CC BY
237
УДК 681.3
Белов А.Г., Горячев Н.В., Трусов В.А., Юрков Н.К.
Пензенский государственный университет
ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ДАТЧИКОВ УТЕЧКИ ВОДЫ
Аннотация: В работе проведён анализ существующих датчиков утечки воды, выявлены их основные недостатки. На основе проведённого анализа определены основные технические характеристики проектируемого отечественного датчика утечки воды.
Ключевые слова: Датчик, сигнализация, утечка воды, извещатель.
Задачей датчика утечки является своевременная регистрация и оповещение о возникновении протечки воды. Датчик - первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал. Датчик утечки воды - это устройство реагирует на присутствие воды на чувствительном элементе (зонде) и позволяет обнаружить, к примеру, протекание кровли (тогда его размещают под изоляцией на краю ската). Датчик также предупреждает затопление подвала, исключает вероятность утечки воды: из стиральной машины, отопительных батарей, (тем самым
страхуя вас от затопления соседей снизу), предотвращает непредвиденное размораживание холодильника и т.д. В производстве и монтаже он очень прост и работает на надежном алгоритме: об-
наружение утечки и сигнальном оповещении. Производство не требует больших затрат, но будет пользоваться большим спросом, так как цена его будет очень приемлема абсолютно для всех людей. Сфера применения: контроль протечек воды (затопления водой) в промышленных и офисных зданиях в зонах, не имеющих контроля над состоянием систем водоснабжения, отопления и кондиционирования, в пространствах под фальшполами; в бытовых условиях (квартиры, коттеджи) и многих других.
Поиск датчиков утечки воды на российском рынке были найдены следующие аналоги и проведен их анализ.
Н20-Контакт, страна производитель Россия;
TX-3FS;
Астра-361, страна производитель Россия;
Водолей-Р, страна производитель Россия;
Рассмотрим некоторые из них более подробно.
Н20-Контакт, страна производитель Россия, представлена на рисунке 1.
Рис. 1 - Н20-Контакт
Датчик имеет два внешних контакта и при воздействии на них жидкости формирует тревожный сигнал путем замыкания контактов опторелейной группы. При поступлении сигнала от датчика, аппаратура контроля и управления формирует управляющие сигналы для внешних исполнительных устройств (в зависимости от применяемой аппаратуры контроля).
Таблица 1 - Основные технические данные
Параметр Значение
напряжение питания, В от 5 до 24
максимальный ток потребления в режиме тревоги, мА 5
коммутируемое напряжение (постоянное), не более В 24
максимальный ток, мА 80
степень защиты оболочки IP 55
масса, не более, кг 0,02
габариты, не более, мм 25 х 25 х 15
Средняя наработка на отказ, не менее, ч 25000
Сфера применения:
производственная - превышение уровня в поддонах дренажей кондиционеров, наличие воды под фальшполами, в приямках и т.п.
бытовая - контроль протечек в санузлах и кухнях, уровень жидкости в емкостяхи т.п. Датчик совместим с большим количеством оборудования которое отслеживает состояние контактов (замкнуто, разомкнуто), адресно-аналоговыми системами охранно-пожарной сигнализации и контроллерами
АСУ.
Изделие предназначено для работы при температуре окружающего воздуха от -10 до +40 оС. При этом следует иметь ввиду что температура замерзания воды 0 оС, при нормальном атмосферном давлении. Хранение датчика должно производится в закрытых вентилируемых складах при температуре окружающего воздуха от -30 до +50 оС.
В аналогичном устройстве TX-3FS, производства Россия, Данная модель представлена на рисунке
2.
Датчик протечки (утечки) воды состоит из радиопередатчика TX-3FS и чувствительного элемента FD. Датчик посылает сигнал тревоги на основной блок, если чувствительный элемент датчика протечки (утечки) погружается в воду.
Особенности:
Датчик протечки воды с радиопередатчиком
Передача сигнала исправности датчика утечки воды каждые 60 минут Сигналы вскрытия «Тампер» и разряда батареи передаются немедленно
Сфера применения: Датчик протечки воды TX-3FS используется в беспроводных системах сигнали-
зации.
Таблица 2 - Основные технические данные
Параметр Значение
Источник питания датчика утечки воды Два алкалиновых элемента питания типа AAA
Потребляемый ток: 3.5мкА в режиме ожидания, 20мА - работа
Ориентировочный срок жизни батарей: 5лет
Габариты 20 х 29 х 123.5мм
Масса передатчика (без батареи): около 34г.
Ещё одним аналогом является Астра-361, страна производитель Россия. Он представлен на рисунке 3 .
Извещатель утечки воды аварийного типа, 3 - 12 В, 0,003 мА - деж. режим
Извещатель «Астра-361» предназначен для обнаружения утечки воды и передачи извещения «Тревога» по двухпроводному шлейфу сигнализации на прибор приемно-контрольный пожарный, охраннопожарный или извещатели «Астра-3321» и «Астра-2-3345» в режиме радиопередающего устройства.
Принцип действия извещателя основан на изменении внутреннего сопротивления извещателя и увеличении потребляемого тока при замыкании контактов водой. При падении уровня воды извещатель самовосстанавливается.
