智能漏水高温潜水泵保护电路.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020150899.6 (22)申请日 2020.02.03 (73)专利权人 南京林业大学 地址 210037 江苏省南京市龙蟠路159号 (72)发明人 张新浪薛联凤云挺许鹏宇 (74)专利代理机构 南京科阔知识产权代理事务 所(普通合伙) 32400 代理人 王清义 (51)Int.Cl. F04D 15/02(2006.01) H02H 5/00(2006.01) H02H 5/04(2006.01) (54)实用新型名称 一种智能漏水高温潜水泵保护电路 (57)摘。

2、要 本实用新型公开了一种智能漏水高温潜水 泵保护电路， 包括潜水泵和铜探头， 铜探头位于 潜水泵的泵油室内， 铜探头与潜水泵机壳之间形 成电阻R4； 还包括电源电路、 电阻R1、 电阻R2、 电 阻R3、 电阻R5、 电阻R6、 电阻R7、 热敏电阻R8、 第一 电压比较电路、 第二电压比较电路、 继电器K1、 三 极管Q1、 三极管Q2、 发光二极管LED1和发光二极 管LED2， 其中热敏电阻R8为用于反应水泵蜗壳温 度变化的热敏电阻。 本实用新型通过检测泵油室 油腔阻值变化与热敏电阻阻值变化从而确定潜 水泵是否发生漏水或者水泵蜗壳过热； 若发生漏 水或者水泵蜗壳过热， 可以通过继电器切断。

3、潜水 泵的供电电路， 使潜水泵停止工作； 电路整体结 构简单， 可靠性高。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 211573803 U 2020.09.25 CN 211573803 U 1.一种智能漏水高温潜水泵保护电路， 包括潜水泵和铜探头， 所述铜探头一端位于潜 水泵的泵油室内， 铜探头另一端与潜水泵机壳之间形成电阻R4， 其特征在于： 还包括电源电 路、 电阻R1、 电阻R2、 电阻R3、 电阻R5、 电阻R6、 电阻R7、 热敏电阻R8、 第一电压比较电路、 第二 电压比较电路、 继电器K1、 三极管Q1、 三极管Q2、 发光二极管LED1和发光二极管LED2， 其中热 敏电。

4、阻R8为用于反应水泵蜗壳温度变化的热敏电阻， 所述电源电路同时与电阻R1、 电阻R3、 电阻R5和电阻R6一端连接， 电阻R1另一端同时与电阻R2一端和第一电压比较电路连接， 电 阻R3另一端同时与电阻R4一端和第一电压比较电路连接， 电阻R5另一端同时与电阻R7一端 和第二电压比较电路连接， 电阻R6另一端同时与电阻R8一端和第二电压比较电路连接， 所 述第一电压比较电路的输出端与三极管Q1的基极连接， 三极管Q1的集电极与继电器K1的线 圈一端连接， 三极管Q1的发射极与发光二极管LED1的正极连接， 所述第二电压比较电路的 输出端与三极管Q2的基极连接， 三极管Q2的集电极与继电器K1的。

5、线圈一端连接， 三极管Q2 的发射极与发光二极管LED2的正极连接， 继电器K1的线圈另一端连接电源电路， 继电器K1 的常闭触电串联在潜水泵的供电电源的电路中。 2.根据权利要求1所述的智能漏水高温潜水泵保护电路， 其特征在于： 所述的电源电路 包括220V交流电源、 保险丝U1、 变压器T1、 整流桥D1、 滤波电容C1、 滤波电容C2、 稳压芯片U2， 所述220V交流电源的一端通过保险丝U1与变压器T1原边一端连接， 220V交流电源的另一端 与变压器T1原边另一端连接， 变压器T1副边的两端同时与整流桥D1连接， 整流桥D1同时与 滤波电容C1一端、 滤波电容C2一端、 稳压芯片U2。

6、的引脚1和继电器K1的线圈一端连接， 稳压 芯片U2的引脚3同时与电阻R1、 电阻R3、 电阻R5和电阻R6一端连接， 稳压芯片U2的引脚2、 滤 波电容C1另一端、 滤波电容C2另一端、 发光二极管LED1负极、 发光二极管LED2负极、 电阻R2 一端、 电阻R4一端、 电阻R7一端和热敏电阻R8一端均连接地线。 3.根据权利要求2所述的智能漏水高温潜水泵保护电路， 其特征在于： 所述稳压芯片U2 采用LM7805。 4.根据权利要求3所述的智能漏水高温潜水泵保护电路， 其特征在于： 所述第一电压比 较电路包括芯片LM393、 电阻R11、 电阻R12和电阻R9； 所述电阻R1的一端与电阻。

