溢流水检测装置的开发应用

高晶(中海石油(中国)湛江分公司，广东 湛江 524057)

0 引言

很多场站或者装置的中央控制室或者配电室都铺设有悬空地板，地板的上方摆设各种设备，地板下方空间用来铺设相关电缆。这些中央控制室或者配电室的一般安装有分体空调制冷，如果环境不佳，分体空调运行过程中冷凝水排泄口就容易被杂物阻塞，这样冷凝水就会溢流到地板下方，进而对地板上铺设的电缆及其他设备的安全运行造成威胁。由于地板的阻隔，巡检人员往往很难发现地板下方出现积水的问题，往往是积水比较多的时候或者是设备故障后才发现积水问题，这对地板下方的电缆安全以及设备运行是十分不利的。因此，本文提出了溢流水检测装置的解决方案，达到主动提醒巡检人员地板下方出现积水现象的目的。

1 装置介绍

1.1 装置实现功能目标

(1)通过合适的传感器灵敏的检测地板下方溢流水；

(2)检测器的积水信号传输至控制模块后，控制系统输出报警指示及报警声音，以提醒巡检人员地板下方出现积水；

(3)巡检人员知道问题后，可以关闭报警声音及指示；

(4)地板下方积水清除后，装置恢复至无报警状态，并可以重复使用。

1.2 装置构架

溢流水检测装置由两部分组成，现场传感器和控制箱。现场传感器的数量根据实际需求来决定，本装置设置两个传感器，分布在分体空调的正下方的两个最可能出现溢流水的位置；控制箱内部含有信号识别、控制及报警电路等，如图1 所示。

图1 溢流水检测装置示意图

1.3 信号识别电路

信号识别电路是溢流检测装置的核心部分，主要分为三部分组成：信号检测器、信号处理电路、继电器输出电路。

(1) 信号检测器就是传感器，负责检测水的信号并做出相应的电流或者电压变化给信号处理部分。该装置的传感器的本质是检测漏电流的装置，装置的两个引脚接入5V 的直流电压，两个引脚用类似格栅的形式分布在传感器表面，互相之间间隙很小，如图2 所示。当传感器上有水滴的时候，水滴导通两个引脚的正负极，产生漏电流，水滴越多，漏电流越大，该漏电流信号被传送至信号处理电路。

图2 信号检测器示意图

(2)信号处理电路接收到传感器的信号变化并识别这种变化，产生一个输出变化给继电器输出模块。如图3 所示，该部分功能主要由LM393 芯片实现，LM393 是一个比较器，该比较器正常输出高电平。当传感器没有漏电流流过的生活，传感器的负极侧对地电压等于VCC，高于正极电压，此时输出DO 为高电平。当传感器漏电流逐渐增大，负极侧电压逐渐下降，直到其低于正极电压，这时比较器输出DO 为低电平。电路中，10k 欧电位器可以用来调节比较器正极侧的电压值，同时调整了比较器对漏电流的敏感度。

图3 信号处理电路图

(3)继电器输出模块接收到信号处理部分的信息后，使继电器线圈得电，进一步使输出触点状态发生变化。如图4 所示，该部分功能由IC 555 脉冲启动单稳触发电路实现，信号处理电路输出DO 为继电器输出电路的输入，DO 由高电平变化至低电平，IC555 电路的3 号引脚输出高电平，使继电器K 得电，进一步使K 的触点动作。

图4 继电器输出模块电路图

1.4 整流调压电路

整流调压电路相对比较简单，如图5 所示，该电路通过LM317稳压芯片实现调压控制。电路把12V 交流电源通过二极管整流后供给LM317 模块，该模块的引脚1 和2 电压稳定在1.25V，此时调节10K 欧电阻器RW 的电阻就可以调节引脚1 的电压，进一步调节引脚2 的电压，这样就可以得到信号处理电路所需要的5V 电压。

图5 整流调压电路图

1.5 主电路设计

装置构架中，控制箱内部含有信号处理电路板、整流调压电路板、变压器、以及报警控制电路组成，如图6 所示。系统设置了1个220VAC变12VAC的变压器，运行旋钮打到运行位置，信号处理板得电后开始运行，信号处理板识别到任何一个传感器的信号变化，给出信号输出，其输出继电器的常开点(AB)闭合。AB 触点闭合后，报警指示灯以及蜂鸣器得电，发出报警信号，实现溢流水检测功能。

图6 主电路设计图

2 装置的价值及运行效果

溢流水检测装置可以准确灵敏的检测无法直接观察到位置的水分，并给出报警提示。成功的应用到了海洋石油116 中控地板下方溢流水的检测，使用效果良好，消除了地板下方溢流水出现后巡检不到的隐患，取得了良好的实际效果。

3 结语

溢流水检测装置具有很强的适用性，可以有效的监控巡检盲区的水分。检测电压只有5V，处于安全电压以下，对危险区域以及人体附近都是可以安全使用的。例如它应用到油气管线保温层内部水分的检测，以提醒人员保温层油气水泄漏，也可以用到卧床病人或者婴儿尿床检测等等，相信会有更多的使用范围等待着使用者去发掘。