一种窨井盖破损的检测装置的制作方法

本实用新型涉及井盖破损检测领域，具体涉及一种窨井盖破损的检测装置。

背景技术：

城市地面窨井盖在破损后，如果不能得到及时更换，会给行人和过往车辆留下巨大的安全隐患，严重时甚至会危及生命。利用本发明的井盖破损检测装置，可以实现在第一时间向控制中心发送井盖的破损报警信息，并请求更换，从而最大程度的保证了公众人身及财产安全。

现有的技术对窨井盖破损的检测主要可以分成两大类。一类是窨井盖破损之后使用重新设计的专用窨井盖，如：CN 105201014 A和CN 106841327 A，通过在井盖内部预置网格状或者波浪回旋状的金属丝或者金属薄膜作为破损传感器，当井盖破损后，相应位置的金属薄膜或者金属丝就会随之断裂，这样通过外接接口电压的有无就可以判定井盖有无破损。另一类是通过在井盖底面添加传感器对井盖进行破损检测，如：CN 206440654 U使用了平行的金属薄膜条贴在井盖底面，然后用数字电路的方法检测金属条的通断来判断井盖有无破损。公告号CN206440654U的专利公开的电路图如图1所示，他的特点是采用导电薄膜条粘贴在井盖底面构成井盖破损检测传感器。针对上述的现有技术，缺点如下：1、需要使用专用的井盖去替换现有的井盖，被替换的井盖会造成资源浪费；2、另一方面井盖的再次投入，增加了工程成本；3、每多一条薄膜就需要加一个检测电路，提升了电路复杂度；4、检测电路和传感器薄膜一直通有电流，消耗电源的能量，不利于提升电池供电类检测系统的待机时间；5、对于平行于检测薄膜的破损不能很好的检出。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种低成本、超低功耗、能实时检测窨井盖破损的检测装置。

一种窨井盖破损的检测装置，包括窨井盖，设于窨井盖背面的传感器，以及与传感器相连通的电路，所述传感器由呈同心圆状布置的检测线和位于检测线两端的外接端口，所述同心圆从一个外接端口开始，往内旋绕，相近同心圆的首尾用检测线相连成弧面，最内层检测线折成拐点，确保另一个外接端口在最外层弧面的顶点外侧；所述电路由传感器、PMOS管和电压源VCC串联而成，所述传感器的一个外接端口与电压源VCC相连，另一个外接端口与PMOS管的栅极G相连，PMOS管的源极S与电压源VCC相连，所述PMOS管的栅极G通过二极管D1接地，所述二极管D1的阴极向上，所述PMOS管的漏极D一路通过二极管D2接地，另一路向外连接施密特触发器ST。

作为改进的是，所述检测线由导电层和包裹导电层的绝缘层；所述导电层为铜线或导电胶带。

作为改进的是，所述检测线为导电石墨纸。

作为改进的是，所述同心圆为等间距的或非等间距的同心圆。

上述窨井盖破损的检测装置的检测方法为：当窨井盖完好时，检测导线导通，PMOS 管的栅极G为高电平VCC，PMOS管处于关断状态，其漏极D为低电平，正向特性的施密特触发器ST的输出为低电平，反之，一旦井盖有破损，引起相应部位的检测导线7断裂， PMOS管栅极G上必会出现一个由高电平到低电平的下降沿跳变，而PMOS管随之由截止转入导通状态，漏极D出现由低电平到高电平的上升沿跳变，经施密特触发器整形后形成陡峭的由低电平到高电平的上升沿，送往控制器MCU的上升沿触发的外部中断响应EI脚后，触发中断响应，MCU进行后续的报警和请求维修处理。

有益效果：

与现有技术相比，本实用新型检测装置结构简单，成本低廉，检测电路简单可靠，超低功耗，能实时检测井盖破损，并能由中断系统MCU向服务器端进行报警和请求后续的维修处理。利用本实用新型能以较少的投入，杜绝由于井盖破损而造成人财物的损失。具体表现如下：

1、由导线构成的蛇形连接的同心圆检测传感器，结构简单，成本低廉，易于实现；

2、通过对检测传感器同心圆半径的灵活控制，有利于对井盖实行选择性的破损检测，另外，同心圆数量可根据需要增加，同心圆越多，检测灵敏度越高；

3、检测器对外只有两个电连接端口，易于使用；

4、检测器端口串联于电源和MOS管的绝缘栅极之间，这样既保证了检测传感器一直处于通电状态，又实现了导线中没有电流，使检测传感器工作在无功率损耗状态，有利于提升电池供电系统的待机时间；