7、R11一端连 接， 电阻R11另一端与芯片LM393的引脚3连接， 电阻R3的一端与电阻R12一端连接， 电阻R12 另一端与芯片LM393的引脚2连接， 芯片LM393的引脚1同时与电阻R9一端和三极管Q1的基极 连接， 电阻R9另一端与稳压芯片U2的引脚3连接； 所述第二电压比较电路包括芯片LM393、 电阻R13、 电阻R14和电阻R10； 所述电阻R5的一 端与电阻R13一端连接， 电阻R13另一端与芯片LM393的引脚5连接， 电阻R6的一端与电阻R14 一端连接， 电阻R14另一端与芯片LM393的引脚6连接， 芯片LM393的引脚7同时与电阻R10一 端和三极管Q2的基极连接， 。

8、电阻R10另一端与稳压芯片U2的引脚3连接， 所述芯片LM393的引 脚8与稳压芯片U2的引脚3连接， 所述芯片LM393的引脚4与地线连接。 5.根据权利要求4所述的智能漏水高温潜水泵保护电路， 其特征在于： 还包括电容C3和 电容C4， 所述电容C3一端与三极管Q1的基极连接， 另一端连接地线， 所述电容C4一端与三极 管Q2的基极连接， 另一端连接地线。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211573803 U 2 一种智能漏水高温潜水泵保护电路 技术领域 0001 本实用新型涉及潜水泵保护技术领域， 具体涉及一种智能漏水高温潜水泵保护电 路。 背景技术 0002 潜水泵是一种用途十分广。

9、泛的水处理工具。 随着冷热加工工艺水平、 密封技术、 材 料科学、 控制和保护技术的发展及提高， 潜水泵得到了飞速发展。 现如今， 无论是在农业的 生产中还是在工业的加工中都能看到潜水电泵。 由于潜水泵运转抽空或者内部部件摩擦等 原因会导致潜水泵蜗壳发热， 减少水泵运作寿命， 这使得潜水泵的高温监测与保护很重要。 潜水泵是在水中工作的， 一旦发生进水故障就可能会导致潜水泵电机的损坏， 因此， 潜水泵 的密封以及漏水的检测与保护也显得更为重要。 0003 潜水排污泵是一种常用的潜水泵， 研究一种针对潜水排污泵的漏水检测、 高温监 测的保护电路是尤为重要的。 发明内容 0004 本实用新型所要解决。

10、的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种智能漏水 高温潜水泵保护电路， 本智能漏水高温潜水泵保护电路通过检测泵油室油腔阻值变化与热 敏电阻阻值变化从而确定潜水泵是否发生漏水或者水泵蜗壳过热； 若发生漏水或者水泵蜗 壳过热， 可以通过继电器切断潜水泵的供电电路， 使潜水泵停止工作； 电路整体结构简单， 可靠性高。 0005 为实现上述技术目的， 本实用新型采取的技术方案为： 0006 一种智能漏水高温潜水泵保护电路， 包括潜水泵和铜探头， 所述铜探头一端位于 潜水泵的泵油室内， 铜探头另一端与潜水泵机壳之间形成电阻R4， 保护电路还包括电源电 路、 电阻R1、 电阻R2、 电阻R3、 电阻R5。

11、、 电阻R6、 电阻R7、 热敏电阻R8、 第一电压比较电路、 第二 电压比较电路、 继电器K1、 三极管Q1、 三极管Q2、 发光二极管LED1和发光二极管LED2， 其中热 敏电阻R8为用于反应水泵蜗壳温度变化的热敏电阻， 所述电源电路同时与电阻R1、 电阻R3、 电阻R5和电阻R6一端连接， 电阻R1另一端同时与电阻R2一端和第一电压比较电路连接， 电 阻R3另一端同时与电阻R4一端和第一电压比较电路连接， 电阻R5另一端同时与电阻R7一端 和第二电压比较电路连接， 电阻R6另一端同时与电阻R8一端和第二电压比较电路连接， 所 述第一电压比较电路的输出端与三极管Q1的基极连接， 三极管Q。

