本发明属于液位报警的技术领域，具体涉及一种适用于废液收集器的多通道液位报警装置。
背景技术：
实验产生大量废液一般都是有毒有害的，不能随意倾倒，常见的就是分门别类的排入废液收集瓶里，若未及时更换已满的废液瓶，导致废液溢出，存在一定的安全隐患，因此有必要及时警报，以备不患。
现有的废液收集液位报警，只有单纯的报警功能，在报警后更换废液桶时，正在进行中的实验不得不停止。另外在实际操作中还存在一些其他问题，例如对于电源，用户有可能会接反导致装置不工作，对于传输传感器信号的线在工作时未连接好，导致报警器识别不到液位信号，等等，这些问题都会造成用户的使用困扰，因此有必要进行改进。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提出一种智能多通道废液液位声光报警装置，在保证报警信号正常的情况下可不中断实验进行更换废液收集瓶。
本发明的具体方案包括：
一种智能多通道废液液位声光报警装置，包括报警器、若干液位信息收集部、废液通道转换部；所述液位信息收集部为瓶盖状，对应废液收集瓶的瓶口，所述瓶盖状液位信息收集部集成了液位传感器和排液管道，所述液位传感器电连接报警器，所述排液管道连接废液通道转换部；所述废液通道转换部的输入端连接废液排出管道，各输出端分别与一个液位信息收集部的排液管道连通；所述报警器电连接所述废液通道转换部的控制器，根据液位传感器的信息向废液通道转换部的控制器输出控制信号，并根据液位传感器的信息发出声光报警。
进一步的，所述瓶盖状液位信息收集部包括内套和外盖；
所述内套为圆柱体状，沿轴心方向开设有贯穿的传感器管道孔和排液管道孔，所述排液管道设置在所述排液管道孔中，所述传感器管道孔中安装传感器管道，所述传感器管道内置单刀双掷/常开常闭干簧管的液位传感器和带磁性红绿指示棒的液位浮子，所述液位浮子对液位传感器产生作用的位置根据所需要的液位告警阈值设定；所述传感器管道孔的孔壁开设有横向的走线孔，用于通过信号线连接所述报警器；在走线孔位置的下方，所述内套的外围还设有一圈限位环；
所述外盖为帽状，帽体的直径与所述限位环的直径对应，帽顶开有通孔，用于所述内套的圆柱体部分穿过，开孔后帽顶所余的圆环与所述限位环对应；所述帽檐设有固定孔，用于将外盖固定在废液收集瓶上。
更进一步的，所述传感器管道延伸出所述内套，安装三色指示灯，所述三色指示灯的信号线通过所述走线孔连接所述报警器。
更进一步的，所述内套沿轴心方向还开设有贯穿的气体过滤孔，用于安装气体过滤器的连接件，所述连接件用于安装气体过滤器，设有与气体过滤孔和气体过滤器都连通的通气孔。
进一步的，所述废液通道转换部包括多通道电磁球阀和控制器，所述多通道电磁球阀的输入端连接废液排出管道，各输出端分别与一个液位信息收集部的排液管道连通；所述控制器电连接所述报警器，接收报警器的信号对多通道电磁球阀进行开关控制。
更进一步的，所述废液通道转换部包括电磁三通球阀和控制器。
进一步的，所述报警器设有mcu及其最小系统电路、led灯条驱动电路、蜂鸣器电路、继电器输出干触点电路、对应各液位传感器的高低液位信号采集电路；所述mcu及其最小系统电路连接并控制所述led灯条驱动电路、蜂鸣器电路、继电器输出干触点电路、对应各液位传感器的高低液位信号采集电路；所述高低液位信号采集电路采集液位传感器的信号，所述led灯条驱动电路驱动led灯闪烁，所述蜂鸣器电路驱动蜂鸣器，所述继电器输出干触点电路向废液通道转换部的控制器输出控制信号。
更进一步的，所述报警器还设有对应各液位信息收集部所安装三色指示灯的三色指示灯电路，连接所述mcu及其最小系统电路，用于驱动三色指示灯闪烁告警。
更进一步的，所述报警器的电源为交流ac110v-240v转直流dc24v1a的开关电源，电源电路依次设有防反接电路、过流保护电路、滤波电路、dc-dc隔离电路。
