CN113775532B - 一种分布式电缆通道在线监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分布式电缆通道在线监测***，有效的解决了现有技术中利用浮球液位开关作为水位检测传感器时检测到的水位信号不准确的问题，本发明比较检测电路利用液位传感器U1检测电缆通道内的水位信号，并将水位信号进行减法运算后开启积分比较电路，并将水位信号传输至积分比较电路，所述积分比较电路将水位信号进行积分和比较后得到比较信号，所述比较信号将综合控制电路启动，所述综合启动电路分别开启自动排水泵和手动排水泵，并向控制中心输出报警信号，保证了电缆通道内的电缆的安全，也进而保证了人们的用电安全。
Description
技术领域
本发明涉及电缆通道监测领域，特别是一种分布式电缆通道在线监测***。
背景技术
为了掌握电缆通道的环境情况以对通道内的电缆进行更好的保护，避免影响到人们的用电，现有技术设置了分布式电缆通道在线监测***来对电缆通道进行检测，主要是通过各种传感器来对电缆通道内的水位、环境温度、环境湿度、各种气体含量进行检测，并利用以上传感器相应的设置了水位检测单元、温度检测单元、湿度检测单元、气体检测单元以及相关辅助联动设施如井盖、排风扇、自动和手动排水泵组成，利用相关辅助联动设施改善电缆通道内的环境水平，起到了较好的作用。
但在实际应用中，控制中心对电缆通道内设置的水位检测单元传输的水位信号进行分析时出现了准确性不高的问题，原因是利用浮球液位开关作为水位检测单元的水位检测传感器在使用时，浮球液位开关容易受到水位、温度、水垢、杂物、液体粘度的影响，导致检测到的水位信号不准确，极易出现电缆通道内的自动排水泵出现误操作的现象。
因此本发明提供一种的新的方案来解决此问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种分布式电缆通道在线监测***，有效的解决了现有技术中利用浮球液位开关作为水位检测传感器时检测到的水位信号不准确的问题。
其解决的技术方案是，一种分布式电缆通道在线监测***，所述监测***包括温度检测单元、湿度检测单元、气体检测单元、水位检测单元，所述水位检测单元包括检测运算电路、积分比较电路和综合控制电路，所述比较检测电路利用液位传感器U1检测电缆通道内的水位信号，并将水位信号进行减法运算后开启积分比较电路，并将水位信号传输至积分比较电路，所述积分比较电路将水位信号进行积分和比较后得到比较信号，所述比较信号将综合控制电路启动，所述综合启动电路分别开启自动排水泵和手动排水泵，并向控制中心输出报警信号。
进一步地，所述检测运算电路包括电阻R1，电阻R1的一端与液位传感器U1的2引脚相连接，液位传感器U1的1引脚分别连接电阻R4的一端、正极性电源VCC，电阻R1的另一端与运放器U2A的同相端相连接，运放器U2A的反相端分别连接运放器U2A的输出端、电阻R2的一端、运放器U5A的反相端、电阻R3的一端，运放器U5A的同相端分别连接电阻R2的另一端、电容C1的一端，运放器U5A的输出端与三极管Q1的基极相连接，三极管Q1的集电极分别连接电阻R4的另一端、二极管D2的正极，三极管Q1的发射极与电阻R7的一端相连接，电阻R7的另一端分别连接电阻R3的另一端、电容C1的另一端、液位传感器U1的3引脚并连接地。
