本文来自电子发烧友网,作者/黄山明。
近段时期,国内许多地方正处于暴雨台风频发的季节,家庭中可能带来水浸的隐患。尤其在台风来临时,可能导致室内出现严重内涝,不仅影响到人们的工作与生活环境,会可能导致配电房、地外地区等场景受损,进而影响到人们的财产安全与人身安全。因此,一个好的水浸传感器成为当下智慧安防中不可或缺的重要一环。
水浸传感器的发展
水浸传感器的发展历史可以追溯到上世纪60年代,当时第一个硅微压力传感器问世,开创了MEMS技术的先河,也是MEMS微传感器的起始点。到了80年代,智能传感器开始以微处理器为核心,把传感器信号调节电路、微计算机、存贮器及接口集成到一块芯片上,这时也开始逐渐将MEMS传感器应用在水浸检测上。
随着技术发展,水浸传感器开始广泛应用于卫生间、地下室、水箱、机房、水路、水塔、水窖、水池、游泳池、水房、太阳能等一切储水设备及需要知道漏水或者溢水的地方。作用便是检测环境内水浸状态,并发出告警信号,避免造成重大损失及危害。
如果从应用场景来划分,水浸传感器可以分为两类,一种是接触式水浸传感器,另一种是非接触式水浸传感器。
按照检测水位位置的不同,可分为贴合式水位传感器、悬挂式水位传感器、浮球式水位传感器等。其中,贴合式水位传感器适用于对水位的整个变化进行观测;悬挂式水位传感器则适用于监测水的深度,在测量底水位差变化时较为可靠;而浮球式水位传感器则是利用浮标来根据水的涨落来检查水位。此外,还有一些水浸传感器可以分为数字式和模拟式,数字式的传感器具有高精度,但价格相对较高,而模拟式的传感器则更为便宜。
按传输方式来区别的话,水浸传感器分为有线传输和无线传输,无线传输的水浸传感器也被称为无线水浸传感器或无线漏水传感器。
还有按照功能区别的水浸传感器,可以分为定位式和非定位式两种。非定位漏水检测系统只能检测判断是否发生了漏水,而定位漏水检测系统不仅能够检测判断是否发生漏水,还能够检测到具体泄漏的地点。
水浸传感器的工作原理
水浸传感器的工作原理并不复杂,通常由感测元件与信号处理单元组成。该传感器通过感测元件对周围环境进行检测,当周围环境中水位高过传感器敏感部分时,传感器会产生信号,信号会被传输到信号处理单元,最终被转为数字信号或模拟信号。这样,用户就能通过检测到的信号来判断周围木环境中水的存在、位置及水位高低。
以接触式水浸探测器为例,主要是利用液体导电原理进行检测,正常工作时,两极探头被空气绝缘,在浸水状态下探头导通,传感器输出干接点信号,即产生告警信号。
而非接触式水浸传感器则是通过超声波、红外线等技术来检测是否有水存在,主要利用光在不同介质截面的折射与反射原理进行检测。通常会在塑料半球内放置有LED和光电接收器,当探测器置于空气中时,因全反射,绝大部分LED光子被光电接收器接收;当靠近半球表面时,由于光的折射,光电接收器接收到的LED光子将会减少,从而输出也发生改变,适合于部署在一般腐蚀导电液体泄露地点。
在过去,传统的水浸传感器,采用有线传输的方式,优点是稳定耐用,缺点则是需要留有空间进行复杂的布线,且传输距离有限。想要满足不同场景下的漏水监测需求,无线水浸传感器开始逐渐普及,其常用的传输方式有Lora无线水浸传感器和NB-IoT无线水浸传感器。
相比传统的水位检测手段,水浸传感器可实时控制和测量水位,监控系统可与其它设备快速通讯,对水位的快速变化做出响应;并且精度较高,传感器测量水位的位移精度可达毫米级,甚至可以设置为1毫米即触发警报,相对于传统的手动观测方法更加准确。
产品本身小巧轻便、易于安装,以及可以无线传输数据,具有极高的便携性和灵活性。未来水浸传感器还将继续向着高精度、低功耗、小型化和集成化、具备数据处理能力等方向进行提升。
小结
在日常生活中,家庭、工作、仓库等许多场景都有可能会遇到因为漏水侵蚀而导致重大损失,而这些场景大多时候即便发生漏水情况也很难发现。水浸传感器可以及时检测到当下的漏水情况,以及具体位置,帮助人们尽早发现,及时维修,挽回损失,已经成为生活中不可缺少的重要产品。