更进一步的，所述报警器还设有设置/消音按键电路，所述设置/消音按键电路连接所述mcu及其最小系统电路。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明在液位报警的同时，报警器新增开关信号输出，通过废液通道转换部的控制，在一个废液收集瓶将满报警时，关闭这个废液收集瓶的管路通道，同时打开另一个废液收集瓶的管路通道，因此在更换废液收集瓶时，就不需要停下正在进行的实验；
(2)本发明的液位信息收集部采用瓶盖状，并在瓶盖上面集成液位传感器和排液管道，在更换废液收集瓶时无需复杂操作，直接把瓶盖状的液位信息收集部固定在空的废液收集瓶上即可，操作便捷；
(3)本发明在声音报警的同时加入了灯光闪烁报警用以更直观的通知使用者；
(4)考虑到使用电源的安全性，本发明加入了防反接电路等安全电路；
(5)报警器的mcu及其最小系统电路通过高低液位信号采集电路连接液位传感器，可以在实验开始前查询传感器初始状态，及时发现传感器信号线松脱落等故障，避免了报警器失灵从而废液溢出危及安全。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的构成示意图；
图2为本发明实施例的瓶盖状液位信息收集部结构示意图；
图3为本发明实施例的液位信息收集部的内套和外盖的结构示意图；
图3(a)为内套结构示意图；
图3(b)为外盖结构示意图；
图4为本发明实施例的集成了排液管道和传感器管道、连接件的内套的结构示意图；
图5为本发明实施例的置于传感器管道内的带磁性红绿指示棒的液位浮子结构示意图；
图6为本发明实施例的报警器的电路原理框图；
图7为本发明实施例的mcu及其最小系统电路的电路示意图；
图8为本发明实施例的a通道高低液位信号采集电路的电路示意图；
图9为本发明实施例的b通道高低液位信号采集电路的电路示意图；
图10为本发明实施例的继电器输出干触点电路的电路示意图；
图11为本发明实施例的电源电路的电路示意图；
图12为本发明实施例的流程框图。
其中：
1、报警器；2、液位信息收集部；3、传感器管道；
4、排液管道；5、传感器管道孔；6、走线孔；
7、限位环；8、通孔；9、圆环；
10、固定孔；11、气体过滤孔；12、连接件；
13、通气孔；14、浮筒；15、带磁性红绿指示棒；
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明所述智能多通道废液液位声光报警装置，适用于多通道的废液液位报警以及废液收集瓶的更换，在本实施例中以双通道的废液液位声光报警装置的实际应用来对本发明进行具体说明。
如图1所示，智能双通道废液液位声光报警装置包括报警器1、两个液位信息收集部2(图中的a通道液位信息收集部和b通道液位信息收集部)、包括电磁三通球阀和控制器的废液通道转换部；所述液位信息收集部2为瓶盖状(参见图2)，对应废液收集瓶的瓶口，所述瓶盖状液位信息收集部2集成了液位传感器和排液管道4，所述液位传感器电连接报警器1，所述排液管道4连接电磁三通球阀的输出端；所述电磁三通球阀的输入端连接废液排出管道，各输出端分别与一个液位信息收集部2的排液管道4连通；所述报警器1电连接所述球阀控制器，根据液位传感器的信息向球阀控制器输出控制信号，报警器1内还设有led灯条和蜂鸣器，可根据液位传感器的信息发出声光报警。
如图2、3(a)、3(b)、4、5所示为所述瓶盖状液位信息收集部2的结构，包括内套和外盖，图2是瓶盖状液位信息收集部以及与之线路相连的报警器1，图3(a)是含有排液管道4的内套结构图(不含传感器管道3，可看到传感器管道孔5)，图3(b)是外盖的结构图；
如图3(a)所示，所述内套为圆柱体状，沿轴心方向开设有贯穿的传感器管道孔5、气体过滤孔11和排液管道孔，所述排液管道4设置在所述排液管道孔中，所述传感器管道孔5用于安装传感器管道3，如图2和图4中所示的传感器管道3，下方设有浮筒套；所述传感器管道3内置单刀双掷/常开常闭干簧管的液位传感器和带磁性红绿指示棒的液位浮子；如图5所示，所述带磁性红绿指示棒的液位浮子包括相互连接的浮筒14和带磁性红绿指示棒15，所述带磁性红绿指示棒15深入所述传感器管道3中，所述浮筒14在传感器管道3下方的浮筒套中；所述液位浮子对液位传感器产生作用的位置根据所需要的液位告警阈值设定，本实施例中设置阈值为90％，当废液超过90％之后瓶盖上的液位浮子连同磁性指示棒上浮，当磁性指示棒靠近液位传感器时，液位传感器发生动作常开变常闭，常闭变常开，再把该信号传递到报警器1；所述传感器管道孔5的孔壁开设有横向的走线孔6，用于将液位传感器的信号线穿出连接所述报警器1；在走线孔6位置的下方，所述内套的外围还设有一圈限位环7；
