比較器的同相端。
7、 一種浸水監(jiān)測裝置，其特征在于，包括 生成單元，用于生成低頻交流信號；隔離單元，用于將所述低頻交流信號通過變壓器耦合至探測電極； 監(jiān)測單元，用于通過監(jiān)測所述探測電極間電阻的大小判斷是否發(fā)生浸水。
8、 才艮據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述監(jiān)測單元包括 判斷單元，用于判斷所述低頻交流信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路輸出到比較器的直流電壓信號是否小于所述比較器的參考電壓；確定單元，用于當所述判斷單元的判斷結(jié)果為是時，確定所述探測電極間 的電阻大于閾值，所述探測電極未發(fā)生浸水，當所述判斷單元的判斷結(jié)果為否 時，確定所述探測電極間的電阻小于閾值，所述探測電極發(fā)生浸水。
9、 一種浸水監(jiān)測設(shè)備，其特征在于，包括信號發(fā)生器、變壓器、轉(zhuǎn)換 電路、比較器，所述信號發(fā)生器的輸出端與所述變壓器原邊線圈的一端相連，所述信號發(fā) 生器用于輸出低頻交流信號；所述變壓器原邊線圈的另一端與所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，所述變壓器 的副邊線圈兩端用于在監(jiān)測浸水時與探測電極相連；所述轉(zhuǎn)換電路用于將所述低頻交流信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號后輸出至所 述比較器的同相端，當所述比較器輸出端輸出低電平時，判斷所述探測電極未 發(fā)生浸水，當所述比較器輸出端輸出高電平時，判斷所述探測電極發(fā)生浸水。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述信號發(fā)生器包括簡單方波信號發(fā)生器；通過運放和比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器，包括移相式正弦波信號發(fā)生器、 文氏電橋正弦波信號發(fā)生器、正交正弦波信號發(fā)生器、矩形脈沖信號發(fā)生器、 三角波信號發(fā)生器；通過非運放和非比較器實現(xiàn)的信號發(fā)生器，包括采用三極管構(gòu)建的振蕩 電路信號發(fā)生器、通過時基電路芯片實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器、通過帶有反 相器的邏輯電路實現(xiàn)的振蕩電路信號發(fā)生器。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換電路包括順序 相連的絕對值電路、差動》文大電3各、以及積分濾波電^各；所述低頻交流信號輸入所述絕對值電路的輸入端，經(jīng)過所述差動放大電路 和積分濾波電路后，輸出直流電壓信號到所述比較器的同相端。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，還包括與所述比較器的 輸出端相連的三極管，和與所述三極管相連的繼電器；當所述比較器的輸出端輸出低電平時，所述三極管未導(dǎo)通，所述繼電器處 于未導(dǎo)通狀態(tài)；當所述比較器的輸出端輸出高電平時，所述三極管導(dǎo)通，驅(qū)動所述繼電器 處于導(dǎo)通狀態(tài)，并發(fā)出浸水告警信號。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種浸水監(jiān)測方法、裝置及設(shè)備，所述方法包括生成低頻交流信號；將所述低頻交流信號通過變壓器耦合至探測電極；通過監(jiān)測所述探測電極間電阻的大小判斷是否發(fā)生浸水。由于本發(fā)明實施例采用低頻交流探測信號，探測電極上不會發(fā)生電極腐蝕和極化現(xiàn)象，因此監(jiān)測結(jié)果準確，不會發(fā)生誤告警，并且可以有效增加探測電極的引出距離；由于通過變壓器隔離了低頻交流信號和被監(jiān)測介質(zhì)，因此提高了監(jiān)測的安全性和可靠性。
文檔編號G01F23/24GK101614573SQ20091008274
公開日2009年12月30日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者于連波, 戴煊龍, 英 馬 申請人:北京寶力馬傳感技術(shù)有限公司