专利名称：地下管道漏水漏气自动检测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测装置，尤其是一种地下管道漏水漏气自动检测器。
背景技术：
目前，地下埋设的供水供气管道越来越多，由于很多原因会造成管道的泄漏，而且很难被发现，易造成能源浪费，特别是靠近下水道埋设的水管，其漏水会随着下水道排出，无法发现。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能对地下输送水、气的管道进行泄漏检测的自动检测器。
本实用新型的目的是这样实现的地下管道漏水漏气自动检测器，它包括声波采集及阻抗变换电路、信号放大电路、识别显示电路、电源及稳压电路；其特征在于所述的声波采集及阻抗变换电路中探头HTD，其两端接有电容器C2和电阻R1，C2和R1短接后接于场效应管G1的栅极，G1的漏极接有电阻R2和C4，电阻R2的另一端与R4、电容C3的正极、电容C1短接、C1的另一端和C2的负极短接并接地，场效应管的源极接有电阻R3和电容C5，R3和C5的另一端同R1、HTD短接并接地；所述的信号放大电路包括第一级信号放大、第二级信号放大、第三级信号放大及整流电路；其中一级信号放大器IC1脚2、4短接后接于HTD的另一端，脚1、8之间接有电容C6，脚3接信号采集及阻抗变换电路中C4，IC1的脚6接电阻R4，脚5接电容C7的正极，负极接一变阻W，W接地；二级信号放大器IC2的脚3接变阻W的滑动端，IC2的脚1、2之间接电阻R6，IC2的脚2接电阻R5，R5接地，脚4接地，脚8与IC1的脚6短接，IC2的脚1接电容C8的正极，C8负极接电阻R7、R8，R8接地，C8的负极接三极管G2的基极，G2的集电极接电阻R9、R11，G2的发射极接电阻R10，R10并联电容C9，且R10的一端与C9的负极短接后接地，R11接三极管G3的基极，G3的集电极接二级管D1的阳极，D1的阴极接电容C10的正极，C10负极接地，且C10并联一电压表V；所述的识别显示电路中可编程控制器PROG110的P1端接电阻R13，接集成块IC5中光敏三极管的集电极，光敏三极管的发射极接地，IC5中的发光二极管的阳极接电阻R14，R14的另一端接信号放大电路中的三极管G3的发射极，IC5中的发光二极管的阴极接三极管G5的集电极，G5的发射极接地，基极接二极管D4的阴极，D4的阳极接电阻R17，R17另一端接信号放大电路中二极管D1的阴极，PROG110的P2端串接电阻R15，红色发光二极管LED2，P3端串接电阻R16，蓝色发光二极管LED3，PROG110的P7端接电阻R12，电容C15与三极管G4的基极短接后接R12的另一端，电容C15的另一端接地，三极管G4的集电极接地，发射极接扬声器，扬声器的另一端接电源及稳压电路；所述的电源及稳压电路中电源正极接开关K，负极接地，电源正负极之间串接集成块IC3、IC4、电容C14，电容C13与C14并联，集成块IC4的一个脚接地，集成块IC3、IC4的节点与电源负极之间并接有电容C11、C12，电源正负极之间串接有电阻R12、绿色发光二极管LED1，集成块IC3两端并接二极管D2，集成块IC4两端并接二极管D3，D2的阳极与D3阴极短接后接于IC3、IC4节点处。
本实用新型的有益效果是该种地下管道漏水、漏气自动检测器可对地下管道进行分段检测，发现泄漏点，以便及时对其进行维修。实际测试，漏水量在每小时0.16m3时，测漏有效距离在50米左右，漏水量在每小时0.4m3时，有效测试距离在100米左右，漏水量越大，有效测试距离越远。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，
图1为该地下管道漏水漏气自动检测器的方框图，图2为该地下管道漏水漏气自动检测器的电路图。
具体实施方式
如图1所示，地下管道漏水漏气自动检测器，它包括声波采集及阻抗变换电路、信号放大电路、识别显示电路、电源及稳压电路。
