TWI403710B - 液體洩漏感測器 - Google Patents

Description

液體洩漏感測器

本發明係關於用於一洩漏偵測系統之一液體洩漏感測器。

作為預防居民區、醫院、倉庫等內之災難之措施中之一，提供各種洩漏偵測系統，其能即時感測一意外洩漏與浸水之發生以使得可迅速將該意外通知居民及門衛。一般而言，該洩漏偵測系統包括：一用於藉由使用諸如電、聲或光之媒介來感測液體存在之液體洩漏感測器；及一用於執行一通報作用之洩漏偵測器，諸如根據由液體洩漏感測器感測之偵測液體之訊號之一警報發生器。在此狀況下，電類型液體洩漏感測器藉由經配置成彼此獨立之一對電極之間之被動電傳導來感測水的存在(洩漏或浸水)。在電類型液體洩漏感測器中，洩漏偵測器將該液體洩漏感測器本身之電阻(其對應於電極之間的液體存在量上的增加及減少而改變)作為一液體感測訊號而偵測並處理。因此，在其中倂入電類型洩漏水感測器之洩漏水偵測系統中，前提為待感測之液體係導電的。

洩漏偵測系統中之電類型液體洩漏感測器之液體感測能力(敏感度)主要係由電極之構造決定的。習知地，一液體洩漏感測器，其敏感度對應於洩漏偵測系統之應用(置放洩漏偵測系統之環境、待感測之目標液體等)，已經適當選擇而使用。舉例而言，一高敏感度類型液體洩漏感測器用來偵測諸如純淨水之液體(其電阻相對較高)之洩漏，且一低敏感度類型液體洩漏感測器用來偵測諸如城鎮用水之液體(其電阻相對較低)之洩漏。

本發明之一目的係提供用於一洩漏偵測系統之電類型高敏感度液體洩漏感測器，其特徵在於可防止由一非常小量之液體而非水洩漏或浸水而引起之錯誤操作之發生且另外可在恢復時易於移除該液體。

為實現上述目的，本發明之實施例(例如)有利地提供一液體洩漏感測器，其包括複數個彼此相隔之電極且感測某些電極之間的電傳導作為液體之存在，該液體洩漏感測器包括一具有一電絕緣特性之線性核心構件；及個別地以一螺旋樣式位於核心構件之一表面上且在該表面上經配置成彼此相隔之複數個導線，該等導線分別充當電極。

本發明之實施例(例如)亦有利地提供一液體洩漏感測器，其中該核心構件包括複數個凹槽，其個別地以一螺旋樣式沿表面下凹，複數個導線之每一者在每一凹槽中被固定容納。

本發明之實施例(例如)亦有利地提供一液體洩漏感測器，其中複數個導線包括一暴露的表面部分，其大體上在液體洩漏感測器之一預定感測區之整個長度上連續暴露於核心構件之表面上。

