CN101828872B

CN101828872B - 饮水机防漏控制装置

Info

Publication number: CN101828872B
Application number: CN2010101769037A
Authority: CN
Inventors: 汪孟金; 李玮; 孙浙胜; 朱亮
Original assignee: Ningbo Zhenhai Huatai Electric Factory
Current assignee: JIANGSU GAOSHIDA ELECTRIC TOOL CO., LTD.
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2030-05-07
Also published as: CN101828872A

Abstract

一种饮水机防漏控制装置，包括漏水传感电路、安装盒、负载电路和外报警电路。漏水传感电路安装在饮水机底部的接水盘中，由前电极、后电极组成，安装盒内的线路板由降压电路、直流电源电路、信号获取电路、第一比较电路、执行电路、第二比较电路、内报警及直流平衡电路组成。当饮水机不漏水接水盘中无水时，信号获取电路无信号电流输入，控制系统接通进水电磁阀的电源，进水电磁阀开启，饮水机正常进水正常工作；当饮水机漏水、前电极和后电极均浸到水时，信号电流受测试信号源AC220V市政交流电的驱动而输入信号获取电路中，控制系统切断进水电磁阀的电源，进水电磁阀被关闭，饮水机漏水事故被遏止；同时报警电路以声、光报警，告之饮水机漏水。

Description

饮水机防漏控制装置

技术领域

本发明涉及饮水机领域，尤其涉及一种饮水机防漏控制装置。

背景技术

饮水机是常用的家用电器，市售的饮水机普遍存在以下的问题：没有防漏装置，因而饮水机一旦漏水，将可能造成严重的后果。特别是对与自来水管路相连接、以自来水为水源、带净水器的饮水机，漏水的后果更是严重。北京的某豪华住宅楼，就发生过因楼上此类饮水机漏水而损坏楼下高档红木傢俱的事件。此外，由于饮水机是价格竞争十分激烈的商业产品，因此现有技术中的饮水机迫切需要性能可靠、价格低廉的防漏控制装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术之不足，提供一种性能可靠、成本低廉的饮水机防漏控制装置。

本发明实现上述技术目的的技术方案为：一种饮水机防漏控制装置，包括漏水传感电路、安装盒、负载电路和外报警电路。

漏水传感电路安装在饮水机的底部，其由一个前电极、一个后电极组成。优选地，所述的前电极、后电极互不接触地设置在一个接水盘的底部，并且后电极下方设一片绝缘垫片。所述的接水盘可以汇集饮水机的管路、聪明座、储水罐、加热器、净水器等涉水零部件所泄漏的水。

所述的接水盘可以用金属也可以用塑料制作，优先采用塑料制作。

安装盒内安装一块线路板，该线路板由降压电路、直流电源电路、信号获取电路、第一比较电路、执行电路、第二比较电路、内报警及直流平衡电路组成。其中，信号获取电路、第一比较电路、执行电路、第二比较电路、内报警及直流平衡电路组成控制系统。

所述的前电极通过一只降压电阻与AC220V市政交流电的中线N连接；所述的后电极与所述线路板的信号获取电路连接。

本发明的控制过程为：

当饮水机不漏水，所述的接水盘中干燥无水时，所述的前电极、后电极之间为开路状态，所述的信号获取电路无信号电流输入。此时，所述的执行电路执行将负载电源与负载电路接通的程序，饮水机正常进水正常工作。

所述的负载电源，可以是DC12V、DC24V、AC24V、AC36V、AC110V、AC220V等，优先采用AC220V。

所述的负载电路可以是饮水机总电源的控制器件(例如SCR、TRIAC或交流接触器)也可以是饮水机的进水电磁阀。为叙述方便，以下称进水电磁阀为负载电路或负载。

当饮水机漏水，所述的接水盘中有水、并且前电极和后电极均浸到水时，所述的前电极、后电极之间为导通状态(经过盘中的水导通)。AC220V市政交流电作为测试信号源通过所述的降压电阻、前电极、后电极与所述的信号获取电路连接；受测试信号源AC220V市政交流电的驱动，信号电流在前电极、后电极之间流通并输入所述的信号获取电路中。此时，后续电路执行切断进水电磁阀的电源和接通报警电路电源的程序，进水电磁阀被关闭，饮水机漏水事故被遏止；同时，内报警及直流平衡电路和外报警电路得电以声、光两种形式报警，告之饮水机发生了漏水事故。

