一种无电源漏水检测报警器的制作方法

1.本实用新型涉及漏水检测技术领域，具体涉及一种不用接外部电源的漏水检测报警器。


背景技术：

2.抽水马桶是现代家庭厕所中的装修必备，但是在使用中发现，传统的马桶结构都不具备漏水检测和提醒功能，但是漏水问题却是常有发生。通过调查，马桶漏水主要是由于水箱设计缺陷、材料质地差或设备老损造成的。通常漏水很难被发现，当发现时，问题往往已经很严重了，不仅会造成水资源的浪费，如果漏到地上，还可能造成家庭经济损失，更有可能会造成住户滑倒摔伤等严重后果。
3.目前市场上的的漏水监测仪或具有漏水监测功能的智能马桶往往体积较大、价格昂贵，且须外接电源工作，并没有适用于家用的漏水检测报警器。
4.因此，如何提供一种结构简单、无需外部电源的漏水检测报警器是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种无电源漏水检测报警器，就抽水马桶因老化、水管破裂等问题而产生的漏水现象，提出了注水延时检测的电路结构，以漏水检测与延时主控电路为核心。通过微型水流发电机对电路板进行供电，延时主控电路对注水时长进行监控，通过蜂鸣器和led进行异常报警。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种无电源漏水检测报警器，包括电源供电电路、延时控制电路和报警电路；其中，
8.所述电源供电电路包括水流发电机，以及与所述水流发电机依次连接的整流滤波电路和超级电容，所述水流发电机安装在输水管路上；
9.所述延时控制电路包括与所述超级电容连接的延时主控电路，所述延时主控电路连接有延时选择电位器；
10.所述报警电路连接所述延时主控电路。
11.优选的，所述整流滤波电路包括：桥式整流电路和滤波电容；所述桥式整流电路输入端连接水流发电机的交流电输出端；
12.所述滤波电容包括并联在所述桥式整流电路输出端的滤波电容，所述滤波电容输出直流电至所述超级电容。
13.优选的，还包括稳压模块，所述整流滤波电路通过所述稳压模块连接至所述超级电容。
14.优选的，所述延时控制电路包括d触发器，所述超级电容的两端分别连接至所述d触发器的clk脚和d脚，为d触发器的clk脚提供触发信号，以及为d触发器的d脚提供高/低电
平；所述d触发器的q端连接至延时选择电位器的调节端。
15.优选的，所述报警电路包括储能电容、三极管和报警器；所述延时选择电位器的一个端引脚连接至所述储能电容一端，另一个端引脚连接至所述三极管的基极，所述三极管的集电极连接至所述整流滤波电路和超级电容的连接节点，所述三极管的发射极连接至所述储能电容的另一端；所述报警器串联在所述三极管的发射极和所述储能电容的连接通路上。
16.优选的，所述报警器包括声光报警器、蜂鸣器或led灯。
17.优选的，还包括与所述延时主控电路连接的无线通讯模组，所述无线通讯模组无线连接至无线网络。
18.优选的，所述无线通讯模组通过无线网络无线连接至用户终端。
19.优选的，所述无线通讯模组包括wifi模组和/或蓝牙模组。
20.优选的，所述水流发电机安装在抽水马桶的进水管路上。
21.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：
22.本实用新型不用外接电源或更换电池，系统通过一个微型水力发电机发电供能，当有水流时，水力发电机发出电能，系统通过整理滤波电路将电能存储到所携带的超级电容中。当检测到水流时间超过限定阈值时，系统进入报警模式。电能释放提供给蜂鸣器和led进行声光报警。并通过esp32模块经由无线网络向用户发出报警信号。只要有水流通过，系统就会被激活，因此本实用新型利用水流发电解决了漏水报警电路电源供应与后期维护的痛点问题。具体技术效果如下：
23.1、本实用新型提出的是一种高效可靠，无需外部供电的漏水检测报警器。该检测仪体积小，方便安装，可以兼容大部分水管，并且节能环保。
24.2、本实用新型能够有效提醒用户马桶漏水情况，减少不必要的经济损失，降低水资源的无故浪费。
