CN104075453A - 一种热水器漏水检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热水器漏水检测装置，热水器包括外壳，外壳上设有集水槽，集水槽底部设置有至少一个温度传感器，温度传感器的电路与热水器的控制器相连接。热水器进水管上设置一个与控制器相连接的控制热水器进水管的电磁阀，利用负温度系数传感器的温度特性，由控制器发出信号控制主电源和电磁阀的开闭，达到在检测到热水器漏水时及时关闭电源和电磁阀的效果，给用户的人身安全和财产安全提供保障。

Description

一种热水器漏水检测装置

技术领域

本发明属于热水器技术领域，具体地说，是涉及一种热水器漏水检测装置及检测方法。

背景技术

目前热水器已经的到了广泛的使用，但由于热水器安装环境比较潮湿，再加上水对内胆的腐蚀，如果，镁棒不能及时更换，时间久了有可能出现漏水现象，如果再加上热水器控制板可能有水，会导致整个控制板报废，甚至会出现了一些危险情况。如果能尽量早的发现，可以避免这些损失。

热水器的内胆都是焊接成型的，一般会有直缝、环缝的焊接。对于内置有电热管的热水器来说，其电热管带有紧固用的法兰，会通过内胆上的法兰再加一个密封胶垫紧固到位。热水器的内胆由于焊接工艺、胶垫的老化及本身工作的环境是承压状态等因素的影响，在使用过程中难免会出现漏水的情况。

对于内胆泄漏的检验主要集中在热水器出厂之前的检查，一旦到用户家后，用户只能通过肉眼察觉热水器内胆是否发生了泄漏，并在泄漏时采取相应的断电、报修等措施。但是，由于肉眼观察本身存在着主观观察能力和判断能力的局限性，不易及时发现漏水故障，而且，如果用户没有及时进行查看，更无法发现是否发生了漏水。而又由于热水器一般和自来水管路相连，如果发生了内胆漏水、且较长时间家中无人，容易造成积水，甚至发生电气安全事故。

申请号为200820006351.3的实用新型，公开了一种漏水报警断水的电热水器，它的特征是：电热水器下部装有积水托盘，积水托盘中装有一对或一对以上电极，进水管处装有一个进水控制器，电极或进水控制器与信号处理器之间由信号控制线连接，信号处理器接收电极的漏水信号，发出声会光报警，且向进水控制器发出切断水源信号。电热水器不仅能切断水源，防止长时间漏水，且能够发出声或光报警提示用户，及时排除故障。这种结构需要在热水器漏大量的水才能进行报警，因此其灵敏度不高，很难实现及时报警的目的。

申请号为200920273836.3的实用新型公开了一种热水器的漏水检测装置。其特征在于其包括一个或若干个设于电容检测触点,该电容检测触点与接地线相连,电容检测触点的电容信号端与一个电容检测电路相连,该电容检测电路与一个微处理器相连,微处理器上设有一个报警装置。这种结构只有当有漏水滴到电容触点上时,电容触点和地之间形成的极板电容发生变化,电容检测电路获得该信号后,将该信号发送给微处理器。灵敏度和及时性有欠缺。

申请号为201120238512.3的实用新型公开了一种电磁热水器漏水检测装置，它由底板、探针和电阻所构成，底板采用绝缘材料制作，两个探针分别焊于电阻的两端，电阻两端的引线a、b分别接到CPU的两个接口上，底板通过螺钉紧固于电磁热水器壳体底部。本实用新型设置于电磁热水器的底部，一旦电磁热水器内部发生漏水现象，即会被该装置检测到，并通过CPU立即切断电源，从而可确保电磁热水器的使用安全。该结构实用CPU，耗材较大，成本较高，且只能用在电磁式的热水器中。