本發明之實施例(例如)亦有利地提供一液體洩漏感測器，其中複數個導線大體上在該液體洩漏感測器之一預定感測區之整個長度上在核心構件之表面上等間隔分佈。

本發明之實施例(例如)亦有利地提供一液體洩漏感測器，其中該核心構件之表面大體上包含一圓柱表面。

本發明之實施例(例如)亦有利地提供一液體洩漏感測器，其進一步包含一具有一電絕緣特性及一液體滲透性之網狀構件，該網狀構件經配置以覆蓋該核心構件及複數個導線。

本發明之實施例(例如)亦有利地提供一液體洩漏感測器，其中該網狀構件包含複數個纖維構件，其個別地沿核心構件之表面而纏繞以環繞該等複數個導線。

舉例而言，由於分別充當一電極之複數個導線以螺旋狀位於核心構件之一表面上，故此等導線在該核心構件上之最小間隔規定為在核心構件之大體圓周方向上之一距離。因此，當該核心構件之厚度為幾毫米時(其相對較薄)，此等導線之最小間隔可為幾毫米。因此，可獲得能感測一相對小量之液體之高敏感度類型液體洩漏感測器。另一方面，例如，在以下狀況下，即諸如露水(其非洩漏水或浸沒水)之非常小數之液體存在於一置放有液體洩漏感測器之表面上，用於感測液體之該等導線之間隔為在核心構件之縱向上之一距離，而不考慮核心構件之厚度。例如，當複數個導線經配置在核心構件之縱向上且彼此充分相隔，例如，則難以感測一置放有液體洩漏感測器之表面上所產生之非常小量之液體。因此，可獲得很少誤操作之液體洩漏感測器。當液體洩漏感測器在感測到洩漏水之後恢復成初始狀態時，附著至核心構件及導線之液體可易於且快速移除。

同樣，例如，每一凹槽先前形成為螺旋狀，其對應於每一導線所需的使得該等導線可用作一電極之形狀。歸因於先前所述，該等複數個導線可易於沿著核心構件表面經配置成一預定螺旋線圈形態。

同樣，可感測洩漏水感測器之感測區中之任何處之液體之一局部存在。另外，使導線彼此橋接之液體附著於核心構件表面上，同時由於表面張力作用而自動沿導線擴展。因此，一電子流可易於在液體中流動。因此，即使在電阻相對較高之純淨水的狀況下，亦可明確感測到其存在。

同樣，例如在液體洩漏感測器之感測區中可確保大體均勻之敏感度。在液體洩漏感測器中，當適當選擇配置複數個導線之一間隔時，易於調整該靈敏性。

同樣，例如個別導線亦可易於且精確地以螺旋狀纏繞在核心構件表面上。

同樣，例如實際上液體洩漏感測器可直接置放於一導管之一導電表面上。

同樣，例如亦可相對容易地獲得預定密度之網構件。

參看隨附圖式，將在下文詳細闡釋本發明之實施例。所有圖式中類似參考特徵用來指示類似部分。

參看圖式，圖1為一透視圖，其展示根據本發明之一實施例的液體洩漏感測器10之一輪廓。圖2為液體洩漏感測器10之一截面圖。該液體洩漏感測器10(例如)包括彼此相隔之一對或複數個電極，且由此等電極之間的電傳導可感測電極之間的液體之存在(洩漏或浸沒水之存在)，意即，該液體洩漏感測器10為電類型。

如圖式中所示，液體洩漏感測器10可包括(例如)一電絕緣線性核心構件12，及一對導線14、16，其個別地成螺旋狀位於核心構件12之表面12a上且在表面12a上經配置成彼此相隔。此等導線14、16分別充當液體洩漏感測器10之一電極。在無偵測操作時，該等導線14、16在核心構件12之表面12a上彼此絕緣。

液體洩漏感測器10之該對導線14、16(例如)連接至洩漏偵測器18，以與液體洩漏感測器10一起構成洩漏偵測系統。歸因於所述，構成偵測電路。由洩漏偵測器18施加電壓於此等導線14、16上。當液體介於導線14與導線16之間且此等導線14、16彼此電橋接時，一電流經由該液體在導線14、16中流動，使得可感測該液體存在。該洩漏偵測器18偵測該偵測電路之電阻值作為該液體洩漏感測器10之液體感測信號，該電阻值根據橋接液體洩漏感測器10之導線14、16之液體量上的增加及減少而改變。然後，例如，該洩漏偵測器18執行諸如告警生成之通知行為。

在具有上述結構之液體洩漏感測器10之實施例中，例如，充當特性彼此相異之一對電極之導線14、16分別纏繞在核心構件12之表面12a上。因此，沿表面12a而量測之導線14與導線16之間的最小距離可由沿核心構件12之圓周方向之一距離而界定。因此，例如，當核心構件12之厚度相對薄(例如幾毫米)時，導線14與導線16之間的最小間隔可相對薄(例如幾毫米)。因此，例如，可獲得能偵測相對小量液體之高敏感性液體洩漏感測器10。