如图3(b)所示，所述外盖为帽状，帽体的直径与所述限位环7的直径相对应，略大于限位环7的直径，可容纳限位环7进入帽体；帽顶开有通孔8，用于所述内套的圆柱体部分穿过，开通孔8后帽顶所余的圆环9与所述限位环7对应；限位环7进入帽体后被圆环8挡住无法通过；帽檐设有固定孔10，用于将外盖固定在废液收集瓶上；
如图4所示，内套集成了传感器管道3、排液管道4，连接件12，连接件12上设有通气孔13，通气孔13同时连通气体过滤孔11和安装在连接件12上的气体过滤器，当废液散发有害气体时，可通过气体过滤器过滤后散发出去，不会影响废液收集瓶的空间，也不会造成危害。
所述传感器管道3还可延伸出所述内套，延伸部分用于安装三色指示灯，所述三色指示灯的信号线通过所述走线孔6连接所述报警器1。
如图6所示，本发明的报警器1的主板上设有mcu及其最小系统电路、led灯条驱动电路、蜂鸣器电路、继电器输出干触点电路、对应各液位传感器的高低液位信号采集电路、对应各液位信息收集部所安装三色指示灯的三色指示灯电路、设置/消音按键电路；所述mcu及其最小系统电路连接并控制所述led灯条驱动电路、蜂鸣器电路、继电器输出干触点电路、对应各液位传感器的高低液位信号采集电路、对应各液位信息收集部所安装三色指示灯的三色指示灯电路、设置/消音按键电路；所述报警器1主板的电源为交流ac110v-240v转直流dc24v1a的开关电源，电源电路依次设有防反接电路、过流保护电路、滤波电路、dc-dc隔离电路。
如图7所示为mcu及其最小系统电路，在整体电路结构中充当大脑的角色，识别用户输入的指令(按钮)/处理传感器信号的接收和处理，同时输出信号给各驱动电路。
如图8、9所示为a通道高低液位信号采集电路和b通道高低液位信号采集电路,分别连接a、b通道液位信息收集部的液位传感器,接收液位传感器信号，a通道高低液位信号采集电路连接mcu及其最小系统电路的p2.0/a8脚和p2.1/a9脚，b通道高低液位信号采集电路连接mcu及其最小系统电路的p2.2/a10脚和p2.3/a11脚。
以a通道为例说明信号采集电路运行原理：
当液位处于正常值时a通道高低液位信号采集电路中cha的2、3脚导通，1、3脚断开；此时p21输出高电平信号，因为cha的1、3脚断开，使得1脚的电位一直在33v左右，此时u10光耦的一次侧与地之间构不成回路所以光耦u10不动作，所以p21输出高电平信号。与此同时p20输出低电平信号，因为2、3脚接通，使得2脚的电位被拉低到0v。此时u12光耦的一次侧经过c31和l10的滤波回到地。从而构成回路，使得光耦u12发生动作，此时b点电位被拉低，所以p20输出低电平信号。
当发生报警时：cha的1、3脚导通，1、2脚断开：此时p21输出低电平信号，因为cha的1、3脚接通使得1脚电位被拉低到0v，此时光耦u10一次侧被接通。使得a点电位被拉低。从而p21输出低电平信号给单片机判断触发溢出报警。与此同时p20输出高电平信号，因为2、3脚断开。使得u12光耦一次侧与地构不成回路。所以b点位高电位，即p20为高电平信号。
信号采集电路功能说明：把液位传感器的两路信号转换为两路高低电平信号传递给单片机判断此时的液位情况。情况如下表所示
信号采集电路结构：信号端采用电容防止传感器信号端与地之间产生的电压突变(浪涌电压)和电感防止电流突变产生的浪涌电流。瞬态抑制二极管d17/d18能有效防止雷击对传感器造成损坏，使二极管两端电压不超过36v。二极管d13/d14在断开电源的时候能快速有效的释放掉存在电容c30/c31和电感l9/l10上的能量，使得更安全。