申请号200910033981.9的发明公开了一种热水器,其包括用于收容一定量的可被加热的水的内胆,和所述内胆连通以传递流入内胆和流出内胆的水的进水管和出水管,用于加热内胆内的水的热源,以及用于检测由于内胆漏水而引起的音频变化的音频检测器。由于采用了音频检测器,一旦内胆漏水,就可以及时检测到相应的音频变化,从而采取相应的措施以减小由于漏水而给周围环境造成的影响。由于长时间的使用，热水器内胆中会有锈迹或者水垢，这些都会使音频检测器的检测到的音频发生变化，使检测漏水的结果不够准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够准确检测热水器是否漏水并及时报警的热水器漏水检测装置。

本发明的另一目的是提供一种利用传感器本身的特性，准确检测热水器是否漏水的检测装置。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种热水器漏水检测装置，热水器包括外壳，外壳上设有位于内胆下方的集水槽，其特征在于：所述集水槽底部设置有至少一个温度传感器，温度传感器的电路与检测温度传感器输出参数并判断热水器是否漏水的热水器控制器相连接。

所述的电路为恒定电压电路U或恒定电流I电路，所述温度传感器上串联至少一个电阻值R小于温度传感器的自身电阻值R_N。

所述的温度传感器为正温度系数温度传感器或负温度系数温度传感器，优选所述的温度传感器为感应温度变化灵敏的负温度系数的温度传感器。

所述电路中设置有输出温度传感器输出参数的信号端，所述输出参数包括温度传感器的电压值U_N或电阻值R_N或温度传感器自身温度在单位时间内的变化值ΔT或温度传感器自身的温度T_N与环境温度T的差值ΔT₁的信号端，所述信号端与控制器相连接。

所述电路中还设置一个检测温度传感器环境温度T的第二温度传感器，第二温度传感器与温度传感器并列设置，位于同一高度。

所述的控制器中设有漏水信号范围，漏水信号范围为漏水时信号端的输出信号U_N或R_N或ΔT或ΔT₁的范围。

所述热水器的内胆设置在所述集水槽的开口内部，所述电路设置在集水槽的底部，温度传感器位于集水槽的最低处，集水槽的开口端部分别与热水器内胆的两个封头相接触。

热水器的进水管上设置有由控制器控制进水管进水的电磁阀。

所述控制器中内置漏水处理指令，所述漏水处理指令为关闭热水器电源和电磁阀的指令。

本发明的一种热水器漏水检测装置，能够利用传感器本身的特性，准确检测热水器是否漏水并及时报警切断热水器的进水和主电源，保护用户的人身和财产安全。

附图说明

图1是本发明的一种热水器漏水检测装置在热水器上的安装示意图；

图2是本发明的一种热水器漏水检测装置电路示意图；

图3是本发明的采用的一种温度传感器温度特性示意图；

图4是本发明的一种热水器漏水检测装置电路示意图。

图5是本发明的另一种热水器漏水检测装置在热水器上的安装示意图；

图6是图5示出的一种热水器漏水检测装置的电路示意图；

图7是本发明的一种热水器漏水检测装置所用方法的流程图；

1、内胆     2、中桶     3、封头     4、控制器      5、集水槽    6、温度传感器    7、进水管    8、电磁阀    9、加热管     10、出水管     11、信号端12、第二温度传感器

具体实施方式

一种热水器漏水检测装置，热水器包括外壳，外壳上设有位于内胆下方的集水槽，其特征在于：所述集水槽底部设置有至少一个在同一温度下的水中和空气中电阻值不同的温度传感器，温度传感器的电路与检测温度传感器输出参数并判断热水器是否漏水的热水器控制器相连接。电路中设置有输出温度传感器输出参数的信号端，所述输出参数包括温度传感器的电压值U_N或电阻值R_N或温度传感器自身温度在单位时间内的变化值ΔT的信号端，或温度传感器自身温度与环境温度的差值ΔT₁，电路通过信号端与控制器相连接。