5、选择P沟道MOS管保证井盖在没有破损的情况下，检测传感器导通的情况下，PMOS 处于关断状态，进一步降低了检测电路的功率损耗；

6、检测电路使用了施密特触发器ST对检测波形进行整形，最终的输出波形信号SchOut中的上升沿对应传感器检测到了井盖有破损，由该上升沿信号触发控制器MCU的EI中断响应可以实现控制系统对井盖破损的实时处理。

附图说明

图1为现有技术的结构图；

图2为装有检测传感器的窨井盖背面，1-外接端口，2-窨井盖的边缘，3-检测线，4-同心圆的半径，5-弧面，6-拐点；

图3为非均匀分布的同心圆的检测传感器；

图4为实施例1的带有传感线的窨井盖的剖面图，9-窨井盖背面，7-导电层，8-绝缘层；

图5为窨井盖破损的检测装置的工作电路图；

图6为一种井盖破损的检测装置检测时电路的仿真波形，其中，(a)为井盖随机破损引起PMOS管栅极G电压变化的仿真波形，(b)为施密特触发器的输入仿真波形，(c)为施密特触发器的整形输出的仿真波形。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详细介绍。

一种窨井盖破损的检测装置，包括窨井盖，设于窨井盖背面的传感器，以及与传感器相连通的电路，所述传感器由呈同心圆状布置的检测线和位于检测线两端的外接端口，所述同心圆从一个外接端口开始，往内旋绕，相近同心圆的首尾用检测线相连成弧面，最内层检测线折成拐点，确保另一个外接端口在最外层弧面的顶点外侧；所述电路由传感器、 PMOS管和电压源VCC串联而成，所述传感器的一个外接端口与电压源VCC相连，另一个外接端口与PMOS管的栅极G相连，PMOS管的源极S与电压源VCC相连，所述PMOS管的栅极G通过二极管D1接地，所述二极管D1的阴极向上，所述PMOS管的漏极D一路通过二极管D2接地，另一路向外连接施密特触发器ST。

上述窨井盖破损的检测装置的检测方法为：当窨井盖完好时，检测导线导通，PMOS 管的栅极G为高电平VCC，PMOS管处于关断状态，其漏极D为低电平，正向特性的施密特触发器ST的输出为低电平，反之，一旦井盖有破损，引起相应部位的检测导线7断裂， PMOS管栅极G上必会出现一个由高电平到低电平的下降沿跳变，而PMOS管随之由截止转入导通状态，漏极D出现由低电平到高电平的上升沿跳变，经施密特触发器整形后形成陡峭的由低电平到高电平的上升沿，送往控制器MCU的上升沿触发的外部中断响应EI脚后，触发中断响应，MCU进行后续的报警和请求维修处理。

实施例1

一种窨井盖破损的检测装置，包括窨井盖，设于窨井盖背面的传感器，以及与传感器相连通的电路，所述传感器由呈同心圆状布置的检测线和位于检测线两端的外接端口，所述同心圆从一个外接端口开始，往内旋绕，相近同心圆的首尾用检测线相连成弧面，最内层检测线折成拐点，确保另一个外接端口在最外层弧面的顶点外侧；所述电路由传感器、PMOS管和电压源VCC串联而成，所述传感器的一个外接端口与电压源VCC相连，另一个外接端口与 PMOS管的栅极G相连，PMOS管的源极S与电压源VCC相连，所述PMOS管的栅极G通过二极管D1接地，所述二极管D1的阴极向上，所述PMOS管的漏极D一路通过二极管D2接地，另一路向外连接施密特触发器ST。按图2或图3的方式布置检测线，单面导电胶带绝缘面固定在窨井盖的背面，导电层表面粘贴一层绝缘胶带，再按照图5的电路图连接电路，从而得到窨井盖破损的检测装置。

电压源VCC选择5V，二极管D1和二极管D2选择1N4007，PMOS选择SOT23封装的AO3401，施密特触发器ST选择SN74LVC1G17，ST检测电路的输出SchOut接入控制器 MCU的外部中断触发脚EI。

实施例2

除检测线修改为导电石墨纸外，其余同实施例1。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本实用新型的保护范围内。