进一步地，所述积分比较电路包括电容C2，电容C2的一端分别连接晶闸管Q2的控制极、检测运算电路中的二极管D2的负极，晶闸管Q2的阳极与检测运算电路中的运放器U5A的反相端，晶闸管Q2的阴极分别连接电阻R8的一端、晶闸管Q4的阳极，电阻R8的另一端分别连接电容C5的一端、运放器U8A的同相端，运放器U8A的反相端分别连接电阻R6的一端、电容C3的一端，运放器U8A的输出端分别连接电容C3的另一端、稳压管D1的负极、稳压管D1的正极分别连接电容C4的一端、晶闸管Q4的控制极，晶闸管Q4的阴极与电阻R16的一端相连接，电阻R16的另一端分别连接运放器U7A的反相端、运放器U4A的同相端，运放器U4A的反相端与电阻R13的可调端相连接，电阻R13的右端分别连接电容C4的另一端、电阻R6的另一端、电容C5的另一端、电容C2的另一端、检测运算电路中的电阻R7的另一端并连接地，电阻R13的左端与电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端分别连接电阻R10的一端、运放器U7A的同相端，电阻R10的另一端与检测运算电路中的电阻R4的另一端相连接并连接正极性电源VCC。
进一步地，所述综合控制电路包括二极管D3，二极管D3的正极与积分比较电路中的运放器U4A的输出端相连接，二极管D3的负极和或门U3C的10引脚相连接，或门U3C的11引脚与非门U6A的输出端相连接，非门U6A的输入端分别连接二极管D4的正极、积分比较电路中的运放器U7A的输出端，或门U3C的输出端与电阻R15的一端相连接，电阻R15的另一端分别连接自动排水泵、或门U9C的11引脚，或门U9C的输出端连接控制中心，或门U9C的10引脚分别连接手动排水泵、电阻R18的一端，电阻的另一端与开关S1的一端相连接，开关S1的另一端分别连接继电器K1的一端、二极管D4的负极，继电器K1的另一端分别连接积分比较电路中的电容C4的另一端、检测运算电路中的电阻R7的另一端相连接并连接地。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：
（1）通过设置液位传感器U1来代替浮球液位开关作为水位检测传感器检测电缆通道内的水位信号，降低因浮球液位开关造成的控制中心接收到的水位信号不准确性，避免了现有技术中的利用浮球液位开关作为水位检测传感器时检测到的水位信号不准确的问题，提高水位检测单元的准确性，同时也避免了自动排水泵误操作的问题，在自动排水泵的基础上，启动手动排水泵，加大力度为电缆通道排水，保证了电缆通道内的电缆的安全，也进而保证了人们的用电安全。
（2）设置检测运算电路和积分比较电路检测水位是否具备上升趋势和水位所处的状态，在水位不具备上升趋势和水位安全时，不启动自动排水泵，避免自动排水泵做无用功，利用积分比较电路中的窗口比较器逐级开启自动排水泵和手动排水泵，实现对自动排水泵和手动排水泵的合理利用。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
为有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
一种分布式电缆通道在线监测***，所述监测***包括温度检测单元、湿度检测单元、气体检测单元、水位检测单元，所述水位检测单元包括检测运算电路、积分比较电路和综合控制电路。
所述检测运算电路利用液位传感器U1来代替浮球液位开关作为水位检测传感器检测电缆通道内的水位信号，所述液位传感器U1可采用现有技术中任意一输出为模拟电压的超声波液位传感器，此为现有技术，在此不多做赘述，电阻R1将液位传感器U1检测到的水位信号传输至运放器U2A上，运放器U2A将水位信号进行输入缓冲，并将水位信号分两路传输至运放器U5A上，一路将水位信号直接传输至运放器U5A的同相端上，一路是将水位信号经电阻R2和电容C1进行延时后传输至运放器U5A的反相端，运放器U5A将两路水位信号进行减法运算，得出电缆通道内的水位变化值，当运放器U5A无法将三极管Q1导通时，则表明此时电缆通道内的水位没有发生上升，无需对水位进行处理，而当运放器U5A将三极管Q1导通时，则表明电缆通道内的水位发生了上升，此时三极管Q1将二极管D2导通，启动积分比较电路。