如图10所示为继电器输出干触点电路，当a、b通道中某一个液位传感器发生报警时，mcu及其最小系统电路从p0.4脚输出控制信号，使得该电路中继电器动作，从而向电磁三通球阀的球阀控制器产生信号，球阀控制器控制电磁三通球阀转换通道。
如图11所示为电源电路，依次设有防反接电路、过流保护电路、滤波电路、dc-dc隔离电路，所述防反接电路为整流桥mb6s，接通电源适配器后首先进入整流桥，使用户万一电源接反时产品仍能正常工作；在过流保护电路中，当浪涌大电流来临时，ptc1阻值会迅速增大保护后端电路的安全；在滤波电路中，采用π滤波电路，能够更好的滤除电源上的噪声干扰；在dc-dc隔离电路中采用降压隔离模块，有效减少前端的电源干扰传递到工作电路中。
除以上电路外，led灯条驱动电路使用锁存器将mcu的串行信号转换成并行信号输出给led灯条显示；三色指示灯电路通过mcu的两条信号线触发红灯/绿灯，都触发则是黄灯；蜂鸣器电路，mcu检测到其中一条通道的液位传感器报警后触发该电路工作；设置/消声按键电路采用104电容滤波。硬件滤除按键抖动产生的干扰信号。上拉后将信号传递给mcu。
本发明的使用过程如下：首先安装a、b两个通道的液位信息收集部2和废液收集瓶，将排液管道4安装在瓶盖状液位信息收集部2的所述内套的排液管道孔中，排液管道4上下均有延伸；将传感器管道3安装在所述内套的传感器管道孔5中，传感器管道3的上半部分内置单刀双掷/常开常闭干簧管的液位传感器，下半部分内置带磁性红绿指示棒的液位浮子；所述外盖扣在内套上，外盖的圆环9与内套的限位环7接触，内套的限位环7以上的部分(包括走线孔6)从外盖的通孔8中穿出显露在外；将瓶盖状液位信息收集部扣在空的废液收集瓶上，排液管道4向下延伸的部分以及传感器管道3的大半部分都伸入到废液收集瓶的内腔中，通过外盖的固定孔10与废液收集瓶瓶口固定，将外盖固定住，外盖的圆环9压住内套的限位环7，使内套也固定住。排液管道4向上延伸的部分连接电磁三通球阀的一个输出端的输出管，传感器管道3向上延伸部分安装三色指示灯，三色指示灯的信号线与液位控制器的信号线都通过走线孔6穿出连接报警器1，报警器1的输出信号线连接球阀控制器。
如图12为本发明工作的流程框图，在开始工作前先会进入预设程序，进行各通道的液位传感器的状态检测，可以及时发现传感器信号线松脱落等故障，避免导致报警器失灵从而废液溢出危及安全。本发明开始工作后，实验设备中的废液排出管道通过电磁三通球阀将废液排入到当前使用的a通道废液收集瓶中，当废液超过90％之后瓶盖上的液位浮子连同磁性指示棒上浮，当磁性指示棒靠近液位传感器时，液位传感器发生动作常开变常闭，常闭变常开，再把该信号传递到报警器1，通过a通道高低液位信号采集电路传递给mcu及其最小系统电路，mcu及其最小系统电路通过继电器输出干触点电路向电磁三通球阀的球阀控制器产生信号，球阀控制器控制电磁三通球阀转换通道，则废液排向b通道的废液收集瓶，不影响实验进度；同时报警器1上的led灯条、蜂鸣器，以及a通道的三色指示灯同时发出声光告警，提醒更换a通道的废液收集瓶，用户可以解开a通道的瓶盖状液位信息收集部2外盖固定孔10的固定，将瓶盖状液位信息收集部2从废液收集瓶脱离开，取走废液超过90％的废液收集瓶，换上空的废液收集瓶。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种智能多通道废液液位声光报警装置，其特征在于，包括报警器、若干液位信息收集部、废液通道转换部；所述液位信息收集部为瓶盖状，对应废液收集瓶的瓶口，所述瓶盖状液位信息收集部集成了液位传感器和排液管道，所述液位传感器电连接报警器，所述排液管道连接废液通道转换部；所述废液通道转换部的输入端连接废液排出管道，各输出端分别与一个液位信息收集部的排液管道连通；所述报警器电连接所述废液通道转换部的控制器，根据液位传感器的信息向废液通道转换部的控制器输出控制信号，并根据液位传感器的信息发出声光报警。