如图2所示，所述的声波采集及阻抗变换电路中探头HTD其两端接有电容器C2和电阻R1，C2和R1短接后接于场效应管G1的栅极，G1的漏极接有电阻R2和R4电阻R2的另一端与R4、电容C3的正极、电容C1短接、C1的另一端和C2的负极段接并接地，场效应管的原极接有电阻R3和电容C5，R3和C5的另一端同R1、HTD短接并接地；所述的信号放大电路包括第一级信号放大、第二级信号放大、第三级信号放大及整流电路；其中一级信号放大器IC1脚2、4短接后接于HTD的另一端，脚1、8之间接有电容C6，脚3接信号采集及阻抗变换电路中C4，IC1的脚6接电阻R4，脚5接电容C7的正极，负极接一变阻W，W接地；二级信号放大器IC2的脚3接变阻W的滑动端，IC2的脚1、2之间接电阻R6，IC2的脚2接电阻R5，R5接地，脚4接地，脚8与IC1的脚6短接，IC2的脚1接电容C8的正极，C8负极接电阻R7、R8，R8接地，C8的负极接三极管G2的基极，G2的集电极接电阻R9、R11，G2的发射极接电阻R10，R10并联电容C9，且R10的一端与C9的负极短接后接地，R11接三极管G3的基极，G3的集电极接二级管D1的阳极，D1的阴极接电容C10的正极，C10负极接地，且C10并联一电压表V；所述的识别显示电路中可编程控制器PROG110的P1端接电阻R13，接集成块IC5中光敏三极管的集电极，光敏三极管的发射极接地，IC5中的发光二极管的阳极接电阻R14，R14的另一端接信号放大电路中的三极管G3的发射极，IC5中的发光二极管的阴极接三极管G5的集电极，G5的发射极接地，基极接二极管D4的阴极，D4的阳极接电阻R17，R17另一端接信号放大电路中二极管D1的阴极，PROG110的P2端串接电阻R15，红色发光二极管LED2，P3端串接电阻R16，蓝色发光二极管LED3，PROG110的P7端接电阻R12，电容C15与三极管G4的基极短接后接R12的另一端，电容C15的另一端接地，三极管G4的集电极接地，发射极接扬声器，扬声器的另一端接电源及稳压电路；所述的电源及稳压电路中电源正极接开关K，负极接地，电源正负极之间串接集成块IC3、IC4、电容C14，电容C13与C14并联，集成块IC4的一个脚接地，集成块IC3、IC4的节点与电源负极之间并接有电容C11、C12，电源正负极之间串接有电阻R12、绿色发光二极管LED1，集成块IC3两端并接二极管D2，集成块IC4两端并接二极管D3，D2的阳极与D3阴极短接后接于IC3、IC4节点处。
该地下管道漏水漏气自动检测器安装与调试如下图2中元件对应焊接在印刷电路板上，探头用屏蔽线引开，调整电容C6的容量和电阻R6的阻值，可改变一级信号放大器IC1、二级信号放大器IC2的放大量，在无输入信号时调整变阻W，使三极管G3刚好截止，轻微振动探头，电容C10两端电压应立即上升，然后缓慢下降，10秒种左右降为0V。因使用环境不固定，电源应采用小型12V蓄电池，将元件焊接好后同蓄电池一起固定在机壳内， 在变阻W的相应位置上钻一小孔，电压表头V、发光二极管LED1、LED2、LED3和开关K安装在机壳前面板适当位置，探头用6.5mm插座引出，蓄电瓶的两电极用接线柱引出，固定在机壳后部，便于充电。
工作状态时，水从地下管道中排出时，与其出口的摩擦力会产生一重连续声波，通过水流和管道传送较远的距离，在距泄漏点一定距离的管壁上，利用探头可检测到这种声波，通过换能器HTD换能，输出一个高阻抗的微弱正弦波电压，经三极管G1进行阻抗变换后，由电容C4耦合给一级信号放大器IC1，进行第一级电压放大，然后经电容C7耦合给二级信号放大器IC2进行第二级放大，经电容C8耦合给三极管G2、G3进行放大整流后，在电容C10两端可得到一个随声波强弱变化的直流电压，通过电压表V可直观显示输出电压的大小。
可编程控制器PROG110和外围元件及程序软件构成识别显示电路，当电容C10两端电压＞1.4V时，三极管G5导通，IC5内发光管和三极管导通，P1口输入低电平，说明管道中有水在流动，软件程序使P2口输出低电平，流动指示灯即发光二极管LED2发光。如果管道中的水停止流动，电容C10两端电压通过三极管G5的发射结及电压表V内阻放电，延时数秒钟后，三极管G5截止，可编程控制器的P1口输入高电平，P3口输出低电平，间断指示灯即发光二极管LED3发光，同时可编程控制器PROG110音乐输出端P7输出音乐信号，经三极管G4放大，推动扬声器Y演奏一曲音乐，检测过程结束。如果管道中一直有水在流动，则发光二极管LED2常亮，但发光二极管LED3不亮，这时可编程控制器的P1口的电平高低一直处于被检测状态。
集成块IC3、IC4组成稳压电路，使放大电路和控制器的工作电压稳定，且各有独立的电源，保证可编程控制器PROG110可靠工作。