25.3、本实用新型利用微型水流发电机进行供电，降低了用户的使用成本，避免了经常需要更换电池的尴尬。
26.4、本实用新型利用微型水流发电机对led进行供电，在晚间给予用户一定的照明。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图；
28.图1为本实用新型实施例提供的无电源漏水检测报警器的结构框图；
29.图2为本实用新型实施例提供的无电源漏水检测报警器的逻辑电路图；
30.图3为本实用新型实施例提供的无电源漏水检测报警器的工作原理图；
31.图4为本实用新型实施例提供的无电源漏水检测报警器设定延时电阻阻值与延时时间的对应关系图。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.如图1所示，为本实施例公开的一种无电源漏水检测报警器的结构框图。包括电源供电电路、延时控制电路和报警电路；电源供电电路包括水流发电机，以及与水流发电机依次连接的整流滤波电路和超级电容，水流发电机安装在输水管路上；延时控制电路包括与超级电容连接的延时主控电路，延时主控电路连接有延时选择电位器；报警电路连接延时主控电路。
34.本实施例中，电源供电电路利用微型水流发电机发电，用户无需接入外部电源，这样可以安装在任何水管上，包括抽水马桶的进水管路，更加方便。用户可以通过延时选择电位器来设定延时报警时间。当超过用户设定的延时报警时间时，马桶还在注水，则说明发生了漏水，报警电路就会进行报警，让用户第一时间察觉到，进行维修，减少不必要的损失。
35.需要说明的是，微型水流发电机，该发电机基本构造的原理，和日常生活中所用到的发电机原理一样。微型水流发电机具有连通在输水管道上的管道通路，带有一定流速的水流通过时，会带动中间的水轮机开始转动，发电机构通过轴承与水轮机相连，随后发电机的转子被带动时会产生电流，该发电机构可以将产生的电能通过导线连接，储蓄在电池(超级电容)中。还可以供小型电器使用，在输出时，只要把产生的直流电通过变压器，变化到合适范围内就行。微型水流发电机的管道通路前后两端进口、出口的地方，可以用橡胶材料做成有弹性的接口，与任意管径的输水管道连接时也会变得非常方便。使用该微型水流发电机时，需要接在输水管道之间，在任何时间打开水龙头，电能就会持续产生。该仪器大小不超过200毫米，占用的空间很小，高效利用了资源。
36.只要管路中有水流流过，微型水流发电机叶片转动带动发电机工作就会产生源源不断的电能。在电路中，微型水流发电机即是供电来源，也是用来检测有没有水流流过的传感器。
37.在硬件电路中超级电容采用5v、1.5f(法拉)的超级电容器，为整体电路提供电能。水流发电机发出的电流仅为5～20ma，不足以让电路板正常工作。因此在正常冲水的过程中水流发电机为它充电，当遇到长时间漏水的情况时，系统需要进行比较多的能量进行声光报警和无线通讯，它把之前存储的能量释放出来，提供给电路中各个元件所使用。在充满电的情况下，超级电容器可以为电路板提供大约半小时的电能。
38.在一个实施例中，整流滤波电路包括：桥式整流电路和滤波电容；桥式整流电路输入端连接水流发电机的交流电输出端；
39.滤波电容包括并联在桥式整流电路输出端的滤波电容，滤波电容输出直流电至超级电容。
40.在一个实施例中，还包括稳压模块，整流滤波电路通过稳压模块连接至超级电容。
41.本实施例中，如图2所示，稳压模块u1的输入端vi连接至滤波电容，输出端vo通过滤波电容c2和c4给超级电容c6上电。
42.在一个实施例中，延时控制电路包括d触发器，超级电容的两端分别连接至d触发
器的clk脚和d脚，为d触发器的clk脚提供触发信号，以及为d触发器的d脚提供高/低电平；d触发器的q端连接至延时选择电位器的调节端。
43.本实施例中，双d触发器采用cd4013，在高电平信号下，电路的置位信号和复位信号才有效。当s开关闭合，此时电容短路，产生高电平信号。将高电平信号加到d上。当置位、复位后，电容开始充电，使d＝0，电路开始计数状态。