2.根据权利要求1所述的一种智能多通道废液液位声光报警装置，其特征在于，所述瓶盖状液位信息收集部包括内套和外盖；
所述内套为圆柱体状，沿轴心方向开设有贯穿的传感器管道孔和排液管道孔，所述排液管道设置在所述排液管道孔中，所述传感器管道孔中安装传感器管道，所述传感器管道内置单刀双掷/常开常闭干簧管的液位传感器和带磁性红绿指示棒的液位浮子，所述液位浮子对液位传感器产生作用的位置根据所需要的液位告警阈值设定；所述传感器管道孔的孔壁开设有横向的走线孔，用于通过信号线连接所述报警器；在走线孔位置的下方，所述内套的外围还设有一圈限位环；
所述外盖为帽状，帽体的直径与所述限位环的直径对应，帽顶开有通孔，用于所述内套的圆柱体部分穿过，开孔后帽顶所余的圆环与所述限位环对应；所述帽檐设有固定孔，用于将外盖固定在废液收集瓶上。
3.根据权利要求2所述的一种智能多通道废液液位声光报警装置，其特征在于，所述传感器管道延伸出所述内套，安装三色指示灯，所述三色指示灯的信号线通过所述走线孔连接所述报警器。
4.根据权利要求2所述的一种智能多通道废液液位声光报警装置，其特征在于，所述内套沿轴心方向还开设有贯穿的气体过滤孔，用于安装气体过滤器的连接件，所述连接件用于安装气体过滤器，设有与气体过滤孔和气体过滤器都连通的通气孔。
5.根据权利要求1所述的一种智能多通道废液液位声光报警装置，其特征在于，所述废液通道转换部包括多通道电磁球阀和控制器，所述多通道电磁球阀的输入端连接废液排出管道，各输出端分别与一个液位信息收集部的排液管道连通；所述控制器电连接所述报警器，接收报警器的信号对多通道电磁球阀进行开关控制。
6.根据权利要求4所述的一种智能多通道废液液位声光报警装置，其特征在于，所述废液通道转换部包括电磁三通球阀和控制器。
7.根据权利要求1所述的一种智能多通道废液液位声光报警装置，其特征在于，所述报警器设有mcu及其最小系统电路、led灯条驱动电路、蜂鸣器电路、继电器输出干触点电路、对应各液位传感器的高低液位信号采集电路；所述mcu及其最小系统电路连接并控制所述led灯条驱动电路、蜂鸣器电路、继电器输出干触点电路、对应各液位传感器的高低液位信号采集电路；所述高低液位信号采集电路采集液位传感器的信号，所述led灯条驱动电路驱动led灯闪烁，所述蜂鸣器电路驱动蜂鸣器，所述继电器输出干触点电路向废液通道转换部的控制器输出控制信号。
8.根据权利要求6所述的一种智能多通道废液液位声光报警装置，其特征在于，所述报警器还设有对应各液位信息收集部所安装三色指示灯的三色指示灯电路，连接所述mcu及其最小系统电路，用于驱动三色指示灯闪烁告警。
9.根据权利要求6所述的一种智能多通道废液液位声光报警装置，其特征在于，所述报警器的电源为交流ac110v-240v转直流dc24v1a的开关电源，电源电路依次设有防反接电路、过流保护电路、滤波电路、dc-dc隔离电路。
10.根据权利要求6所述的一种智能多通道废液液位声光报警装置，其特征在于，所述报警器还设有设置/消音按键电路，所述设置/消音按键电路连接所述mcu及其最小系统电路。
技术总结
本发明提供一种智能多通道废液液位声光报警装置，包括报警器、若干液位信息收集部、废液通道转换部；所述液位信息收集部为瓶盖状，对应废液收集瓶的瓶口，所述瓶盖状液位信息收集部集成了液位传感器和排液管道，所述液位传感器电连接报警器，所述排液管道连接废液通道转换部；所述报警器电连接所述废液通道转换部的控制器，根据液位传感器的信息向废液通道转换部的控制器输出控制信号，并根据液位传感器的信息发出声光报警。本发明在液位报警的同时，报警器新增开关信号输出，通过废液通道转换部的控制，在一个废液收集瓶将满报警时，关闭其管路通道，同时打开另一个废液收集瓶的管路通道，因此更换废液收集瓶时可不需要停下正在进行的实验。
技术研发人员：袁利军;潘旭烽;杨明浩;陈权洪
受保护的技术使用者：绍兴市科恩实验设备有限公司
技术研发日：.11.05
技术公布日：.02.28
