潜污泵报警系统的制作方法

1.本实用新型涉及电子电路的领域，尤其是涉及一种潜污泵报警系统。


背景技术：

2.潜污泵具备将污水中纤维、草、布条等物质撕裂、切断后顺利排放的能力，且潜污泵在排放泥水混合物或含泥量较高的污水能够到达较为理想的效果，所以在污水厂处理污水、排放污水等场景中均有着广泛的应用。
3.目前，潜污泵的水位控制原理主要是采用浮球液位传感器给控制柜启停信号从而控制潜污泵。先预设好最高水位和最低水位，水位到最高水位时浮球随着水位漂浮竖立起来，此时浮球就反馈给控制柜信号启动潜污泵；水位下降到最低水位时，浮球就会倒立下去同时会反馈给控制柜控制潜污泵断电的信号。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为在实际污水排放过程中，当液位传感器出现故障时，工作人员不便于及时得知导致无法及时对液位传感器进行检修，从而可能发生潜污泵不能正常开启导致待排废水溢出，或潜污泵不能及时停机导致电机过热烧毁的情况，安全性较低。


技术实现要素：

5.为了提高安全性，本实用新型提供了一种潜污泵报警系统。
6.本实用新型提供的一种潜污泵报警系统采用如下的技术方案：
7.一种潜污泵报警系统，包括液位检测模块、控制模块和超时报警模块；所述液位检测模块包括检测信号输出端，所述液位检测模块用于检测液面位置并输出液位检测信号；
8.所述控制模块包括检测信号输入端，所述检测信号输入端与液位检测模块的检测信号输出端连接，所述控制模块接收并响应于液位检测信号以输出控制信号；
9.所述超时报警模块，与控制模块连接，用于接收控制信号并对接收到两次控制信号的时间间隔进行时长统计，且在时间间隔异常时发生报警。
10.通过采用上述技术方案，在实际检测过程中，利用液位检测模块检测污水的液面位置，当水位达到最高水位或最低水位时，液位检测模块输出液位检测信号，控制模块接收液位检测信号并向超时报警模块发送控制信号，使超时报警模块重新开始计时，直到超时报警模块接收到下一次的控制信号时计时结束，即对两次接收到两次控制信号的间隔时间进行了时长统计，若时间间隔过长则开始报警对工作人员进行提醒，便于工作人员及时得知液位检测模块可能发生异常并及时进行检修操作，从一定程度上避免了潜污泵不能正常开启导致的待排出废水溢出，或潜污泵不能及时停机导致电机过热烧毁的情况，从而提高了潜污泵运行过程中的安全性。
11.可选的，所述液位检测模块包括液位检测单元和第一电阻器r1，所述液位检测单元包括电源输入端vin、输出端out和接地端gnd；所述液位检测单元，电源输入端vin分别连接于第一供电电源vcc1和第一电阻器r1的一端，输出端out分别连接于液位检测模块的检
测信号输出端和第一电阻器r1的另一端。
12.通过采用上述技术方案，第一供电电源vcc1对液位检测单元供电，利用液位检测单元采集液面位置信息并由输出端out输出液位检测信号，从而便于对液面位置进行检测。
13.可选的，所述控制模块包括pnp三极管q1和继电器kt；所述pnp三极管q1的基极与所述控制模块的检测信号输入端连接，所述pnp三极管q1的集电极与继电器kt的磁感线圈的一端连接，所述pnp三极管q1的发射极接地，所述继电器kt的磁感线圈的另一端连接于第二供电电源vcc2，所述继电器kt的触点开关与所述超时报警模块连接。
14.通过采用上述技术方案，当检测信号输出端未输出液位检测信号时，pnp三极管q1的基极接收到低电平，pnp三极管q1导通，此时继电器kt的磁感线圈通电并将触点开关吸合，从而使超时报警模块进入工作状态；当检测信号输出端输出液位检测信号时，pnp三极管q1的基极接收到瞬时高电平信号，pnp三极管q1短暂截止后重新闭合，使得继电器kt的触点开关短暂截止后重新闭合，此时超时报警模块即可重新开始计时，若长时间未再次接收到液位检测信号则进行超时报警操作。
15.可选的，所述控制模块包括pmos管q2和继电器kt，所述pmos管q2的栅极与所述控制模块的检测信号输入端连接，所述pmos管q2的漏极与继电器kt的磁感线圈的一端连接，所述pmos管q2的源极接地，所述继电器kt的磁感线圈的另一端与第二供电电源vcc2连接，所述继电器kt的触点开关与所述超时报警模块连接。