下面结合附图对本发明的一种热水器漏水检测装置进行详细描述：如附图1和附图5所示的为本发明的热水器漏水检测装置设置在热水器中的结构示意图。热水器的内胆1底部设置有集水槽5，集水槽5设置在热水器外壳内部，集水槽5的开口设置在热水器内胆·底部，开口端的两条边的端部与内胆封头3相连接。集水槽5的内表面光滑不沾水，方便水滴或水流顺便流入集水槽5的最底端，这样，内胆的中桶2与内胆封头3的接缝处或者封头上的加热管9与加热管法兰之间或者加热管法兰与封头3之间的缝隙漏水的话，水滴沿着封头的外壁或者集水槽的内表面流至集水槽的最底部。在热水器进水管处设置有电磁阀，通过控制器控制电磁阀的开闭。

实施例一：

集水槽5底部设置本发明的一种热水器漏水检测装置，包括一个接有电源的温度传感器电路，电路上设置有为信号检测装置11的信号端，与热水器的控制器4相连接，热水器的进水管7上设置有一个与控制器4相连接的控制热水器进水管的电磁阀8，如图2所示为本发明的一种热水器漏水检测装置的电路示意图，为了保证电路的安全，在电路中设置一个与温度传感器6共同分担电压U的电阻R，电阻R的阻值比温度传感器R_N在常温下的阻值小。

电路的电源设置为固定电压的电源，即为温度传感器6和电路中的其他电路元件提供稳定的固定电压U，因限流电阻R阻值较小，使温度传感器自身发热，检测的温度值远大于实际的环境温度。电路中产生电流，温度传感器6本身即为电阻，负温度系数传感器即传感器自身的电阻值与温度成反比的温度传感器，温度升高，传感器的电阻值R_N降低，温度降低，传感器自身的温度升高，电阻值R_N降低。另外还有一个特性，热量在水中和空气中的扩散速度不同，这样，在水中和在空气中温度相同时的传感器电阻值R_N不相同，如果发生漏水，温度传感器浸入到水中，检测到的温度会发生较大的变化如图3所示的是本发明采用的一种负温度系数传感器在水中和空气中的电阻值R_N与温度之间的函数关系示意图。

热水器漏水检测装置的电路上设置有信号端，信号端为检测温度传感器两端的电压值U_N检测器，检测器将输出信号传输至控制器中。控制器中设置有热水器漏水的信号区间，本实施例中的电压信号的漏水区间为：[330U/(R+330),1020U/(R+1020)]。

给电路通电以后，电路输出端的检测器将检测到电压信号U_N的值传输给控制器，控制器判断电压值U_N是否属于区间[330U/(R+330),1020U/(R+1020)]，如果控制器判断检测器的输出信号属于漏水信号区间内，则热水器内胆漏水，控制器发出指令，关闭热水器的主电源，同时关闭电磁阀，禁止热水器的继续进水。同时发出警示信号，可以是声音或光信号，提醒用户及时作出处理。这样既能保证正在用热水器的用户的人身安全，还能切断水源，避免一直漏水，引起水资源的浪费和对用户的财产造成损失。

实施例二：

集水槽5底部设置本发明的一种热水器漏水检测装置，包括一个接有电源的温度传感器电路，电路上设置有信号端，与热水器的控制器相连接，热水器的进水管上设置有一个与控制器相连接的控制热水器进水管的电磁阀，如图2所示为本发明的一种热水器漏水检测装置的电路示意图，为了保证电路的安全，在电路中设置一个与温度传感器共同分担电压U的电阻R，电阻R的阻值比温度传感器R_N在常温下的阻值小。

电路的电源设置为固定电压的电源，即为温度传感器6和电路中的其他电路元件提供稳定的固定电压U，因限流电阻R阻值较小，使温度传感器自身发热，检测的温度值远大于实际的环境温度。电路中产生电流，温度传感器6本身即为电阻，负温度系数传感器即传感器自身的电阻值与温度成反比的温度传感器，温度升高，传感器的电阻值R_N降低，温度降低，传感器自身的温度升高，电阻值R_N降低。另外还有一个特性，热量在水中和空气中的扩散速度不同，这样，在水中和在空气中温度相同时的传感器电阻值R_N不相同，如果发生漏水，温度传感器浸入到水中，检测到的温度会发生较大的变化如图3所示的是本发明采用的一种负温度系数传感器在水中和空气中的电阻值R_N与温度之间的函数关系示意图。

