СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ВОДЫ
WATER LEVEL INDICATOR

Область техники
Данное изобретение относится к устройствам для контроля уровня жидкостей и может быть использовано для сигнализации о заполнении емкостей жидкостями.
Уровень техники
Переполнение ванны водой может нанести значительный ущерб как собственному имуществу, так и имуществу соседей. Данную проблему пытались решить путем установки дополнительного отверстия для слива излишней воды у верхнего края ванны. Однако такой способ решения является не эффективным, поскольку данный дополнительный слив не всегда способен справиться с большим объемом воды, что приводит к ее переливу через края ванны. В современных ванных на месте данного отверстия находится рычаг, который открывает слив, расположенный внизу. То есть дополнительное отверстие для слива отсутствует вовсе.
Из уровня техники известны решения, которые позволяют контролировать заданный уровень воды. Например, известен электрохимический датчик аварийного уровня морской воды (см. патент RU 82186 U1 от 20.04.2009), содержащий корпус из диэлектрического материала и два электрода, размещенных в корпусе, при этом, в качестве одного из электродов взят металл, а в качестве другого взят газодиффузионный воздушных электрод, которые образуют при этом воздушно-металлическую электрохимическую систему. Работает он следующим образом: при уровне воды ниже аварийного, она поступает в датчик только через нижнее отверстие, не касаясь воздушного электрода, поэтому датчик не вступает в работу. При дальнейшем поступлении воды через нижнее отверстие и подъеме уровня воды до аварийного, она омывает наружную поверхность воздушного электрода и датчик сразу генерирует ЭДС, являющуюся сигналом об аварийности. При дальнейшем поступлении воды до уровня выше, датчик оказывается под водой, но он продолжает вырабатывать ЭДС, продолжая сигнализировать об аварийной ситуации. При снижении уровня воды ниже аварийного, она тут же стекает из датчика и ЭДС перестает вырабатываться.
Недостатком данного варианта решения проблемы может являться громкий сигнал, который издает сам датчик, что не позволяет использовать его в бытовых целях.
Кроме того, известны решения, основанные на поплавковом замыкающем элементе. Например, известен датчик уровня воды (см. патент GB 2368912 от 27.12.2000), содержащий основание для установки в ванную, выступающий из основания рычаг, поплавок, установленный на рычаге и перемещаемый по его осевой длине, сигнал генератор для генерации визуального или звукового сигнала и средство для приведения в действие генератора сигнала, когда поплавок перемещается в заданную точку вдоль рычага. Поплавок или упор имеет переключатель, основанный на эффекте Холла, при этом другой из них содержит магнит для приведения в действие переключателя на эффекте Холла. В других вариантах осуществления изобретения генератор сигналов не включен в поплавок, а скорее связан с упором. В пределах возможностей данного устройства имеется ретранслятор, повторяющий сигнал в удаленном месте. Это удаленное место может быть единственным местом, в котором сигнал может быть обнаружен людьми без посторонней помощи. Например, генератор сигналов может генерировать радиосигнал малой мощности. Устройство работает следующим образом: при наборе воды поплавок поднимается по рычагу вверх, как только поплавок упирается в упор или достигает заданного расстояния до упора, генерируется сигнал, оповещающий о достижении заданного уровня воды.
К недостаткам данного типа устройств можно отнести вероятность того, что поплавок может застрять на рычаге при подъеме из-за его повреждений или, например, заклинивания механизма. Это снижает уровень надежность используемого устройства.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому техническому результату является сигнализатор уровня воды в ванной (см. Сигнализатор уровня воды в ванной - [публикация от 28.03.2010], найдено в http://radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=818), выполненном с применением детского звукового брелока для ключей путем припая перемычки к любой из звуковых кнопок. Датчик уровня воды крепится в удобном месте ванны и представляет собой две параллельные металлические пластины 5×10 мм на расстоянии 10 мм друг от друга, расположенные внутри пластиковой трубки. Перед заполнением ванны водою, включают выключатель S1. Когда вода достигнет датчика, начнет звучать брелок. Остается лишь отключить устройство и убедится в наполнении ванной до нужного уровня. Брелок и батарейный отсек помещают в один корпус, размещают в коридоре квартиры и соединяют парой проводов с датчиком.
Недостатком данного технического решения является его ненадежность и неудобство использования. Кроме того, в описании отсутствует информация о том, как крепится датчик в ванную. Также динамик данного устройства обладает малой мощностью, что не позволяет получить достаточную громкость звукового сигнала.
