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(shè)有懸空地板，地板的上方擺設(shè)各種設(shè)備，地板下方空間用來鋪設(shè)相關(guān)電纜。這些中央控制室或者配電室的一般安裝有分體空調(diào)制冷，如果環(huán)境不佳，分體空調(diào)運(yùn)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(huì)溢流到地板下方，進(jìn)而對(duì)地板上鋪設(shè)的電纜及其他設(shè)備的安全運(yùn)行造成威脅。由于地板的阻隔，巡檢人員往往很難發(fā)現(xiàn)地板下方出現(xiàn)積水的問題，往往是積水比較多的時(shí)候或者是設(shè)備故障后才發(fā)現(xiàn)積水問題，這對(duì)地板下方的電纜安全以及設(shè)備運(yùn)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(dá)到主動(dòng)提醒巡檢人員地板下方出現(xiàn)積水現(xiàn)象的目的。

1 裝置介紹

1.1 裝置實(shí)現(xiàn)功能目標(biāo)

(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(hào)傳輸至控制模塊后，控制系統(tǒng)輸出報(bào)警指示及報(bào)警聲音，以提醒巡檢人員地板下方出現(xiàn)積水；

(3)巡檢人員知道問題后，可以關(guān)閉報(bào)警聲音及指示；

(4)地板下方積水清除后，裝置恢復(fù)至無報(bào)警狀態(tài)，并可以重復(fù)使用。

1.2 裝置構(gòu)架

溢流水檢測裝置由兩部分組成，現(xiàn)場傳感器和控制箱?，F(xiàn)場傳感器的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需求來決定，本裝置設(shè)置兩個(gè)傳感器，分布在分體空調(diào)的正下方的兩個(gè)最可能出現(xiàn)溢流水的位置；控制箱內(nèi)部含有信號(hào)識(shí)別、控制及報(bào)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(hào)識(shí)別電路

信號(hào)識(shí)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(hào)檢測器、信號(hào)處理電路、繼電器輸出電路。

(1) 信號(hào)檢測器就是傳感器，負(fù)責(zé)檢測水的信號(hào)并做出相應(yīng)的電流或者電壓變化給信號(hào)處理部分。該裝置的傳感器的本質(zhì)是檢測漏電流的裝置，裝置的兩個(gè)引腳接入5V 的直流電壓，兩個(gè)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(dāng)傳感器上有水滴的時(shí)候，水滴導(dǎo)通兩個(gè)引腳的正負(fù)極，產(chǎn)生漏電流，水滴越多，漏電流越大，該漏電流信號(hào)被傳送至信號(hào)處理電路。

圖2 信號(hào)檢測器示意圖

(2)信號(hào)處理電路接收到傳感器的信號(hào)變化并識(shí)別這種變化，產(chǎn)生一個(gè)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(shí)現(xiàn)，LM393 是一個(gè)比較器，該比較器正常輸出高電平。當(dāng)傳感器沒有漏電流流過的生活，傳感器的負(fù)極側(cè)對(duì)地電壓等于VCC，高于正極電壓，此時(shí)輸出DO 為高電平。當(dāng)傳感器漏電流逐漸增大，負(fù)極側(cè)電壓逐漸下降，直到其低于正極電壓，這時(shí)比較器輸出DO 為低電平。電路中，10k 歐電位器可以用來調(diào)節(jié)比較器正極側(cè)的電壓值，同時(shí)調(diào)整了比較器對(duì)漏電流的敏感度。

圖3 信號(hào)處理電路圖

(3)繼電器輸出模塊接收到信號(hào)處理部分的信息后，使繼電器線圈得電，進(jìn)一步使輸出觸點(diǎn)狀態(tài)發(fā)生變化。如圖4 所示，該部分功能由IC 555 脈沖啟動(dòng)單穩(wěn)觸發(fā)電路實(shí)現(xiàn)，信號(hào)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(hào)引腳輸出高電平，使繼電器K 得電，進(jìn)一步使K 的觸點(diǎn)動(dòng)作。

圖4 繼電器輸出模塊電路圖

1.4 整流調(diào)壓電路

整流調(diào)壓電路相對(duì)比較簡單，如圖5 所示，該電路通過LM317穩(wěn)壓芯片實(shí)現(xiàn)調(diào)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(wěn)定在1.25V，此時(shí)調(diào)節(jié)10K 歐電阻器RW 的電阻就可以調(diào)節(jié)引腳1 的電壓，進(jìn)一步調(diào)節(jié)引腳2 的電壓，這樣就可以得到信號(hào)處理電路所需要的5V 電壓。

圖5 整流調(diào)壓電路圖

1.5 主電路設(shè)計(jì)

裝置構(gòu)架中，控制箱內(nèi)部含有信號(hào)處理電路板、整流調(diào)壓電路板、變壓器、以及報(bào)警控制電路組成，如圖6 所示。系統(tǒng)設(shè)置了1個(gè)220VAC變12VAC的變壓器，運(yùn)行旋鈕打到運(yùn)行位置，信號(hào)處理板得電后開始運(yùn)行，信號(hào)處理板識(shí)別到任何一個(gè)傳感器的信號(hào)變化，給出信號(hào)輸出，其輸出繼電器的常開點(diǎn)(AB)閉合。AB 觸點(diǎn)閉合后，報(bào)警指示燈以及蜂鳴器得電，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，實(shí)現(xiàn)溢流水檢測功能。

圖6 主電路設(shè)計(jì)圖

2 裝置的價(jià)值及運(yùn)行效果

溢流水檢測裝置可以準(zhǔn)確靈敏的檢測無法直接觀察到位置的水分，并給出報(bào)警提示。成功的應(yīng)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(xiàn)后巡檢不到的隱患，取得了良好的實(shí)際效果。

3 結(jié)語

溢流水檢測裝置具有很強(qiáng)的適用性，可以有效的監(jiān)控巡檢盲區(qū)的水分。檢測電壓只有5V，處于安全電壓以下，對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域以及人體附近都是可以安全使用的。例如它應(yīng)用到油氣管線保溫層內(nèi)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(huì)有更多的使用范圍等待著使用者去發(fā)掘。