12、1的集电极与继电器K1的线 圈一端连接， 三极管Q1的发射极与发光二极管LED1的正极连接， 所述第二电压比较电路的 输出端与三极管Q2的基极连接， 三极管Q2的集电极与继电器K1的线圈一端连接， 三极管Q2 的发射极与发光二极管LED2的正极连接， 继电器K1的线圈另一端连接电源电路， 继电器K1 的常闭触电串联在潜水泵的供电电源的电路中。 0007 作为本实用新型进一步改进的技术方案， 所述的电源电路包括220V交流电源、 保 险丝U1、 变压器T1、 整流桥D1、 滤波电容C1、 滤波电容C2、 稳压芯片U2， 所述220V交流电源的 说明书 1/4 页 3 CN 211573803 U。

13、 3 一端通过保险丝U1与变压器T1原边一端连接， 220V交流电源的另一端与变压器T1原边另一 端连接， 变压器T1副边的两端同时与整流桥D1连接， 整流桥D1同时与滤波电容C1一端、 滤波 电容C2一端、 稳压芯片U2的引脚1和继电器K1的线圈一端连接， 稳压芯片U2的引脚3同时与 电阻R1、 电阻R3、 电阻R5和电阻R6一端连接， 稳压芯片U2的引脚2、 滤波电容C1另一端、 滤波 电容C2另一端、 发光二极管LED1负极、 发光二极管LED2负极、 电阻R2一端、 电阻R4一端、 电阻 R7一端和热敏电阻R8一端均连接地线。 0008 作为本实用新型进一步改进的技术方案， 所述稳压芯。

14、片U2采用LM7805。 0009 作为本实用新型进一步改进的技术方案， 所述第一电压比较电路包括芯片LM393、 电阻R11、 电阻R12和电阻R9； 所述电阻R1的一端与电阻R11一端连接， 电阻R11另一端与芯片 LM393的引脚3连接， 电阻R3的一端与电阻R12一端连接， 电阻R12另一端与芯片LM393的引脚 2连接， 芯片LM393的引脚1同时与电阻R9一端和三极管Q1的基极连接， 电阻R9另一端与稳压 芯片U2的引脚3连接； 0010 所述第二电压比较电路包括芯片LM393、 电阻R13、 电阻R14和电阻R10； 所述电阻R5 的一端与电阻R13一端连接， 电阻R13另一端与。

15、芯片LM393的引脚5连接， 电阻R6的一端与电 阻R14一端连接， 电阻R14另一端与芯片LM393的引脚6连接， 芯片LM393的引脚7同时与电阻 R10一端和三极管Q2的基极连接， 电阻R10另一端与稳压芯片U2的引脚3连接， 所述芯片 LM393的引脚8与稳压芯片U2的引脚3连接， 所述芯片LM393的引脚4与地线连接。 0011 作为本实用新型进一步改进的技术方案， 还包括电容C3和电容C4， 所述电容C3一 端与三极管Q1的基极连接， 另一端连接地线， 所述电容C4一端与三极管Q2的基极连接， 另一 端连接地线。 0012 本实用新型的有益效果为： 本实用新型的保护电路通过第一电压。

16、比较电路检测泵 油室油腔阻值变化 （即R4的阻值变化） 以及通过第二电压比较电路检测热敏电阻阻值变化 （即R8的阻值变化） 从而确定潜水泵是否发生漏水或者水泵蜗壳过热； 若发生漏水或者水泵 蜗壳过热， 可以通过继电器K1切断潜水泵的供电电路， 使潜水泵停止工作， 保护潜水泵， 同 时通过发光二极管LED1和LED2进行光报警， 通知工作人员； 电路整体结构简单， 可靠性高。 附图说明 0013 图1为本实施例电路原理示意图。 具体实施方式 0014 下面根据图1对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明： 0015 本实施例提供一种智能漏水高温潜水泵保护电路， 一旦潜水泵密封损坏， 发生漏 水或。

17、者水泵蜗壳过热， 就能通过该电路及时进行光报警和切断潜水泵供电电源。 首先， 因为 潜水泵油腔一旦漏水， 油腔的阻抗就会从很高的值慢慢下降， 在水泵蜗壳上装上一个负系 数热敏电阻R8， 当泵壳过热时， 热敏电阻R8随着温度升高阻值也逐渐减小。 根据这两点可以 设计出一个能检测油腔阻值变化与热敏电阻阻值变化的保护电路。 接着， 应用Multisim软 件对这一电路进行仿真测试， 以此来确定的保护电路中各元件的最佳参数值。 0016 本实施例的保护电路采用电阻法， 油内不含水时， 呈现极高阻值状态， 如果油内掺 水， 随着油水比值的减小， 阻值也将明显减小。 本实施例研究所采用的潜水泵是一种常用的。