本发明进一步的技术措施是：

1、设置了“第二比较电路”和“内报警及直流平衡电路”，用以安装盒内“漏水声报警”及平衡饮水机在正常工作和漏水保护两个过程中直流电源供出的直流负载电流。

2、将降压电路、直流电源电路设计成既为控制系统提供直流电压又为信号电流构成流通路径的电路复用形式。

应用本发明，可以取得以下有益效果：

1、用简单的电路、极低的造价就实现了遇漏水自动关闭饮水机的进水电磁阀并自动声、光报警的功能，可有效防止饮水机漏水事故的扩大化。

2、由于采用AC220V市政交流电作测试信号源，因此，不但使本发明的造价进一步降低，而且，与干扰信号或常规的测试信号源相比较，AC220V十分强大，故本发明抗干扰性好、可靠性高。

3、由于所述的直流电源在饮水机正常工作和漏水报护两个过程中的负载电流均近似相等，因此其稳定性好、可靠性高。

附图说明

图1为本发明的原理方框图，

图2为本发明实施例的电路原理图，

图3为本发明的安装盒501的外形示意图。

图1中：10为降压电路、20为直流电源电路、90为漏水传感电路、100为信号获取电路、101为第一比较电路、102为执行电路、103为第二比较电路、104为内报警及直流平衡电路、105为负载电路、106为外报警电路、EL为负载电源、R13为降压电阻。

图2中；E表示饮水机，P表示置于饮水机底部的接水盘，A表示置于接水盘P中的前电极、B表示后电极、C表示置于B下方的绝缘垫片，Is表示信号电流，I_D表示直流负载电流，EL表示负载电源，R_L表示负载(进水电磁阀或前述的SCR、TRIAC、交流接触器)，虚线框出的500表示安装在安装盒501之中的线路板，L、N、1、2、3、4、5表示图3所示的安装盒501的引出线，其中：L接AC220V的相线，N接AC220V的中线，1接负载电源EL的一端，2接外报警电路的发光二极管LED，3接负载R_L的一端，4接前电极A，5接后电极。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步的说明。

结合图1、图2：第一电阻R₁、第一电容C₁组成了降压电路10，并且，所述的R₁、C₁并联后，一端接AC220V的L线；另一端与直流电源电路20中的第一二极管D₁的负极和第二二极管D₂的正极连接。

第一至第四二极管D₁、D₂、D₃、D₄，第二、第三电容C₂、C₃，第二电阻R₂，稳压二极管DW组成了直流电源电路20。其中，二极管D₁、D₂、D₃、D₄为桥式整流器件；C₂、C₃、R₂、DW为滤波稳压器件。它们的连接关系为：第一二极管D₁的负极、第二二极管D₂的正极均与降压电路连接；第三二极管D₃的负极、第四二极管D₄的正极均与AC220V的N线连接；第一、第三二极管D₁、D₃的正极均与线路地(即直流电压U_C的负极)连接；第二、第四二极管D₂、D₄的负极均与直流电压U_C的正极连接；第二、第三电容C₂、C₃并联后一端接线路地，另一端(C₃的正极端)接U_C的正极；稳压二极管DW与第二电阻R₂串联后，一端接直流电压Uc的正极、另一端(DW的正极端)接线路地。

AC220V经R₁、C₁降压，D₁、D₂、D₃、D₄整流，C₂、C₃滤波，DW稳压后，为控制系统提供稳定的直流电压U_C。

第一三极管V₁(9014)、第三、第四电阻R₃、R₄、第五二极管D₅、继电器J(包括其动断触点DD、动合触点DH)组成了执行电路102，并且，第五二极管D₅的负极、继电器J的一端、第三电阻R₃的一端均接直流电源Uc的正极；第五二极管D₅的正极、继电器J的另一端均与第一三极管V₁的集电极连接；第一三极管V₁的发射极、第四电阻R₄的一端均接线路地；第三、第四电阻R₃、R₄的另一端均与第一三极管V₁的基极连接；继电器J的动断触点DD接外报警电路106中的第十四电阻R₁₄，动合触点DH接负载电路105。

第九、第十电阻R₉、R₁₀，集成运放IC-1(1/2LM393)组成了第一比较电路101。并且，第十电阻R₁₀的一端接直流电源Uc的正极，另一端与集成运放IC-1的同相输入端3脚、集成运放IC-2的反相输入端6脚及第九电阻R₉连接；第九电阻R₉的另一端与线路地连接；集成运放IC-1的输出端1脚接第一三极管V₁的基极。