Основные параметры представлены в таблице 3. Таблица 3 - Основные технические данные
Параметр Значение
Напряжение питания (по шлейфу), В 2,5...30
Ток потребления, мА: - в дежурном режиме, не более 0,003
- при выдаче извещения «Тревога», не менее 5
Параметр Значение
Габаритные размеры, мм, не более 45х13х13
Длина кабеля, м, не более 3
Масса извещателя, кг, не более 0,09
Диапазон рабочих температур, °С 0 ... +50
Вот еще один аналог Водолей-Р который представлен на рисунке 4
Рис.4 - Водолей-Р
Датчик влажности, релейного типа, диапазон рабочего напряжения 10В-14В. Замкнут при отсутствии воды.
Контактный анализатор уровня воды «Водолей-Р» предназначен для контроля наличия или отсутствия воды или другой проводящей, не агрессивной жидкости в контролируемом объеме, посредством коммутации электрических цепей постоянного или переменного тока исполнительных реле.
Особенности:
Исполнение 01 - контакты реле замкнуты, светодиод включен при отсутствии проводящей жидко-
сти; Параметры этого устройства приведены в таблице 4 Таблица 4 - Основные технические данные
Параметр Значение
Габаритные размеры, мм 62*33*21
Длина выводов, мм 500
Напряжение питания, В 12 ± 2
Потребляемый ток, мА 12 ± 1
Максимальная коммутируемая мощность, Вт 10
Максимальное коммутируемое напряжение, В 100
Максимальный коммутируемый ток, А 0,5
Степень защиты оболочки от внешних воздействий не ниже IP68
Более широко представлены аналоги производства России. Модель TX-3FS обладает самым большим показателем временем автономной работы, а именно 5 лет, но при этом существенными недостатками являются площадь покрытия поверхности чувствительного элемента (меньше чем у всех рассмотренных аналогов, что может привести что вода не коснется чувствительного элемента). Также недостатками является в монтаже этого датчика, так как его нужно крепить к стене, что может вызвать некоторые неудобства, также при рассмотрении этого устройства был выведен еще недостаток, а то есть его может залить водой что ведет к немедленному отказу устройства. По сравнению с нашим датчиком в этом можно выделить недостаток как цена.
При анализе аналогов была составлена сравнительная таблица (табл. 5), в которой рассмотрены такие параметры, как:
Время автономной работы;
Оповещение звуковым сигналом;
Площадью чувствительного элемента;
Оповещение о разряде батареи;
Влагозащита;
Габариты;
Громкость сигнала.
Цена
Таблица 5 -Сравнительная таблица аналогов
ПАРАМЕТР Н20-Контакт Астра-361 Водолей-Р TX-3FS
Страна Россия Россия Россия Россия
Время автономной работы От сети (не раб. при От сети (не раб. при От сети (не раб. 5 лет
ПАРАМЕТР Н20-Контакт Астра-361 Водолей-Р TX-3FS
обесточива- нии) обесточива- нии) при обесточивании)
Оповещение звуковым сигналом нет нет нет да
Площадь чувствительного элемента (больше лучше) 2 контакта (дорожки) 2 контакта (дорожки) 2 контакта (дорожки) 2 контакта (дорожки)
Оповещение о разряде батареи - - - да
Влагозащита да да да -
Громкость сигнала - - -
Цена на 22.04.13 350р 2 4 9р 52 0р 17 63р
Выводы
Главными недостатками большинства аналогов являются: малое время автономной работы, также у таких аналогов как Астра-361, Н20-контакт и водолей-Р не могут работать без внешней сети, вследствие чего они не могут работать в помещениях, где отсутствует внешняя сеть и это является огромным недостатком. Большим недостатком является отсутствие влагозащиты , так как датчик будет в основном работать во влажной среде, что может привести к отказу устройства. Еще недостатком является, как отсутствие оповещения звуковым сигналом, что может привести к неконтролируемой утечки воды. Также рассматривался распространенный недостаток у аналогов как малая площадь чувствительного элемента, что также может привести к неконтролируемой утечки воды так как, чем больше площадь соприкосновения чувствительного элемента с поверхностью, тем больше вероятность обнаружения утечки; Актуальным недостатком является цена, и она необоснованно завышена на эти аналоги, что связано с недостаточной конкуренцией на рынке.
ЛИТЕРАТУРА
1. Горячев Н.В. Опыт применения систем сквозного проектирования при подготовке выпускной квалификационной работы / Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Известия Пензенского государственного педагогического университета им. В.Г. Белинского. 2011. № 26. С. 534-540..
2. Информационные технологии проектирования РЭС. Единое информационное пространство предприятия : учеб. пособие / В. Б. Алмаметов, В. Я. Баннов, И. И. Кочегаров. - Пенза : Изд-во
ПГУ, 2013. - 108 с.
3. Микроконтроллеры AVR. Лабораторный практикум : учеб.пособие / И. И. Кочегаров, В. А.
Трусов. - Пенза : Изд-во ПГУ, 2012. - 122 с
4. Юрков, Н.К. Концепция синтеза сложных наукоемких изделий/Н.К. Юрков// Надежность и качество: Труды международного симпозиума. В 2-х т. Под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во Пенз. гос.
ун-та, 2012. Том 1, С. 3-6