16.通过采用上述技术方案，当检测信号输出端未输出液位检测信号时，pmos管q2的栅极接收到低电平，pmos管q2导通，此时继电器kt的磁感线圈通电并将触点开关吸合，从而使超时报警模块进入开启并工作状态；当检测信号输出端输出液位检测信号时，pmos管q2的栅极接收到瞬时高电平信号，pmos管q2短暂截止后重新闭合，使得继电器kt的触点开关短暂截止后重新闭合，此时超时报警模块即可重新开始计时，若长时间未再次接收到液位检测信号则进行超时报警操作。
17.可选的，所述控制模块还包括第一二极管d1；所述第一二极管d1，阳极连接于继电器kt的磁感线圈的一端，阴极连接于继电器kt的磁感线圈的另一端。
18.通过采用上述技术方案，第一二极管d1的设置可以从一定程度上避免继电器kt的磁感线圈上的反向电压流过，从而保护了控制模块102里的其他元器件。
19.可选的，所述超时报警模块包括计时触发单元和报警单元；
20.所述计时触发单元，接收控制信号并开始计时，且在计时结束后输出触发信号；
21.所述报警单元，用于响应于触发信号进行报警。
22.通过采用上述技术方案，计时触发单元响应于控制信号进入工作状态并开始计时，计时结束之前若未接收到控制信号则输出触发信号，报警单元响应于触发信号进行报警，从而便于在接收控制信号的时间间隔异常时及时进行报警。
23.可选的，所述计时触发单元包括第二电阻器r2、第三电阻器r3、非极性电容器c1、第二二极管d2、第三二极管d3和晶闸管vs；所述第二电阻器r2的一端连接于所述继电器kt触点开关的一端，另一端连接于所述非极性电容器c1的一端；所述继电器kt触点开关的另一端连接于第三供电电源vcc3；
24.所述第三电阻器r3的一端分别连接于所述非极性电容器c1的一端和第二电阻器r2的阳极，另一端分别连接于所述非极性电容器c1的另一端和接地端。所述第二二极管d2，
阴极连接于第三二极管d3的阳极；所述晶闸管vs，控制极连接于第三二极管d3的阴极，阴极接地，阳极连接于报警单元。
25.通过采用上述技术方案，当继电器kt的触点开关吸合时，第三供电电源vcc3经第二电阻器r2向非极性电容器c1充电，此时计时开始；当继电器kt的触点开关断开时，由于第三电阻器r3并联在非极性电容器c1的两端，可以快速泄放非极性电容器c1上的电压，以便进行下一次计时；由于在非极性电容器c1开始充电时，非极性电容器c1两端的电压不能突变，所以非极性电容器c1上的电压为零，此时晶闸管vs处于截止状态，随着第三供电电源vcc3持续向非极性电容器c1充电，使得非极性电容器c1两端的电压逐渐升高，直至达到晶闸管vs的触发电压，此时晶闸管vs导通并向报警单元发送触发信号；
26.通过设置第二二极管d2和第三二极管d3，使得非极性电容器c1上的电压需要经过第二二极管d2和第三二极管d3的压降后才能触发晶闸管vs，即在触发晶闸管vs时，非极性电容器c1上的电压要高于晶闸管vs的触发电压，从而一定程度上延长了计时时长。
27.可选的，所述报警单元包括蜂鸣器ha，所述蜂鸣器ha的一端连接于晶闸管vs的阳极，另一端连接于继电器kt触点开关的一端。
28.通过采用上述技术方案，当晶闸管vs截止时，蜂鸣器ha未通电；当晶闸管vs导通时，蜂鸣器ha通电并进行报警，从而便于提醒工作人员及时进行检修操作。
29.可选的，所述报警单元包括发光二极管led，所述发光二极管led，阳极连接于晶闸管vs的阳极，阴极连接于继电器kt触点开关的一端。
30.通过采用上述技术方案，当晶闸管vs截止时，发光二极管led未通电；当晶闸管vs导通时，发光二极管led通电并发光，从而便于引起工作人员的注意，并提醒工作人员及时进行检修操作。
31.可选的，所述第一供电电源vcc1、第二供电电源vcc2和第三供电电源vcc3来自同一供电电源。
32.通过采用上述技术方案，第一供电电源vcc1、第二供电电源vcc2和第三供电电源vcc3来自同一供电电源，从而无需设置其他供电电源，实现了对供电电源的有效利用。
33.综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：