所述检测运算电路包括电阻R1，电阻R1的一端与液位传感器U1的2引脚相连接，液位传感器U1的1引脚分别连接电阻R4的一端、正极性电源VCC，电阻R1的另一端与运放器U2A的同相端相连接，运放器U2A的反相端分别连接运放器U2A的输出端、电阻R2的一端、运放器U5A的反相端、电阻R3的一端，运放器U5A的同相端分别连接电阻R2的另一端、电容C1的一端，运放器U5A的输出端与三极管Q1的基极相连接，三极管Q1的集电极分别连接电阻R4的另一端、二极管D2的正极，三极管Q1的发射极与电阻R7的一端相连接，电阻R7的另一端分别连接电阻R3的另一端、电容C1的另一端、液位传感器U1的3引脚并连接地。
所述积分比较电路利用检测运算电路中的二极管D2导通，二极管D2、电容C1将晶闸管Q2导通，晶闸管Q2将水位信号通过电阻R8传输至运放器U8A上，运放器U8A、电容C3、电容C5将水位信号进行积分，观察检测水位信号有误继续上升的趋势，若是运放器U8A无法将稳压管D1导通，表明水位此时没有继续上升的趋势，此时水位是安全的，无需对水位信号进行下一步处理，当运放器U8A将稳压管D1导通时，表明水位此时有继续上升的趋势，此时的水位信号需进行下一步处理，稳压管D1通过电容C4将晶闸管Q4导通，晶闸管Q4将水位信号通过电阻R16传输至运放器U7A和运放器U4A上，运放器U7A和运放器U4A组成窗口比较器，将水位信号与紧急阈值和危险阈值进行比较，利用电阻R10、电阻R11和电阻R13组成分压电路分别为运放器U7A和运放器U4A提供水位的紧急阈值和危险阈值，其中紧急阈值的幅值和所表示的水位值大于危险阈值的幅值和所表示的水位值，窗口比较器输出比较信号，并将比较信号输出至综合控制电路。
所述积分比较电路包括电容C2，电容C2的一端分别连接晶闸管Q2的控制极、检测运算电路中的二极管D2的负极，晶闸管Q2的阳极与检测运算电路中的运放器U5A的反相端，晶闸管Q2的阴极分别连接电阻R8的一端、晶闸管Q4的阳极，电阻R8的另一端分别连接电容C5的一端、运放器U8A的同相端，运放器U8A的反相端分别连接电阻R6的一端、电容C3的一端，运放器U8A的输出端分别连接电容C3的另一端、稳压管D1的负极、稳压管D1的正极分别连接电容C4的一端、晶闸管Q4的控制极，晶闸管Q4的阴极与电阻R16的一端相连接，电阻R16的另一端分别连接运放器U7A的反相端、运放器U4A的同相端，运放器U4A的反相端与电阻R13的可调端相连接，电阻R13的右端分别连接电容C4的另一端、电阻R6的另一端、电容C5的另一端、电容C2的另一端、检测运算电路中的电阻R7的另一端并连接地，电阻R13的左端与电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端分别连接电阻R10的一端、运放器U7A的同相端，电阻R10的另一端与检测运算电路中的电阻R4的另一端相连接并连接正极性电源VCC。
所述综合控制电路分别利用二极管D3、二极管D4和非门U6A接收比较信号，当比较信号未将二极管D3、二极管D4导通，同时经非门U6A作用后的比较信号输出至或门U3C的11引脚上的是低电平时，表明此时是运放器U4A输出低电平、运放器U7A输出高电平，即此时水位还未到达危险阈值，此时或门U3C输出低电平，电阻R15无需开启自动排水泵，而当比较信号将二极管D3导通，经非门U6A输出至或门U3C的11引脚接收的是低电平的比较信号时，即此时水位到达了危险阈值但还未到达紧急阈值，此时或门U3C输出高电平，通过电阻R15将自动排水泵启动，开始为电缆通道开始排水，保证电缆安全，此时或门U9C输出报警信号，提醒控制中心电缆通道内的水位处于危险阈值之上但还未到达紧急阈值的水平，需对电缆通道进行维护，而当比较信号将二极管D3导通，经非门U6A输出至或门U3C的11引脚接收的是高电平的比较信号时，表明此时水位达到了紧急阈值，需要立即加大力度为电缆通道排水，此时或门U3C输出高电平通过电阻R15启动自动排水泵，通过水位信号经继电器K1导通，继电器K1令开关S1闭合，水位信号通过电阻R18将手动排水泵启动，利用自动排水泵和手动排水泵同时进行排水工作（手动排水泵同自动排水泵的区别是手动排水泵需要工作人员按下开关键才能启动，应用于水位达到紧急阈值的状态），保证电缆通道内的电缆的安全，此时或门U9C输出报警信号，提醒控制中心电缆通道内的水位到达了紧急阈值的水平，需对电缆通道进行紧急维护，进而保证电缆通道内的电缆的安全性。