集成运放IC-2(1/2LM393)及其外围器件组成了第二比较电路103。

第五、第六、第七、第八电阻R₅、R₆、R₇、R₈、第二三极管V₂(9014)、蜂鸣器HA组成了内报警及直流平衡电路104。并且，第五电阻R₅与蜂鸣器HA串联后再与第六电阻R₆并联、它们串、并联后一端接直流电源Uc的正极另一端接第二三极管V₂的集电极，第二三极管V₂的发射极接线路地，基极与集成运放IC-2的7脚、第七、第八电阻R₇、R₈各自的一端连接，第七电阻R₇的另一端接线路地，第八电阻R₈的另一端接直流电源Uc的正极。

前电极A、后电极B、接水盘P组成了漏水传感电路90。为防止冷凝露水的影响，在后电极B的下方垫有绝缘片C。

第十一至第十三电阻R₁₁、R₁₂、R₁₃，第四第五电容C₄、C₅，第六二极管D₆，压敏电阻R_U组成了信号获取电路100。并且，第十三电阻R₁₃的一端接AC220V的N线、另一端接所述的前电极A；第六二极管D₆的正极接所述的后电极B、负极与第十二电阻R₁₂、第四、第五电容C₄、C₅、压敏电阻R_U均相连接；第四、第五电容C₄、C₅和压敏电阻R_U并联后，一端与所述的第六二极管D₆的负极连接，另一端(C₅的负极端)接线路地；第十一电阻R₁₁一端接线路地，另一端与第十二电阻R₁₂及集成运放IC-1的反相输入端2脚、集成运放IC-2的同相输入端5脚连接；第十二电阻R₁₂的另一端与所述的第六二极管D₆的负极连接。

发光二极管LED、第十四电阻R₁₄组成外报警电路106，并且，LED、R₁₄串联后，一端接负载电源EL，另一端接所述的继电器J的动断触点DD。

本实施例的控制过程分为正常工作与漏水保护两个过程。

1、正常工作过程：饮水机E不漏水、接水盘P中无水时，前电极A、后电极B之间为开路状态，此时，信号电流Is＝0、集成运放IC-1的反相输入端2脚和集成运放IC-2的同相输入端5脚上的信号电压U₂＝0、因此，集成运放IC-1的1脚输出高电平、第一三极管V₁导通、其射极电流为I₁、继电器J得电动作、其动合触点DH闭合、负载电磁阀得电开启、饮水机正常工作。

在此正常工作过程中，集成运放IC-2反相输入端6脚上的参考电压U₃(直流电压Uc经第九、第十电阻R₉、R₁₀分压后获得)大于其同相输入端5脚上的信号电压U₂，因此，IC-2的输出端7脚输出低电平，第二三极管V₂截止，其射极电流I₂＝0，蜂鸣器HA不工作，此时，直流电源Uc供出的直流负载电流I_D近似地为第一三极管V₁的射极电流I₁(勿略第一第二比较电路及R₃、R₄、R₇、R₈对Uc供出的直流负载电流的分流影响)。

2、漏水保护过程：当饮水机漏水、接水盘P中的积水浸到所述的前电极A和后电极B时，在AC220V的负半周，信号电流I_S按下述路径流通：

AC220V的N线→R₁₃(降压与限流)→前电极A→接水盘中的积水→后电极B→第六二极管D₆(整流)→C₄与C₅(滤波)→R₁₂→R₁₁→线路地→D₁→R₁与C₁(降压)→AC220V的L线。

从信号电流I_S的流通路径可知：降压电路10、直流电源电路20中的器件第一电阻R₁、第一电容C₁、第一二极管D₁起到了既为直流负载电流I_D又为信号电流I_S提供流通路径的双重作用。在本发明中，称此技术为“电路复用”技术。

由于I_S的流通，在第十一电阻R₁₁上产生了信号电压U₂。因为集成运放IC-1、IC-2输入阻抗极高，故U₂≈IsR₁₁，只要综合调整R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂、R₁₃的电阻值，就可使U₂＞U₃，此时：集成运放IC-1的输出端1脚为低电平、第一三极管V₁截止、其射极电流I₁＝0、继电器J失电复位至动合触点DH断开、负载电磁阀失电关闭、动断触点DD闭合、外报警电路得电以光报警。控制系统便实现了饮水机漏水报警与漏水关阀的目的。

与此同时，集成运放IC-2的输出端7脚为高电平，第二三极管V₂导通、其射极电流为I₂、蜂鸣器HA得电以声报警。此时，直流电源Uc供出的直流负载电流I_D近似地为第二三极管V₂的射极电流I₂(勿略第一第二比较电路及R₃、R₄、R₇、R₈对Uc供出的直流负载电流的分流影响)。