使用时，将探头支架接触或固定在被检测管道或与被测管道直接接触的阀门、管道支架等上，接通电源开关K，电路由于加电冲击，电容C10两端电压会立即上升，然后缓慢下降，这时可编程控制器PROG110将进行1分钟延时，以避开加电冲击，使电路处于稳定状态，1分钟后控制器自动对被测信号进行判断处理。
对地下管道测漏时，可分段关闭阀门检测，也可在不影响用户正常用水的情况下检测。虽然水龙头流水相当于漏水，但不会一直不停的流水，只要有数秒钟间断，发光二极管LED3就会发光指示，说明是正常用水而不是漏水。不过这样做测试时间会长些，可以第一天晚上固定检测器，第二天早晨观察测试结果，只要发光二极管LED2、LED3同时发光，就说明不是管道漏水，也可将探头永久固定在管道上，在值班室内可随时检测某区域地下管道情况。对供气管道泄漏的测试，使用方法与测漏水相同。
权利要求1.地下管道漏水漏气自动检测器，它包括声波采集及阻抗变换电路、信号放大电路、识别显示电路、电源及稳压电路；其特征在于所述的声波采集及阻抗变换电路中探头HTD，其两端接有电容器C2和电阻R1，C2和R1短接后接于场效应管G1的栅极，G1的漏极接有电阻R2和C4，电阻R2的另一端与R4、电容C3的正极、电容C1短接、C1的另一端和C2的负极短接并接地，场效应管的源极接有电阻R3和电容C5，R3和C5的另一端同R1、HTD短接并接地；所述的信号放大电路包括第一级信号放大、第二级信号放大、第三级信号放大及整流电路；其中一级信号放大器IC1脚2、4短接后接于HTD的另一端，脚1、8之间接有电容C6，脚3接信号采集及阻抗变换电路中C4，IC1的脚6接电阻R4，脚5接电容C7的正极，负极接一变阻W，W接地；二级信号放大器IC2的脚3接变阻W的滑动端，IC2的脚1、2之间接电阻R6，IC2的脚2接电阻R5，R5接地，脚4接地，脚8与IC1的脚6短接，IC2的脚1接电容C8的正极，C8负极接电阻R7、R8，R8接地，C8的负极接三极管G2的基极，G2的集电极接电阻R9、R11，G2的发射极接电阻R10，R10并联电容C9，且R10的一端与C9的负极短接后接地，R11接三极管G3的基极，G3的集电极接二级管D1的阳极，D1的阴极接电容C10的正极，C10负极接地，且C10并联一电压表V；所述的识别显示电路中可编程控制器PROG110的P1端接电阻R13，接集成块IC5中光敏三极管的集电极，光敏三极管的发射极接地，IC5中的发光二极管的阳极接电阻R14，R14的另一端接信号放大电路中的三极管G3的发射极，IC5中的发光二极管的阴极接三极管G5的集电极，G5的发射极接地，基极接二极管D4的阴极，D4的阳极接电阻R17，R17另一端接信号放大电路中二极管D1的阴极，PROG110的P2端串接电阻R15，红色发光二极管LED2，P3端串接电阻R16，蓝色发光二极管LED3，PROG110的P7端接电阻R12，电容C15与三极管G4的基极短接后接R12的另一端，电容C15的另一端接地，三极管G4的集电极接地，发射极接扬声器，扬声器的另一端接电源及稳压电路；所述的电源及稳压电路中电源正极接开关K，负极接地，电源正负极之间串接集成块IC3、IC4、电容C14，电容C13与C14并联，集成块IC4的一个脚接地，集成块IC3、IC4的节点与电源负极之间并接有电容C11、C12，电源正负极之间串接有电阻R12、绿色发光二极管LED1，集成块IC3两端并接二极管D2，集成块IC4两端并接二极管D3，D2的阳极与D3阴极短接后接于IC3、IC4节点处。
专利摘要本实用新型公开了一种地下管道漏水漏气自动检测器，属于一种检测装置。它解决了地下输水、气的管道泄漏不易发现，造成资源浪费甚至造成危险的问题。该检测装置利用水流过管道由于摩擦产生的声波来实现检测。它包括声波采集及阻抗变换电路、信号放大电路、识别显示电路、电源稳压电路。被检测到的声波通过阻抗变换电路变为电信号，经过三级放大整流在电解电容两端产生一个随声波强弱变化的电压，检测结果指示灯由识别显示电路中的单片机控制。该地下管道漏水、漏气自动检测器使用效果理想，适于推广。
文档编号G01M3/02GK2750303SQ200420096839
公开日2006年1月4日 申请日期2004年10月15日 优先权日2004年10月15日
发明者刘福启, 关瑞士 申请人:刘福启