所述综合控制电路包括二极管D3，二极管D3的正极与积分比较电路中的运放器U4A的输出端相连接，二极管D3的负极和或门U3C的10引脚相连接，或门U3C的11引脚与非门U6A的输出端相连接，非门U6A的输入端分别连接二极管D4的正极、积分比较电路中的运放器U7A的输出端，或门U3C的输出端与电阻R15的一端相连接，电阻R15的另一端分别连接自动排水泵、或门U9C的11引脚，或门U9C的输出端连接控制中心，或门U9C的10引脚分别连接手动排水泵、电阻R18的一端，电阻的另一端与开关S1的一端相连接，开关S1的另一端分别连接继电器K1的一端、二极管D4的负极，继电器K1的另一端分别连接积分比较电路中的电容C4的另一端、检测运算电路中的电阻R7的另一端相连接并连接地。
本发明在进行具体使用的时候，所述检测运算电路利用电阻R1将液位传感器U1检测到的水位信号传输至运放器U2A上，运放器U2A将将水位信号分两路传输至运放器U5A上，运放器U5A将两路水位信号进行减法运算，得出电缆通道内的水位变化值，当运放器U5A无法将三极管Q1导通时，则表明此时电缆通道内的水位没有发生上升，无需对水位进行处理，而当运放器U5A将三极管Q1导通时，则表明电缆通道内的水位发生了上升，此时三极管Q1将二极管D2导通，启动积分比较电路，所述积分比较电路利用检测运算电路中的二极管D2导通，二极管D2、电容C1将晶闸管Q2导通，晶闸管Q2将水位信号通过电阻R8传输至运放器U8A上，运放器U8A、电容C3、电容C5将水位信号进行积分，若是运放器U8A无法将稳压管D1导通，表明水位此时没有继续上升的趋势，无需对水位信号进行下一步处理，当运放器U8A将稳压管D1导通时，表明水位此时有继续上升的趋势，此时的水位信号需进行下一步处理，稳压管D1通过电容C4将晶闸管Q4导通，晶闸管Q4将水位信号通过电阻R16传输至运放器U7A和运放器U4A上，运放器U7A和运放器U4A组成窗口比较器，将水位信号与紧急阈值和危险阈值进行比较，窗口比较器输出比较信号，并将比较信号输出至综合控制电路，所述综合控制电路接收比较信号，当比较信号未将二极管D3、二极管D4导通，同时或门U3C的11引脚上的是低电平时，此时或门U3C输出低电平，电阻R15无需开启自动排水泵，而当比较信号将二极管D3导通，经非门U6A输出至或门U3C的11引脚接收的是低电平的比较信号时，此时或门U3C输出高电平，通过电阻R15将自动排水泵启动，开始为电缆通道开始排水，保证电缆安全，此时或门U9C输出报警信号至控制中心，而当比较信号将二极管D3导通，经非门U6A输出至或门U3C的11引脚接收的是高电平的比较信号时，表明此时水位达到了紧急阈值，需要立即加大力度为电缆通道排水，此时或门U3C输出高电平通过电阻R15启动自动排水泵，通过水位信号经继电器K1导通，继电器K1令开关S1闭合，水位信号通过电阻R18将手动排水泵启动，利用自动排水泵和手动排水泵同时进行排水工作此时或门U9C输出报警信号至控制中心，进而保证电缆通道内的电缆的安全性。
通过设置液位传感器U1来代替浮球液位开关作为水位检测传感器检测电缆通道内的水位信号，降低因浮球液位开关造成的控制中心接收到的水位信号不准确性，避免了现有技术中的利用浮球液位开关作为水位检测传感器时检测到的水位信号不准确的问题，提高水位检测单元的准确性，同时也避免了自动排水泵误操作的问题，在自动排水泵的基础上，启动手动排水泵，加大力度为电缆通道排水，保证了电缆通道内的电缆的安全，也进而保证了人们的用电安全，设置检测运算电路和积分比较电路来清楚的检测出来水位是否具备上升趋势和水位所处的状态，在水位不具备上升趋势和水位安全时，不启动自动排水泵，避免自动排水泵做无用功，利用积分比较电路中的窗口比较器逐级开启自动排水泵和手动排水泵，实现对自动排水泵和手动排水泵的合理利用。