34.利用超时报警模块对接收到两次控制信号的间隔进行时长统计，即对接收到两次液位检测信号的时间间隔进行时长统计，若超时报警模块从接收到控制信号开始计时直到计时结束仍没有接收到下一个控制信号，报警单元进行报警，此时液位检测模块可能发生故障，报警单元便于提醒工作人员及时检修，提高了潜水泵在使用过程中的安全性；
35.第二二极管d2和第三二极管d3对非极性电容器c1两端的电压进行压降，经过压降后的电压再接至晶闸管vs，使得晶闸管vs两端到达导通电压的时间更长，增加了计时时长；
36.报警单元采用发光二极管led，既便于使工作人员注意到异常情况又不易对周围环境产生噪声污染。
附图说明
37.图1是本技术其中一个实施例的电路结构示意图。
38.图2是本技术其中一个实施例的控制模块连接结构示意图。
39.图3是本技术其中一个实施例的超时报警模块的连接结构示意图。
40.图4是本技术另一个实施例的超时报警模块的连接结构示意图。
41.附图标记说明：101、液位检测模块；102、控制模块；103、超时报警模块；1031、计时触发单元； 1032、报警单元。
具体实施方式
42.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-4及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
43.在实际应用中，潜污泵的启闭通常由液位检测模块101控制，通常先预设最高液位以及最低液位，当液位高于预设的最高液位时，潜污泵自动开启进入工作状态，待潜污泵将液位排放至预设的最低液位时，潜污泵自动关闭，即由液位检测模块101控制潜污泵的工作状态。
44.本实用新型实施例公开一种潜污泵报警系统。参照图1，一种潜污泵报警系统包括液位检测模块101、控制模块102和超时报警模块103；液位检测模块101包括检测信号输出端，液位检测模块101用于检测液面位置并输出液位检测信号；控制模块102包括检测信号输入端，检测信号输入端与液位检测模块101的检测信号输出端连接，控制模块102接收并响应于液位检测信号以输出控制信号；超时报警模块103，与控制模块102连接，用于接收控制信号并对接收到两次控制信号的时间间隔进行时长统计，且在时间间隔异常时发生报警。
45.需要说明的是，由于控制模块102在接收到液位检测信号后即输出控制信号，所以对两次接收到控制信号的时间间隔进行时长统计，即对两次接收到液位检测信号的时间间隔进行时长统计；另外，两次液位检测信号的时间间隔异常可能是由于液位检测模块101发生损坏，导致液位检测模块101不能及时向控制模块102发送液位检测信号，此时报警达到了及时提醒工作人员检修的效果。
46.上述实施方式中，在实际检测过程中，利用液位检测模块101检测污水的液面位置，当水位达到最高水位或最低水位时，液位检测模块101输出液位检测信号，控制模块102接收液位检测信号并向超时报警模块103发送控制信号，使超时报警模块103重新开始计时，直到超时报警模块103接收到下一次的控制信号时计时结束，即对两次接收到控制信号的间隔时间进行了时长统计，若时间间隔过长则开始报警对工作人员进行提醒，便于工作人员及时得知液位检测模块101可能发生异常并及时进行检修操作，从一定程度上避免了潜污泵不能正常开启导致的待排出废水溢出，或潜污泵不能及时停机导致电机过热烧毁的情况，从而提高了潜污泵运行过程中的安全性。
47.需要注意的是，除了液位检测模块101发生故障以外，可能还会有以下两种情况导致超时报警模块103进行报警：
48.第一种情况为: 潜污泵关闭且液位长时间没有达到液位检测模块101预设的最高液位时，即排污量较小潜污泵利用率低，此时液位检测模块101不会发送液位检测信号，同样使得超时报警模块103无法再一次接收到液位检测信号，两次液位检测信号的时间间隔即为异常；由于潜污泵长时间浸泡在水中不用时易导致电机受潮，为了从一定程度上避免潜污泵的损坏从而造成安全隐患，在排污量较小的情况下，可将潜污泵提起备用，此时报警
提醒工作人员及时检修；