18、 说明书 2/4 页 4 CN 211573803 U 4 WQ系列潜水排污泵， 该潜水排污泵的电机轴上有两道轴封,分别为水封和油封。 水封损坏 后， 油腔内便会发生漏水。 当油封发生损坏后,水便流入电机绕组， 电机将会被烧坏。 因此需 要在潜水泵的泵油室里的电机端装设漏水检测探头,其材料为铜棒 （简称铜探头） ； 用密封 圈将铜探头固定在潜水泵的电机端盖中, 密封圈用于使铜探头与机壳绝缘和防止漏水。 铜 探头上的引出线引到外面的接线盒中。 电机工作时铜探头一直浸在油里,当泵油室中没有 漏水且全是油时,铜探头与潜水泵机壳之间呈现极高阻值状态 （潜水泵油腔中的油一般采 用的是5号或者10号机械油。

19、， 其阻值一般在10的13次方左右） 。 当密封件损坏时, 铜探头与 机壳的绝缘阻值便会随着油腔进水变小。 当铜探头与机壳的绝缘电阻下降至小于1M时, 本实施例的保护电路开始动作,切断潜水泵的供电电源， 并通过触发红色警报灯LED1。 在这 里， 高温保护电路可以也按照这个方法来设计， 水泵蜗壳的温度变化， 热敏电阻R8阻值也发 生变化。 当水泵蜗壳温度过热时 （温度超过50） ， 负系数热敏电阻R8减小至小于4K时， 保 护电路中的继电器K1动作， 切断潜水泵的供电电源， 并触发黄色警报灯LED2。 0017 本实施例的铜探头一端位于潜水泵的泵油室内， 铜探头另一端与潜水泵机壳之间 形成电阻。

20、R4， 如图1所示， 本实施例的保护电路还包括电源电路、 电阻R1、 电阻R2、 电阻R3、 电 阻R5、 电阻R6、 电阻R7、 热敏电阻R8、 第一电压比较电路、 第二电压比较电路、 继电器K1、 三极 管Q1、 三极管Q2、 发光二极管LED1和发光二极管LED2， 其中热敏电阻R8为用于反应水泵蜗壳 温度变化的热敏电阻， 所述电源电路同时与电阻R1、 电阻R3、 电阻R5和电阻R6一端连接， 电 阻R1另一端同时与电阻R2一端和第一电压比较电路连接， 电阻R3另一端同时与电阻R4一端 和第一电压比较电路连接， 电阻R5另一端同时与电阻R7一端和第二电压比较电路连接， 电 阻R6另一端同。

21、时与电阻R8一端和第二电压比较电路连接， 所述第一电压比较电路的输出端 与三极管Q1的基极连接， 三极管Q1的集电极与继电器K1的线圈一端连接， 三极管Q1的发射 极与发光二极管LED1的正极连接， 所述第二电压比较电路的输出端与三极管Q2的基极连 接， 三极管Q2的集电极与继电器K1的线圈一端连接， 三极管Q2的发射极与发光二极管LED2 的正极连接， 继电器K1的线圈另一端连接电源电路， 继电器K1的常闭触电串联在潜水泵的 供电电源的电路中。 0018 如图1所示， 其中电源电路包括220V交流电源、 保险丝U1、 变压器T1、 整流桥D1、 滤 波电容C1、 滤波电容C2、 稳压芯片U2。

22、， 所述220V交流电源的一端通过保险丝U1与变压器T1原 边一端连接， 220V交流电源的另一端与变压器T1原边另一端连接， 变压器T1副边的两端同 时与整流桥D1连接， 整流桥D1同时与滤波电容C1一端、 滤波电容C2一端、 稳压芯片U2的引脚 1和继电器K1的线圈一端连接， 稳压芯片U2的引脚3同时与电阻R1、 电阻R3、 电阻R5和电阻R6 一端连接， 稳压芯片U2的引脚2、 滤波电容C1另一端、 滤波电容C2另一端、 发光二极管LED1负 极、 发光二极管LED2负极、 电阻R2一端、 电阻R4一端、 电阻R7一端和热敏电阻R8一端均连接 地线。 其中稳压芯片U2采用LM7805。 。