热水器漏水检测装置的电路上设置有信号端，信号端为检测温度传感器两端的电阻值R_N检测器，检测器将输出信号传输至控制器4中。控制器中设置有热水器漏水的信号区间，本实施例中的电阻值信号的漏水区间为：[330,1020]。

给电路通电以后，电路输出端的检测器11将检测到电阻信号R_N的值传输给控制器4，控制器判断电阻值R_N是否属于区间[330,1020]，如果控制器判断检测器的输出信号属于漏水信号区间内，则热水器内胆漏水，控制器发出指令，关闭热水器的主电源，同时关闭电磁阀，禁止热水器的继续进水。同时发出警示信号，可以是声音或光信号，提醒用户及时作出处理。这样既能保证正在用热水器的用户的人身安全，还能切断水源，避免一直漏水，引起水资源的浪费和对用户的财产造成损失。

实施例三：

集水槽5底部设置本发明的一种热水器漏水检测装置，包括一个接有电源的温度传感器电路，电路上设置有信号端，与热水器的控制器4相连接，热水器的进水管7上设置有一个与控制器相连接的控制热水器进水管的电磁阀，如图4所示为本发明的一种热水器漏水检测装置的电路示意图，为了保证电路的安全，在电路中设置一个与温度传感器共同分担电压的电阻R，电阻R的阻值比温度传感器R_N在常温下的阻值大。

电路的电源设置为固定电流的电源，即为温度传感器和电路中的其他电路元件提供稳定的固定电流I，如图4所示，因限流电阻R阻值较小，使温度传感器自身发热，检测的温度值远大于实际的环境温度。电路中产生电流，温度传感器6本身即为电阻，负温度系数传感器即传感器自身的电阻值与温度成反比的温度传感器，温度升高，传感器的电阻值R_N降低，温度降低，传感器自身的温度升高，电阻值R_N降低。另外还有一个特性，热量在水中和空气中的扩散速度不同，这样，在水中和在空气中温度相同时的传感器电阻值R_N不相同，如果发生漏水，温度传感器浸入到水中，如图3所示的是本发明采用的一种负温度系数传感器在水中和空气中的电阻值R_N与温度之间的函数关系示意图。

热水器漏水检测装置的电路上设置有信号端，信号端为检测温度传感器两端的电阻值R_N检测器，检测器将输出信号传输至控制器中。控制器中设置有热水器漏水的信号区间，本实施例中的电阻值信号的漏水区间为：[330,1020]。

给电路通电以后，电路输出端的检测器将检测到电阻信号R_N的值传输给控制器，控制器判断电阻值R_N是否属于区间[330,1020]，如果控制器判断检测器的输出信号属于漏水信号区间内，则热水器内胆漏水，控制器发出指令，关闭热水器的主电源，同时关闭电磁阀，禁止热水器的继续进水。同时发出警示信号，可以是声音或光信号，提醒用户及时作出处理。这样既能保证正在用热水器的用户的人身安全，还能切断水源，避免一直漏水，引起水资源的浪费和对用户的财产造成损失。

实施例四：

集水槽5底部设置本发明的一种热水器漏水检测装置，包括一个接有电源的温度传感器电路，电路上设置有信号端，与热水器的控制器4相连接，热水器的进水管7上设置有一个与控制器4相连接的控制热水器进水管的电磁阀8，如图4所示为本发明的一种热水器漏水检测装置的电路示意图，为了保证电路的安全，在电路中设置一个与温度传感器共同分担电压的电阻R，电阻R的阻值比温度传感器R_N在常温下的阻值大。