49.第二种情况为: 潜污泵开启且液位在潜污泵排放过程中长时间没有达到最低水位，即潜污泵开启但排放污水效率较低，此时液位检测模块101不会向控制模块102发送液位检测信号，使得超时报警模块103无法再一次接收到液位检测信号，两次液位检测信号的时间间隔即为异常；由于潜污泵经过长时间运转之后，在机壳的周围可能堆集泥浆等杂物，降低了传热的速度，使潜污泵的内部温度上升，为了降低安全隐患，此时报警提示工作人员进行检修。
50.以上情况控制模块102均没有接收到液位检测信号，且三种情况均不利于潜污泵的正常运行，所以通过对两次液位检测信号时间间隔进行时长统计，且在异常时发生报警，即可提醒工作人员及时进行检修操作，大大提高了安全性。
51.参照图1，作为液位检测模块101的一种实施方式，液位检测模块101包括液位检测单元和第一电阻器r1，液位检测单元包括电源输入端vin、输出端out 和接地端gnd；液位检测单元的电源输入端vin分别连接于第一供电电源vcc1和第一电阻器r1的一端，输出端out分别连接于液位检测模块101的检测信号输出端和第一电阻器r1的另一端；利用第一供电电源vcc1向液位检测单元供电，利用液位检测单元采集液面位置信息并由输出端out输出液位检测信号，从而便于对液面位置进行检测。
52.参照图1，作为控制模块102的一种实施方式，控制模块102包括pnp三极管q1和继电器kt；pnp三极管q1的基极与控制模块102的检测信号输入端连接，pnp三极管q1的集电极与继电器kt的磁感线圈的一端连接，pnp三极管q1的发射极接地，继电器kt的磁感线圈的另一端连接于第二供电电源vcc2，继电器kt的触点开关与超时报警模块103连接。
53.上述实施方式中，当控制模块102的检测信号输入端没有液位检测信号输入时，pnp三极管q1的基极接收到低电平，使得pnp三极管q1导通，从而使得继电器kt的触点开关吸合；当控制模块102的检测信号输入端有液位检测信号输入时，pnp三极管q1的基极接收到瞬时高电平，pnp三极管q1短暂截止后重新闭合，使得继电器kt的触点开关短暂截止后重新闭合，此时超时报警模块103即可重新开始计时，若长时间未再次接收到液位检测信号则进行超时报警操作。
54.参照图2，作为控制模块102的另一种实施方式，控制模块102包括pmos管q2和继电器kt，pmos管q2的栅极与控制模块102的检测信号输入端连接，pmos管q2的漏极与继电器kt的磁感线圈的一端连接，pmos管q2的源极接地，继电器kt的磁感线圈的另一端与第二供电电源vcc2连接，继电器kt的触点开关与超时报警模块103连接。
55.上述实施方式中，当检测信号输入端没有液位检测信号输入时，pmos管q2的栅极接收到低电平，使得pmos管q2导通，从而使得继电器kt的触点开关吸合；当检测信号输入端有液位检测信号输入时，pmos管q2的栅极接收到瞬时高电平，使pmos管q2短暂截止后重新闭合，使得继电器kt的触点开关短暂截止后重新闭合，此时超时报警模块103即可重新开始计时，若长时间未再次接收到液位检测信号则进行超时报警操作。
56.作为控制模块102进一步的实施方式，参照图1、2，控制模块102包括第一二极管d1，第一二极管d1，阳极连接于继电器kt的磁感线圈的一端，阴极连接于继电器kt的磁感线圈的另一端。
57.上述实施方式中，继电器kt的磁感线圈上有电流流过时，会在继电器kt的磁感线
圈两端产生感应电动势，当电流消失时，继电器kt的磁感线圈的感应电动势会反向电压，通过将第一二极管d1并联在继电器kt磁感线圈的两端，可以有效防止反向电压流入，从而保护了控制模块102中的其它元器件的安全。
58.参照图1、图3，超时报警模块103包括计时触发单元1031和报警单元1032；计时触发单元1031，用于接收控制信号并开始计时且计时结束后输出触发信号；报警单元1032，用于响应于触发信号进行报警。