23、0019 如图1所示， 其中第一电压比较电路包括芯片LM393、 电阻R11、 电阻R12和电阻R9； 所述电阻R1的一端与电阻R11一端连接， 电阻R11另一端与芯片LM393的引脚3连接， 电阻R3 的一端与电阻R12一端连接， 电阻R12另一端与芯片LM393的引脚2连接， 芯片LM393的引脚1 同时与电阻R9一端和三极管Q1的基极连接， 电阻R9另一端与稳压芯片U2的引脚3连接。 0020 如图1所示， 其中第二电压比较电路包括芯片LM393、 电阻R13、 电阻R14和电阻R10； 所述电阻R5的一端与电阻R13一端连接， 电阻R13另一端与芯片LM393的引脚5连接， 电阻R6 。

24、说明书 3/4 页 5 CN 211573803 U 5 的一端与电阻R14一端连接， 电阻R14另一端与芯片LM393的引脚6连接， 芯片LM393的引脚7 同时与电阻R10一端和三极管Q2的基极连接， 电阻R10另一端与稳压芯片U2的引脚3连接， 所 述芯片LM393的引脚8与稳压芯片U2的引脚3连接， 所述芯片LM393的引脚4与地线连接。 0021 本实施例的保护电路还包括电容C3和电容C4， 所述电容C3一端与三极管Q1的基极 连接， 另一端连接地线， 所述电容C4一端与三极管Q2的基极连接， 另一端连接地线。 0022 图1中V1为220V交流电源； U1为保险丝， 防止电机过载；。

25、 T1为变压器， 使电压降低到 合适的范围； D1为整流桥， 使交流变为直流； C1、 C2为有极性的滤波电容， 起滤波作用； U2为 稳压元件LM7805， 将电压稳定在某一数值。 0023 图1中K1为继电器， 用于漏水或高温时断开潜水泵供电电源； LED1、 LED2为发光二 极管分别发出漏水红色警报和高温黄色警报； Q1、 Q2为NPN三极管， 当基极输入高电压时， 该 支路导通， 发光二极管通电发光， 输入低电压时， 该支路不导通； R4为铜探头与机壳之间的 电阻， R8为反映温度变化的热敏电阻； U3A、 U3B为电压比较元件LM393， 当LM393的3端的电压 大于2端的电压时。

26、， 输出一个高电平， 作用于三极管Q1的基极； 同样地， 当5端电压大于6端电 压时， 也输出高电平， 作用于三极管Q2的基极。 R9、 R10分别为U3A、 U3B的上拉电阻， LM393是 集电极开路输出的， 必须要加上拉电阻， 才能输出高电平； 电容C3、 C4起滤波作用； 电阻R11、 R12、 R13、 R14用于限制输入电压比较元件的电流。 0024 本实施例中的电阻R2、 R7的作用相当于电阻R4与R8的标准电阻。 在电阻R1与电阻 R2之间的节点、 电阻R3与电阻R4之间的节点接入一个电压比较元件LM393， 当潜水泵正常工 作油腔内没有漏水时， 电阻R4的阻值极高， 即电阻R。

27、3与电阻R4之间节点的电压远大于电阻 R1与电阻R2之间节点的电压。 一旦漏水之后， 电阻R4的阻值慢慢减少， 当其阻值下降至小于 1M时， 电阻R1与电阻R2之间节点的电压便开始大于电阻R3与电阻R4之间节点的电压， 此 时， 立即使继电器K1动作， 连接在潜水泵电源线中的常闭触点断开， 潜水泵的电机停转， 同 时通过LED1发出红色警报， 通知工作人员。 同理， 在电阻R5与电阻R7之间的节点、 电阻R6与 电阻R8之间的节点处也接入一个电压比较元件LM393， 随着温度升高， 热敏电阻R8阻值下降 至小于4K时， 继电器K1动作， 连接在潜水泵电源线中的常闭触点断开 （断开潜水泵供电电 。

28、源） ， 潜水泵的电机停转， 同时通过LED2发出黄色警报。 0025 考虑到潜水泵一般连接到220V的交流电源上， 故本实施例的电源电路使用220V的 交流电源， 因此在电源电路中还需要有变压器T1， 整流桥D1。 为了得到相对恒定的直流电 压， 电路中还需要有滤波元件C1、 C2和稳压元件U2。 0026 本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式， 本实用新型的保护范围以权 利要求书为准， 任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、 变形、 改进均落入 本实用新型的保护范围。 说明书 4/4 页 6 CN 211573803 U 6 图1 说明书附图 1/1 页 7 CN 211573803 U 7 。