电路的电源设置为固定电流的电源，即为温度传感器和电路中的其他电路元件提供稳定的固定电流I，如图4所示，因限流电阻R阻值较小，使温度传感器自身发热，检测的温度值远大于实际的环境温度。电路中产生电流，温度传感器6本身即为电阻，负温度系数传感器即传感器自身的电阻值与温度成反比的温度传感器，温度升高，传感器的电阻值R_N降低，温度降低，传感器自身的温度升高，电阻值R_N降低。另外还有一个特性，热量在水中和空气中的扩散速度不同，这样，在水中和在空气中温度相同时的传感器电阻值R_N不相同，如果发生漏水，温度传感器浸入到水中，如图3所示的是本发明采用的一种负温度系数传感器在水中和空气中的电阻值R_N与温度之间的函数关系示意图。

热水器漏水检测装置的电路上设置有信号端，信号端为检测温度传感器两端的电压值U_N检测器，检测器将输出信号传输至控制器中。控制器中设置有热水器漏水的信号区间，本实施例中的电压信号的漏水区间为：[330U/(R+330),1020U/(R+1020)]。

给电路通电以后，电路输出端的检测器将检测到电压信号U_N的值传输给控制器，控制器判断电压值U_N是否属于区间[330U/(R+330),1020U/(R+1020)]，如果控制器判断检测器的输出信号属于漏水信号区间内，则热水器内胆漏水，控制器发出指令，关闭热水器的主电源，同时关闭电磁阀，禁止热水器的继续进水。同时发出警示信号，可以是声音或光信号，提醒用户及时作出处理。这样既能保证正在用热水器的用户的人身安全，还能切断水源，避免一直漏水，引起水资源的浪费和对用户的财产造成损失。

实施例五：

集水槽5底部设置本发明的一种热水器漏水检测装置，包括一个接有电源的温度传感器13电路，电路上设置有信号端，与热水器的控制器4相连接，热水器的进水管7上设置有一个与控制器4相连接的控制热水器进水管的电磁阀8，如图5所示为本发明的一种热水器漏水检测装置的电路示意图，为了保证电路的安全，在电路中设置一个与温度传感器共同分担电压U的电阻R，电阻R的阻值比温度传感器R_N在常温下的阻值小。

如图5所示在温度传感器13的一侧设置有第二温度传感器12，第二温度传感器12的温度信号输出管和温度传感器13的温度信号端均与控制器相连接，将温度信号传输至控制器上。第二温度传感器的限流电阻远大于第一温度传感器的限流电阻，使得第二温度传感器因自身发热引起的温度变化基本可以忽略不计，图6所示的是本实施例的热水器漏水检测装置的电路示意图。

控制器首先计算温度传感器13的温度信号与第二温度传感器12的温度信号的差值，然后将其与内置的漏水温度信号范围进行对比，判断差值是否在漏水温度信号范围内部，如果控制器4判断差值属于漏水信号区间内，控制器4上设置的漏水信号区间为[0.5,40]（单位为摄氏度），则热水器内胆漏水，控制器发出指令，关闭热水器的主电源，同时关闭电磁阀，禁止热水器的继续进水。同时发出警示信号，可以是声音或光信号，提醒用户及时作出处理。这样既能保证正在用热水器的用户的人身安全，还能切断水源，避免一直漏水，引起水资源的浪费和对用户的财产造成损失。

实施例六：

集水槽5底部设置本发明的一种热水器漏水检测装置，包括一个接有电源的温度传感器电路，电路上设置有信号端，与热水器的控制器4相连接，热水器的进水管7上设置有一个与控制器相连接的控制热水器进水管的电磁阀，如图4所示为本发明的一种热水器漏水检测装置的电路示意图，为了保证电路的安全，在电路中设置一个与温度传感器共同分担电压的电阻R，电阻R的阻值比温度传感器R_N在常温下的阻值小。