另一方面，例如，當諸如露水(非洩漏水或浸沒水)之非常小量液體存在於置放有液體洩漏感測器10之表面上時，用於感測液體之導線14與導線16之間的間隔為核心構件12之縱向上之一距離，而不考慮核心構件12之厚度。當該對導線14、16在核心構件12之縱向上經配置成彼此分隔時，例如，相隔10毫米，則難以感測非常小量之液體(諸如形成於置放有液體洩漏感測器之表面上之露水)。因此，例如，可獲得很少引起錯誤操作之液體洩漏感測器10。

另外，此液體洩漏感測器10之結構之實施例可包括僅纏繞在電絕緣核心構件12周圍之複數個導線14、16。因此，例如，當液體洩漏感測器10在感測到洩漏水之後恢復至初始狀態時，附著至核心構件12及導線14、16之液體可被易於且迅速移除。如上所述，例如，液體洩漏感測器10係高度靈敏且另外其可防止由非常小量之非洩漏或浸沒水之液體引起之錯誤操作之發生。另外，附著液體可在恢復時易於被移除。

在上述液體洩漏感測器10中，例如，自易於恢復工作之觀點，由水吸收係數較低之之絕緣樹脂(諸如聚氯乙烯)製成核心構件12係有利的。舉例而言，由抗腐蝕性高之優良導體(諸如不銹鋼)製成該等導線14、16。為確保機械強度且使該等導線易於處理，該等導線可包含絞線。另外，例如，核心構件12及導線14、16可為可撓性的，使得其能自由彎曲且能置於置放有液體洩漏感測器10之各種表面上。

如圖2所示，例如，該核心構件12可包括一對凹槽20、22，其個別地成螺旋狀形成於核心構件12之表面12a上，且每一該對導線14、16(例如)可在容納於每一凹槽20、22中而固定於其中。歸因於上述結構，當每一凹槽20、22預先形成為螺旋狀，其對應於每一導線14、16所需之使得導線可用作電極之形狀時，導線14、16可易於沿著核心構件12之表面12a經配置成預定螺旋纏繞形態。在此點上，例如，可由一擠壓成形機以一方式使得核心構件12及該對導線14、16之材料同時插入一擠壓模且經適當扭轉而製成此液體洩漏感測器10。

如圖1所示，例如，該對導線14、16分別將暴露表面部分14a、16a在液體洩漏感測器10之一預定感測區之大體整個長度上(即預定長度區域)連續暴露於核心構件12之表面12a上係有利的。根據此實施例之結構，可在液體洩漏感測器10之感測區中之任何位置處感測液體之局部存在。另外，由於該液體附著至核心構件表面12a的同時由於表面張力的作用而橋接該對導線14、16之液體自動沿著導線14、16而擴展，故一電流易於在液體中流動。因此，例如，即使阻抗相對高之純淨水亦可被明確感測。在此狀況下，例如，較佳圖2中所示之橫截面圖中的導線14、16之約50%之表面為暴露表面部分14a、16a(當然可使用多於或小於50%之任何所需暴露量)。

如圖1中所示，例如，該對導線14、16以規則間隔在液體洩漏感測器10之預定感測區之大體整個長度上經配置於核心構件12之表面12a上係有利的。根據此實施例之結構，可確保在該液體洩漏感測器10之感測區中之一大體均勻之敏感度。當一導線14(16)之纏繞節距P(如圖1所示)設定在例如約10 mmP100 mm範圍內，較佳在約20 mmP50 mm範圍內時，且當該對導線14、16彼此配置在核心構件表面12a上之相對側上(相位差為180度)時，該對導線14、16可如述以規則間隔配置。在此狀況下，當每一導線14、16之纏繞節距P短於10毫米時，趨勢為靈敏度變得太高且由露水引起錯誤操作。當每一導線14、16之纏繞節距P超過100毫米時，敏感度變得太低且不可能滿足確保高敏感度之需求。在液體洩漏感測器10中，當每一導線14、16之纏繞節距P經適當判定於上述範圍中時，可易於調節該敏感度。