结合图3，501为本发明实验样机的安装盒，其有七根引出线：L、N分别接AC220V的相线L和中线N；1接负载电源EL的一端；2接外报警电路106中的LED发光二极管；3接所述的电磁阀的一端；4接所述的前电极A；5接所述的后电极B。所述的安装盒内装有所述的线路板500。

本实施例具有以下技术特征：

A、设有外报警电路106和内报警及直流平衡电路104，可以根据需要选择漏水报警的形式，优选地：内报警用HA蜂鸣器以声报警、外报警用LED发光二极管以光报警。

B、前已述，在信号电流Is＝0时的饮水机E的正常工作过程中，第二三极管V₂截止、其射极电流I₂＝0，第一三极管V₁导通、其射极电流为I₁，即：所述的正常工作过程中，直流负载电流I_D≈I₁；在Is流通时的漏水保护过程中，第一三极管V₁截止、其射极电流I₁＝0，第二三极管V₂导通、其射极电流为I₂，即：所述的漏水保护过程中，直流负载电流I_D≈I₂。只要使三极管V₁、V₂的偏置电阻：R₃＝R₈、R₄＝R₇并适当调整内报警及直流平衡电路104中R₅、R₆的电阻值，就可以实现正常工作过程中的第一三极管V₁的射极电流I₁与漏水保护过程中的第二三极管V₂的射极电流I₂近似相等，即可以实现直流电源负载平衡。这种直流电源负载平衡的工作方式可以保证所述的控制系统长期稳定可靠地工作。

C、在信号获取电路100中设有压敏电阻R_U，只要适当地选取R_U的压敏电压值，就可消除AC220V市政电网的浪涌过压对集成运放IC-1、IC-2的影响，保护它们安全地运行。

Claims

1.一种饮水机防漏控制装置，所述的饮水机防漏控制装置由漏水传感电路(90)、安装盒(501)、负载电路(105)和外报警电路(106)组成，其特征是：

a、采用AC220V市政交流电作测试信号源；

b、在饮水机(E)正常工作和漏水保护两个过程中直流负载电流(I_D)是平衡的；

c、利用电路复用技术，降压电路(10)、直流电源电路(20)既为控制系统提供直流电源(Uc)又为信号电流(Is)构成流通路径。

2.如权利要求1所述的饮水机防漏控制装置，其特征在于漏水传感电路(90)由前电极(A)、后电极(B)、接水盘(P)组成；所述的接水盘(P)安装在饮水机(E)的底部；所述的前电极(A)、后电极(B)互不接触地设置在所述的接水盘(P)的底部，并且后电极(B)下方设一片绝缘垫片(C)。

3.如权利要求2所述的饮水机防漏控制装置，其特征在于所述的前电极(A)通过一只降压电阻(R₁₃)与AC220V市政交流电的中线N连接；所述的后电极(B)与信号获取电路(100)中的第六二极管(D₆)连接。

4.如权利要求1所述的饮水机防漏控制装置，其特征在于所述的测试信号源AC220V市政交流电通过第十三电阻(R₁₃)、前电极(A)、后电极(B)与信号获取电路(100)连接。

5.如权利要求3所述的饮水机防漏控制装置，其特征在于所述的信号电流(I_S)受所述的测试信号源AC220V市政交流电的驱动，通过第十三电阻(R₁₃)、前电极(A)、后电极(B)输入所述的信号获取电路(100)中。

6.如权利要求1所述的饮水机防漏控制装置，其特征在于所述的降压电路(10)、直流电源电路(20)中的器件第一电阻(R₁)、第一电容(C₁)、第一二极管(D₁)既为直流负载电流(I_D)又为信号电流(I_S)提供流通路径。

7.如权利要求1所述的饮水机防漏控制装置，其特征在于：在饮水机(E)正常工作过程中，直流负载电流(I_D)与第一三极管(V₁)的射极电流(I₁)近似相等；在漏水保护过程中，直流负载电流(I_D)与第二三极管(V₂)的射极电流(I₂)近似相等。

8.如权利要求1所述的饮水机防漏控制装置，其特征在于：所述的正常工作过程中的第一三极管(V₁)的射极电流(I₁)与所述的漏水保护过程中的第二三极管(V₂)的射极电流(I₂)近似相等，即：所述的正常工作与漏水保护两个过程中，直流电源(Uc)供出的直流负载电流(I_D)是平衡的。