溢流水檢測裝置的開發應用

高晶(中海石油(中國)湛江分公司，廣東 湛江 524057)

0 引言

很多場站或者裝置的中央控制室或者配電室都鋪設有懸空地板，地板的上方擺設各種設備，地板下方空間用來鋪設相關電纜。這些中央控制室或者配電室的一般安裝有分體空調制冷，如果環境不佳，分體空調運行過程中冷凝水排泄口就容易被雜物阻塞，這樣冷凝水就會溢流到地板下方，進而對地板上鋪設的電纜及其他設備的安全運行造成威脅。由于地板的阻隔，巡檢人員往往很難發現地板下方出現積水的問題，往往是積水比較多的時候或者是設備故障后才發現積水問題，這對地板下方的電纜安全以及設備運行是十分不利的。因此，本文提出了溢流水檢測裝置的解決方案，達到主動提醒巡檢人員地板下方出現積水現象的目的。

1 裝置介紹

1.1 裝置實現功能目標

(1)通過合適的傳感器靈敏的檢測地板下方溢流水；

(2)檢測器的積水信號傳輸至控制模塊后，控制系統輸出報警指示及報警聲音，以提醒巡檢人員地板下方出現積水；

(3)巡檢人員知道問題后，可以關閉報警聲音及指示；

(4)地板下方積水清除后，裝置恢復至無報警狀態，并可以重復使用。

1.2 裝置構架

溢流水檢測裝置由兩部分組成，現場傳感器和控制箱。現場傳感器的數量根據實際需求來決定，本裝置設置兩個傳感器，分布在分體空調的正下方的兩個最可能出現溢流水的位置；控制箱內部含有信號識別、控制及報警電路等，如圖1 所示。

圖1 溢流水檢測裝置示意圖

1.3 信號識別電路

信號識別電路是溢流檢測裝置的核心部分，主要分為三部分組成：信號檢測器、信號處理電路、繼電器輸出電路。

(1) 信號檢測器就是傳感器，負責檢測水的信號并做出相應的電流或者電壓變化給信號處理部分。該裝置的傳感器的本質是檢測漏電流的裝置，裝置的兩個引腳接入5V 的直流電壓，兩個引腳用類似格柵的形式分布在傳感器表面，互相之間間隙很小，如圖2 所示。當傳感器上有水滴的時候，水滴導通兩個引腳的正負極，產生漏電流，水滴越多，漏電流越大，該漏電流信號被傳送至信號處理電路。

圖2 信號檢測器示意圖

(2)信號處理電路接收到傳感器的信號變化并識別這種變化，產生一個輸出變化給繼電器輸出模塊。如圖3 所示，該部分功能主要由LM393 芯片實現，LM393 是一個比較器，該比較器正常輸出高電平。當傳感器沒有漏電流流過的生活，傳感器的負極側對地電壓等于VCC，高于正極電壓，此時輸出DO 為高電平。當傳感器漏電流逐漸增大，負極側電壓逐漸下降，直到其低于正極電壓，這時比較器輸出DO 為低電平。電路中，10k 歐電位器可以用來調節比較器正極側的電壓值，同時調整了比較器對漏電流的敏感度。

圖3 信號處理電路圖

(3)繼電器輸出模塊接收到信號處理部分的信息后，使繼電器線圈得電，進一步使輸出觸點狀態發生變化。如圖4 所示，該部分功能由IC 555 脈沖啟動單穩觸發電路實現，信號處理電路輸出DO 為繼電器輸出電路的輸入，DO 由高電平變化至低電平，IC555 電路的3 號引腳輸出高電平，使繼電器K 得電，進一步使K 的觸點動作。

圖4 繼電器輸出模塊電路圖

1.4 整流調壓電路

整流調壓電路相對比較簡單，如圖5 所示，該電路通過LM317穩壓芯片實現調壓控制。電路把12V 交流電源通過二極管整流后供給LM317 模塊，該模塊的引腳1 和2 電壓穩定在1.25V，此時調節10K 歐電阻器RW 的電阻就可以調節引腳1 的電壓，進一步調節引腳2 的電壓，這樣就可以得到信號處理電路所需要的5V 電壓。

圖5 整流調壓電路圖

1.5 主電路設計

裝置構架中，控制箱內部含有信號處理電路板、整流調壓電路板、變壓器、以及報警控制電路組成，如圖6 所示。系統設置了1個220VAC變12VAC的變壓器，運行旋鈕打到運行位置，信號處理板得電后開始運行，信號處理板識別到任何一個傳感器的信號變化，給出信號輸出，其輸出繼電器的常開點(AB)閉合。AB 觸點閉合后，報警指示燈以及蜂鳴器得電，發出報警信號，實現溢流水檢測功能。

圖6 主電路設計圖

2 裝置的價值及運行效果

溢流水檢測裝置可以準確靈敏的檢測無法直接觀察到位置的水分，并給出報警提示。成功的應用到了海洋石油116 中控地板下方溢流水的檢測，使用效果良好，消除了地板下方溢流水出現后巡檢不到的隱患，取得了良好的實際效果。

3 結語

溢流水檢測裝置具有很強的適用性，可以有效的監控巡檢盲區的水分。檢測電壓只有5V，處于安全電壓以下，對危險區域以及人體附近都是可以安全使用的。例如它應用到油氣管線保溫層內部水分的檢測，以提醒人員保溫層油氣水泄漏，也可以用到臥床病人或者嬰兒尿床檢測等等，相信會有更多的使用范圍等待著使用者去發掘。