44.在一个实施例中，报警电路包括储能电容、三极管和报警器；延时选择电位器的一个端引脚连接至储能电容一端，另一个端引脚连接至三极管的基极，三极管的集电极连接至整流滤波电路和超级电容的连接节点，三极管的发射极连接至储能电容的另一端；报警器串联在三极管的发射极和储能电容的连接通路上。
45.在一个实施例中，报警器包括声光报警器、蜂鸣器或led灯。
46.下面对本实施例的具体电路结构的工作原理进行说明：
47.如图2所示，桥式整流电路br1，对微型水流发电机发出的交流电，进行整流，将交流电转换为脉动直流电。经过电容c1储能滤波后，再通过电容c3滤波，将其转换为直流电。当电压vi高于6v时，电路开始工作，vi经过u1三端稳压模块稳压后，会稳定输出vo，电压值稳定在5v。随后通过c2与c4滤波后，给c6充电。c6上电后，c6充电时为集成电路u
2a
的clk管脚，提供触发信号，具体过程如下：
48.c6充电时，集成电路u
2a
的3脚(d脚)为高电平，当c6充满时，u
2a
的3脚为低电平。给予u
2a
的3脚一个触发信号，使得u
2a d触发器工作，将d端高电平，输出到q端上，通过延时选择电位器rv1对c5进行充电。
49.延时选择电位器rv1的电阻，可以控制c5充电的速度，其公式为：
[0050]vt
＝v0 (vu–v0
)*[1
–
exp(-t/rc)]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0051]
c5充满电后，把u
2a
的r端，置成高电平信号，d触发器u
2a
复位，让u
2a
的q端可以输出低电平，使得三极管q1开始工作，使蜂鸣器和led等工作。上电后直到电路开始报警，由延时选择电位器rv1来调节时间，延时选择电位器rv1的阻值越大，延时时间越久。
[0052]
本实用新型装置小巧，使用简便，具体操作过程如下：
[0053]
1、将设备接入抽水马桶进水管道。
[0054]
2、当有水流经过这个设备时，电源指示灯就会被点亮，设备开始运行。
[0055]
3、当有漏水情况发生，蜂鸣器会自动发出报警，提醒用户。
[0056]
在一个实施例中，还包括与延时主控电路连接的无线通讯模组，无线通讯模组无线连接至无线网络。
[0057]
本实施例中，无线通讯模组通过无线网络无线连接至用户终端。无线通讯模组包括wifi模组和/或蓝牙模组。
[0058]
无线通讯模组使用esp32芯片负责wifi与蓝牙通讯。由超级电容进行储能与供电。当芯片检测到水流发电机发出的电能后，进入低功耗运行模式，开始计时，倘若漏水状态超过水箱注满的阈值时间，当水流时间过长，说明有漏水，系统进入报警模式。蜂鸣器鸣叫，led闪烁发出报警信号，同时可进入无线通讯模式，同时esp32联网，并通过mqtt协议向服务器发送报警报文，通知用户检查漏水隐患，还可向用户手机发送报警信息，提醒用户尽快关闭水龙头阀门。如果后续检测到漏水停止了，则关闭蜂鸣器与led，系统退出报警模式。
[0059]
加入蓝牙模组，使其可以与手机通讯，用户可以同个手机完成参数的设置和实时
查看设备的运行状态。加入wifi模组，使其可以连上家中的wifi，这样用户就可以远程实时监控当前设备的状态。
[0060]
如下表所示为本实用新型的硬件元件选取列表：
[0061][0062][0063]
参见图3，对逻辑电路中延时选择电位器的延时电阻阻值与延时时间的对应关系进行的测试研究，并取其中的组代表数据进行整理，图3纵坐标为电阻单位kω，横坐标为时间单位s。
[0064]
如图3所示延时电阻的阻值随着时间的变化，阻值越来越大，既时间越长阻值越大，能够准确根据电阻设置判断水流冲水时间是否超时。
[0065]
以上对本实用新型所提供的无电源漏水检测报警器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
[0066]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。