59.作为计时触发单元1031的一种实施方式，参照图3，计时触发单元1031包括第二电阻器r2、第三电阻器r3、非极性电容器c1、第二二极管d2、第三二极管d3和晶闸管vs；第二电阻器r2的一端连接于继电器kt触点开关的一端，另一端连接于非极性电容器c1的一端；继电器kt触点开关的另一端连接于第三供电电源vcc3；第三电阻器r3的一端分别连接于非极性电容器c1的一端和第二电阻器r2的一端，另一端分别连接于非极性电容器c1的另一端和接地端；第二二极管d2，阴极连接于第三二极管d3的阳极；晶闸管vs，控制极连接于第三二极管d3的阴极，阴极接地，阳极连接于报警单元1032，晶闸管vs为单向晶闸管。
60.当计时触发单元1031刚导通时，非极性电容器c1两端的电压为零，无法导通晶闸管vs；随着计时触发单元1031的导通时长增加，非极性电容器c1两端的电压逐渐增大，直到经过第二二极管d2和第二三极管d3的压降后，电压达到晶闸管vs的导通电压，此时晶闸管vs导通，使得报警单元1032导通开始报警，即经过较长时间对非极性电容器c1充电后，若仍没有接收到液位检测信号对计时触发单元1031进行重置，则非极性电容器c1两端电压升高至晶闸管vs的导通电压时，即向报警单元1032发送触发信号，使报警单元1032进行报警。
61.需要说明的是，在实际应用中，计时时长可根据历史经验或实际情况进行预先设置；另外，当需要对计时时长进行调整时，可通过增大（或减小）第二电阻器r2的阻值、非极性电容器c1的电容量来延长（或缩短）定时时长，还可通过在第二二极管d2、第三二极管d3的两端串联多个二极管来增加定时时长。
62.上述实施方式中，当控制模块102控制继电器kt触点开关吸合，计时触发单元1031导通，第三供电电源vcc3经第二电阻器r2对非极性电容器c1充电，此时即为计时状态；当控制模块102控制继电器kt触点开关断开，计时触发单元1031断开，此时非极性电容器c1上的电压快速通过第三电阻器r3进行放电，此时即完成了计时触发单元1031的重置，以便下一次计时。由于控制模块102响应于液位检测信号，且在接收液位检测信号时控制计时触发单元1031断开对计时触发单元1031进行重置，而在液位检测信号之后，控制模块102又恢复到接收低电平导通的状态，从而计时触发单元1031又立即导通进行计时，直到下一次接收到液位检测信号时结束计时，此时便实现了对两次液位检测信号的时间间隔进行时长统计的效果。
63.参照图3，作为报警单元1032的一种实施方式，报警单元1032包括蜂鸣器ha，蜂鸣器ha的一端连接于晶闸管vs的阳极，另一端连接于继电器kt触点开关的一端；当晶闸管vs导通时，蜂鸣器ha导通即发生报警，便于使工作人员及时对异常情况进行检修。
64.参照图4，作为报警单元1032的另一种实施方式，报警电路包括发光二极管led，发光二极管led的阳极连接于晶闸管vs的阳极，阴极连接于继电器kt触点开关的一端；当晶闸管vs导通时，发光二极管led导通并点亮，便于引起工作人员的注意，相比于采用蜂鸣器ha的实施方式，采用发光二极管led具有不易对周围环境造成噪音污染的效果。
65.在本实施例中，第一供电电源vcc1、第二供电电源vcc2和第三供电电源vcc3来自同一供电电源，从而无需设置其他供电电源，达到了对供电电源的有效利用的效果。
66.本实用新型实施例一种潜污泵报警系统的实施原理为：控制模块102响应于液位检测信号以输出控制信号控制超时报警模块103的导通与断开；当没有接收到液位检测信号时，计时触发单元1031始终处于计时状态，即向非极性电容器c1充电的过程；当接收到液位检测信号时，控制模块102控制计时触发单元1031断开，使得非极性电容器c1放电，此时即完成了计时触发单元1031重置计时时间的操作，随后液位检测信号消失，计时触发单元1031又立即恢复到计时状态；若在计时期间，没有再次收到液位检测信号，则随着非极性电容器c1两端的电压越来越高，晶闸管vs被导通，从而使得报警单元1032发生报警，以提示工作人员两次液位检测信号时间间隔异常，从而便于工作人员对液位检测模块101的工作状态进行检修，一定程度地避免了发生潜污泵不能正常开启导致待排废水溢出，或潜污泵不能及时停机导致电机过热烧毁的情况，提高了潜污泵运行过程中的安全性。
67.以上均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。