[发明专利]一种线缆式定位漏水检测装置及方法

权利要求书

1.一种线缆式定位漏水检测装置，包括漏水感应线缆和漏水主机控制器；其中，漏水主机控制器包括中央控制部分、断线检测部分、定位检测部分、信号放大部分以及电源变换部分；漏水主机控制器通过实时采集被保护区域中漏水感应线缆的工作状态，及时准确报告被保护区域中漏水位置，并给出报警信息，其特征在于：

所述的漏水感应线缆采用4芯带定位检测线，其中，红色A1-A1’线和黄色B1-B1’线为电阻值接近零的信号线，检测线核心是两根黑色A2-A2’、B2-B2’线，A2-A2’、B2-B2’线为单位长度电阻值被精密加工并为定值的连续电线；

使用连接导线将4芯带定位检测线的一端A1’和A2’、B1’和B2’短接；同时使用连接导线将4芯感应线的另一端A1、A2、B1和B2分别连接至主机；

当发生漏水时，假设漏水在检测线A2-A2’中间X1点处和检测线B2-B2’中间X2点处浸湿两根黑线，于是，漏水点将阻值均匀分布的两根黑线等效分割为两个回路，回路1为A2-X1-X2-B2，回路2为A1-A1’-A2’-X1-X2-B2’-B1’-B1；

由漏水主机控制器在这两个回路施加检测电压V_R，那么得到漏水点至检测线端点的距离公式式中L₁为漏水点至检测线端点A2、B2的距离，r为单根黑色检测线总阻值；r₀为单根黑色检测线单位长度的阻值；R为定位检测部分中可根据水质来选择性设置的参考电阻，串联在连接导线回路中；

所述中央控制部分作为整机控制中心，输出开关量以控制电路其他部分MOSFET电子开关的通断，实现不同的切换需求；另外，本部分还对模拟量进行A/D变换，实现漏水定位功能；最后给出报警信号；

所述的断线检测部分用于判断检测线路是否断线；由中央控制部分分别在A1-A2两端和B1-B2两端施加5V电压，当线路连接正常时，检测线电阻r与电路中的串联电阻分压，由中央控制部分读取并分析A1-A2间的电压值VK1和B1-B2间的电压值VK2即可判断出线路是否正常；

所述的定位检测部分用于检测出漏水点至检测线端点距离；定位检测部分通过硬件正负电压的方式使流入检测线的电流方向相反，以达到检测线两端正负电压的交替变化使极化现象较为轻微；根据所述L₁等式，主机只需检测V_A1B1和V_A2B2值即可得到漏水点定位；

所述的信号放大部分是将检测到的V_A1B1和V_A2B2电压值与2.5V直流偏置电压叠加后无损地传输至中央控制部分单片机的ADC口，由单片机进行处理判断；

所述的电源变换部分为上述各部分提供稳定的电压。

2.一种线缆式定位漏水检测方法，使用权利要求1所述的装置，其特征在于：

首先要判断是否有漏水，判定方式为在A2-B2回路加检测电压，通过采集V_A2B2电压值判断分析是否发生漏水，V_A2B2电压值采集分两个步骤：

第一步，控制对应MOS管闭合或关断，使流入检测线的电流方向为A2→B2,中央控制部分通过ADC端口采集经信号放大部分输出的电压值V_{O_A2B2},并计算V_A2B2＝|V_{O_A2B2}-2.5|；

第二步，再控制对应MOS管闭合或关断，使流入检测线的电流方向为B2→A2，中央控制部分通过ADC端口再次采集经信号放大部分输出的电压值V_{O_A2B2},并计算V_A2B2＝|V_{O_A2B2}-2.5|；若两次都有V_A2B21.25V，则判定为有漏水；若不满足V_A2B21.25V两次，则返回第一步重新判断；

如果检测到发生漏水则立即进入定位的检测与判断，有漏水时，漏水浸湿两根黑色检测线，构成A2-X1-X2-B2以及A1-A1’-A2’-X1-X2-B2’-B1’-B1两个回路，分别给两个回路加检测电压，采集V_A1B1和V_A2B2电压值并代入L₁等式即可得到漏水点定位；

采集电压值分3个小步骤

第一步，控制对应MOS管闭合或关断，使流入检测线的电流方向为A2→B2,中央控制部分通过ADC端口采集经信号放大部分输出的电压值V_{O_A2B2}，并计算V_{A2B2_1}＝|V_{O_A2B2}-2.5|；

第二步，控制对应MOS管闭合或关断，使流入检测线的电流方向为B2→A2，中央控制部分通过ADC端口再次采集经信号放大部分输出的电压值V_{O_A2B2}，并计算V_{A2B2_2}＝|V_{O_A2B2}-2.5|；

第三步，计算两次采集平均值记为同理也可得到V_A1B1；然后进行判断比较，若满足：|V_A2B2-V_A1B1|30％，则将V_A1B1和V_A2B2值代入L₁等式得到漏水定位点，若不满足，则重新返回判断是否有漏水。