信号端输出的信号为温度传感器自身的温度在单位时间内的变化值ΔT，将信号传送至控制器中，控制器中内置的漏水信号的范围为[0,1]，控制器检测ΔT是否在漏水信号范围内，如果ΔT属于漏水信号范围，则热水器内胆漏水，控制器发出指令，关闭热水器的主电源，同时关闭电磁阀，禁止热水器的继续进水。同时发出警示信号，可以是声音或光信号，提醒用户及时作出处理。这样既能保证正在用热水器的用户的人身安全，还能切断水源，避免一直漏水，引起水资源的浪费和对用户的财产造成损失。

上述实施例中，一种热水器漏水检测方法，包括如下步骤：

1）恒定电源给温度传感器提供电源，温度传感器上串联一个分压的阻值为R的电阻；

2）温度传感器在电流的作用下产生热量，检测的温度值高于实际值，温度传感器自身的电阻值下降；

3）信号端将回路输出信号传送至热水器的控制器，输出信号为温度传感器的电压值U_N或电阻值R_N或温度传感器自身温度在单位时间内的变化值ΔT或温度传感器自身的温度T_N与环境温度T的差值ΔT₁；

4）控制器判断检测信号端的输出信号是否属于漏水信号范围，输出端信号端的输出信号为U_N时，漏水信号范围为[330I,1020I]或[330U/(R+330),1020U/(R+1020)]，所述信号端输出的信号R_N时，漏水信号范围为[330,1020]，所述信号端输出的信号为ΔT时，漏水信号范围为[0.5,40]，所述信号端输出的信号为ΔT₁时，漏水信号范围为[0,1]；

5）输出信号属于漏水信号范围时，控制器发出关闭热水器电源的指令，将热水器的电源关闭，同时发出关闭电磁阀的指令，关闭热水器进水管的电磁阀；

6）信号不属于漏水范围时，控制器发出热水器继续运行的指令驱动热水器运行。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种热水器漏水检测装置，热水器包括外壳，外壳上设有位于内胆下方的集水槽（5），其特征在于：所述集水槽（5）底部设置有至少一个温度传感器（6），温度传感器（6）的电路与检测温度传感器输出参数并判断热水器是否漏水的热水器控制器（4）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种热水器漏水检测装置，其特征在于：所述的电路为恒定电压电路U或恒定电流I电路，所述温度传感器（6）上串联至少一个电阻值R小于温度传感器的自身电阻值R_N。

3.根据权利要求1所述的一种热水器漏水检测装置，其特征在于：所述的温度传感器（6）为正温度系数温度传感器或负温度系数温度传感器，优选所述的温度传感器为感应温度变化灵敏的负温度系数的温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种热水器漏水检测装置，其特征在于：所述电路中设置有输出温度传感器输出参数的信号端，所述输出参数包括温度传感器（6）的电压值U_N或电阻值R_N或温度传感器（6）自身温度在单位时间内的变化值ΔT或温度传感器（6）自身的温度T_N与环境温度T的差值ΔT₁的信号端，所述信号端（11）与控制器（4）相连接。

5.根据权利要求4所述的一种热水器漏水检测装置，其特征在于：所述电路中还设置一个检测温度传感器环境温度T的第二温度传感器（12），第二温度传感器与温度传感器并列设置，位于同一高度。

6.根据权利要求4所述的一种热水器漏水检测装置，其特征在于：所述的控制器（4）中设有漏水信号范围，漏水信号范围为漏水时信号端的输出信号U_N或R_N或ΔT或ΔT₁的范围。

7.根据权利要求1所述的一种热水器漏水检测装置，其特征在于：所述热水器的内胆（1）设置在所述集水槽（5）的开口内部，所述电路设置在集水槽的底部，温度传感器位于集水槽的最低处，集水槽（5）的开口端部分别与热水器内胆（1）的两个封头（3）相接触。

8.根据权利要求1所述的一种热水器漏水检测装置，其特征在于：热水器的进水管（7）上设置有由控制器控制进水管进水的电磁阀（8）。

9.根据权利要求8所述的一种热水器漏水检测装置，其特征在于：所述控制器（4）中内置漏水处理指令，所述漏水处理指令为关闭热水器电源和电磁阀的指令。