舉例而言，如圖2所示，核心構件12之表面12a可大體上為圓柱形。根據此實施例之結構，每一導線14、16可易於且精確地以螺旋狀纏繞在核心構件表面12a上。然而，該核心構件12之表面12a可不限於上述特定結構。在圖2所示之橫截面圖中，例如，可採用多種形狀之核心構件12之表面12a諸如橢圓形、多邊形等。在此點上，如前所述，在由擠壓構件形成核心構件12之狀況下，當該對導線14、16在核心構件12固化前纏繞在核心構件表面12a上時，導線14，16可根據核心構件12之固化而固定至核心構件12。或者，導線14、16可由黏著劑固定於核心構件12之凹槽20、22內。

圖3及圖4為展示本發明之另一實施例之一液體洩漏感測器30之圖。該液體洩漏感測器30以一方式使得適當網構件32添加至前述之液體洩漏感測器10。該液體洩漏感測器30之結構之其他點與液體洩漏感測器10之彼等點大體相同。因此，類似參考特徵用來指示類似部分且在此處將省略闡釋。

該液體洩漏感測器30可進一步包括(例如)一電絕緣網狀構件32，其具有一經配置而涵蓋該網狀構件32之液體通過特性。該網狀構件32以一方式使得網狀構件32在自外部之該對導線14，16之整個長度上覆蓋該對導線14、16而經配置於至少在該液體洩漏感測器30之一預定感測區中。歸因於此結構，液體洩漏感測器30實際上可直接置放於一導管之一導電表面上。

液體洩漏感測器30之網狀構件32之密度較低，例如，網狀構件32之網眼較粗，使得液體洩漏感測器30本身不具有水固持功能。理由為液體洩漏感測器10之敏感度充分高，即使當該液體洩漏感測器10不具有網狀構件32且無需該網狀構件32對敏感度有所貢獻時亦然。因此，儘管液體洩漏感測器30包括網狀構件32，可採用與液體洩漏感測器10之方式相同的方式防止液體洩漏感測器30之誤操作，且在恢復工作時可易於移除液體。

有利的係該網狀構件32由水吸收係數較低且機械強度較高之絕緣材料製成，例如聚丙烯、聚乙烯對苯二甲酸酯及聚酯。歸因於前述，網狀構件32可具有將該對導線14、16固定於核心構件12之表面12a上之輔助固定功能且亦具有保護該導線14、16之機械保護功能。

該網狀構件32可(例如)包括沿著核心構件12之表面12a而個別地纏繞在該對導線14、16周圍之複數個纖維元件34。在圖式中所示之實施例中，當八個纖維元件34個別地沿著核心構件12之表面12a而纏繞時，便構成該網狀構件32。更具體而言，四個反時針方向纖維元件34a及四個順時針方向纖維元件34b(圖4所示)在整個長度上以規則間隔在核心構件表面12a上經配置成至少在液體洩漏感測器30之一預定感測區中。歸因於前述，可構成整個主體中密度均勻之網狀構件32。當纖維元件34a(34b)之纏繞節距設定在自約10毫米至約100毫米之範圍內，較佳(例如)與上文所述之洩漏導線14、16之纏繞節距P相同，在約20毫米至約50毫米之範圍內時，可相對容易地獲得密度相對高以具有上述操作功能之網狀構件32。在此點上，纖維元件34之直徑可為0.1毫米至0.6毫米。

上述液體感測器30之液體感測能力係針對導電率為140 μS/cm之城市用水及導電率為0.7 μS/cm之純淨水而量測。在實驗中，液體洩漏感測器30經置放於丙烯酸板上。當一9伏直流電壓之脈衝電壓施加於一對導線14、16之間時，城鎮用水與純淨水直接自一注射器滴至該液體洩漏感測器30，且量測偵測電路之電阻上的改變。作為一比較性實例，針對習知低敏感度類型液體洩漏感測器(由3M公司製造的B－3P)及習知高敏感度類型液體洩漏感測器(由3M公司製造的S－1F)作相同實驗。