Claims (4)
1.一种分布式电缆通道在线监测***，所述监测***包括温度检测单元、湿度检测单元、气体检测单元、水位检测单元，其特征在于，所述水位检测单元包括检测运算电路、积分比较电路和综合控制电路，所述检测运算电路利用液位传感器U1检测电缆通道内的水位信号，并将水位信号进行减法运算后开启积分比较电路，并将水位信号传输至积分比较电路，所述积分比较电路将水位信号进行积分和比较后得到比较信号，所述比较信号将综合控制电路启动，所述综合控制电路分别开启自动排水泵和手动排水泵，并向控制中心输出报警信号。
2.如权利要求1所述的一种分布式电缆通道在线监测***，其特征在于，所述检测运算电路包括电阻R1，电阻R1的一端与液位传感器U1的2引脚相连接，液位传感器U1的1引脚分别连接电阻R4的一端、正极性电源VCC，电阻R1的另一端与运放器U2A的同相端相连接，运放器U2A的反相端分别连接运放器U2A的输出端、电阻R2的一端、运放器U5A的反相端、电阻R3的一端，运放器U5A的同相端分别连接电阻R2的另一端、电容C1的一端，运放器U5A的输出端与三极管Q1的基极相连接，三极管Q1的集电极分别连接电阻R4的另一端、二极管D2的正极，三极管Q1的发射极与电阻R7的一端相连接，电阻R7的另一端分别连接电阻R3的另一端、电容C1的另一端、液位传感器U1的3引脚并连接地。
3.如权利要求1所述的一种分布式电缆通道在线监测***，其特征在于，所述积分比较电路包括电容C2，电容C2的一端分别连接晶闸管Q2的控制极、检测运算电路中的二极管D2的负极，晶闸管Q2的阳极与检测运算电路中的运放器U5A的反相端，晶闸管Q2的阴极分别连接电阻R8的一端、晶闸管Q4的阳极，电阻R8的另一端分别连接电容C5的一端、运放器U8A的同相端，运放器U8A的反相端分别连接电阻R6的一端、电容C3的一端，运放器U8A的输出端分别连接电容C3的另一端、稳压管D1的负极、稳压管D1的正极分别连接电容C4的一端、晶闸管Q4的控制极，晶闸管Q4的阴极与电阻R16的一端相连接，电阻R16的另一端分别连接运放器U7A的反相端、运放器U4A的同相端，运放器U4A的反相端与电阻R13的可调端相连接，电阻R13的右端分别连接电容C4的另一端、电阻R6的另一端、电容C5的另一端、电容C2的另一端、检测运算电路中的电阻R7的另一端并连接地，电阻R13的左端与电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端分别连接电阻R10的一端、运放器U7A的同相端，电阻R10的另一端与检测运算电路中的电阻R4的另一端相连接并连接正极性电源VCC。
4.如权利要求1所述的一种分布式电缆通道在线监测***，其特征在于，所述综合控制电路包括二极管D3，二极管D3的正极与积分比较电路中的运放器U4A的输出端相连接，二极管D3的负极和或门U3C的10引脚相连接，或门U3C的11引脚与非门U6A的输出端相连接，或门U3C的输入端分别连接二极管D4的正极、积分比较电路中的运放器U7A的输出端，或门U3C的输出端与电阻R15的一端相连接，电阻R15的另一端分别连接自动排水泵、或门U9C的11引脚，或门U9C的输出端连接控制中心，或门U9C的10引脚分别连接手动排水泵、电阻R18的一端，电阻的另一端与开关S1的一端相连接，开关S1的另一端分别连接继电器K1的一端、二极管D4的负极，继电器K1的另一端分别连接积分比较电路中的电容C4的另一端、检测运算电路中的电阻R7的另一端相连接并连接地。
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