關於城鎮用水之實驗結果為：當滴下之水量不多於一毫升時，液體洩漏感測器30不產生感測訊號，意即該液體洩漏感測器30展示與習知低敏感度類型液體洩漏感測器(B－3P)相同穩定之敏感度以使得很少引起誤操作。在習知高敏感度類型液體洩漏感測器(S－1F)的狀況下感測到上述小量城鎮用水。因此，存在由露水引起之誤操作的可能性。關於純淨水，當滴下之液體量超過4毫升時，液體洩漏感測器30產生一感測訊號，意即展示與習知高敏感度類型液體洩漏感測器(S－1F)相同優良之敏感度。對於習知低敏感度類型液體洩漏感測器(B－3P)而言，在不考慮純淨水之量的情況下則難以感測純淨水之存在。另外，在液體洩漏感測器30的狀況下，易於擦除附著之液體。因此，證明液體洩漏感測器30可易於恢復至初始狀態。

應瞭解，本發明不限於圖式中所示之上述特定實施例，在不脫離本發明之申請專利範圍之範疇的情況下，而熟習此項技術者可作某些變化。舉例而言，用作液體洩漏感測器之電極之導線數目不限於一對導線。可採用其中提供三個或三個以上導線之結構。在此狀況下，例如，一導線可用於指定液體洩漏感測器之感測區中之一洩漏位置。

10．．．液體洩漏感測器

12．．．核心構件

12a．．．核心構件表面

14．．．導線

14a．．．暴露表面部分

16．．．導線

16a．．．暴露表面部分

18．．．洩漏偵測器

20．．．凹槽

22．．．凹槽

30．．．液體洩漏感測器

32．．．網狀構件

34．．．纖維元件

34a．．．反時針方向纖維元件

34b．．．順時針方向纖維元件

P．．．纏繞節距

圖1展示一透視圖，其示意性地展示根據本發明之一實施例之一液體洩漏感測器。

圖2展示圖1中所示之液體洩漏感測器沿線II－II截得之一截面圖。

圖3展示一透視圖，其示意性展示根據本發明之另一實施例之一液體洩漏感測器。

圖4展示圖3中所示之液體洩漏感測器沿線IV－IV截得之一截面圖。

10．．．液體洩漏感測器

12．．．核心構件

12a．．．核心構件表面

14．．．導線

14a．．．暴露表面部分

16．．．導線

16a．．．暴露表面部分

18．．．洩漏偵測器

P．．．纏繞節距

Claims (5)

1. 一種液體洩漏感測器，其包括彼此相隔之複數個電極並感測該等電極之間之一電傳導作為液體之存在，該液體洩漏感測器包含：一線性核心構件，其具有一電絕緣特性；及複數個導線，其個別地以一螺旋樣式位於該核心構件之一表面上且經配置以在該表面上彼此相隔，該等導線分別充當該等電極，其中該核心構件包括複數個凹槽，其個別地以一螺旋形式沿著該表面下凹，每一該等複數個導線經固定地容納於每一該等凹槽中，及其中每一該等複數個導線包括在一預定感測區之大體上一整個長度上連續暴露於該核心構件之該表面上之一暴露表面部分。
2. 如請求項1之液體洩漏感測器，其中該等複數個導線在一預定感測區之大體上整個長度上於該核心構件之該表面上均勻相隔。
3. 如請求項1之液體洩漏感測器，其中該核心構件之該表面包含一大體上圓柱形之表面。
4. 如請求項1至3中任一項之液體洩漏感測器，其進一步包含一網狀構件，其具有一電絕緣特性及一液體滲透性，該網狀構件經配置以覆蓋該核心構件及該等複數個導線。
5. 如請求項4之液體洩漏感測器，其中該網狀構件包含複 數個纖維元件，其個別地沿著該核心構件之該表面而纏繞以環繞該等複數個導線。