Стоит также отметить, что из уровня техники известно, что реле контроля уровня жидкости хорошо решает задачи автоматизации, связанные с регулированием уровня, защиты от перелива различных емкостей, а также защиты насосного оборудования от холостого хода (см. Реле уровня, найдено в https://hi-ip.com/index.php?route=product/category&=61_88). Система контроля уровня, с использованием данного типа приборов, состоит из самого реле и чувствительного элемента - зонда, погруженного в емкость. Между зондом и стенкой емкости находится пустое пространство, заполненное воздухом. Когда уровень электропроводящей жидкости достигнет зонда - контакт между стенкой емкости и зондом замыкается, что ведет к переключению реле. Такая система представляет собой кондуктометрический сигнализатор уровня.
Основными отличительными характеристиками заявляемого устройства являются:
1. Наличие браслета, на который поступает сигнал (звуковой и вибросигнал) о достижении заданного уровня воды в ванной. Это дает возможность пользователю спокойно заниматься своими делами, не прислушиваясь к сигналам от датчика в ванной или в коридоре, как предполагается в прототипе. Это повышает удобство использования заявляемого устройства.
2. Возможность отслеживания температуры набранной воды, что в свою очередь является весьма полезной функцией, например, при купания грудных детей, для которых необходима определенная температура воды. Наличие данного датчика температуры в заявляемом устройстве исключает необходимость использования дополнительных измерительных устройств при приеме ванны.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание сигнализатора, позволяющего предупреждать о наполнении воды до нужного уровня, а также измерять температуру набранной воды.
Техническим результатом изобретения является повышение удобства и надежности системы контроля уровня воды.
Поставленная задача и технический результат достигается тем, что создают сигнализатор уровня воды, состоящий из двух элементов: Элемент 1, представляющий собой браслет-приемник, состоящий из ремешка 1 и корпуса 2, в котором расположены аккумуляторная батарея АКБ 3, заряжаемая от магнитного контакта 4, к АКБ присоединена кнопка включения 5, при нажатии на которую загорается светодиод 6 и от АКБ 3 подается питание на радио приемник 7, который соединен с антенной 8, с помощью чего улавливается сигнал от передатчика, расположенного на Элементе 2, при этом радио приемник 7 соединен с вибро- 9 и пьезо-10 механизмами, которые подают звуковой и вибросигналы при поступлении сигнала от передатчика с Элемента 2 на антенну 8; Элемент 2, представляющий собой передатчик, состоящий из корпуса 11, в котором расположены аккумуляторная батарея АКБ 12, заряжаемая от магнитного контакта 13, к АКБ присоединена кнопка включения 14, при нажатии на которую подается питание на плату температуры со встроенным дисплеем, что в свою очередь включает дисплей 15 и приводит датчик температуры 16 в рабочее состояние. Кроме того, при включении кнопки 14 с плюса аккумуляторной батареи АКБ 12 подается питание на радио-Реле 17. На проводе, который идет от минуса аккумуляторной батареи АКБ 12 на радио-Реле 17, в разрыв провода установлены контакты 18, которые при погружении в воду замыкаются и пропускают ток от аккумуляторной батарей АКБ 12 на радио-Реле 17 через транзистор 21, что в свою очередь приводит к срабатыванию системы радио-Реле 17, которая через антенну 19 подает сигнал на антенну 8 в Элементе 1, при этом на дисплее 15 показывается текущая температура жидкости, определяемая с помощью датчика 16. Заряд аккумуляторных батарей АКБ 3 и 12 осуществляется через зарядную базу, представляющую собой корпус 21, содержащий магнитный контакт 23, плату заряда АКБ 24, вход 25 для зарядного кабеля и зарядный кабель 26. Элемент 2 крепится на ванну с помощью магнита или присоски 20.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими рисунками.
На фиг. 1 изображен вид устройства в разрезе, состоящий из Элемента 1 (браслет-приемник), где:
1 - браслет;
2 - корпус;
3 - аккумуляторная батарея АКБ;
4 - магнитный контакт;
5 - кнопка включения Элемента;
6 - светодиод;
7 - радио приемник;
8 - антенна;
9 - вибросигнал;
10 - звуковой сигнал;
и Элемента 2 (передатчика), где:
11 - корпус;
12 - аккумуляторная батарея АКБ;
13 - магнитный контакт;
14 - кнопка включения;
15 - дисплей для отображения температуры;
16 - датчик температуры;
17 - радио-Реле;
18 - контакты (замыкающие на воду);
19 - антена;
20 - крепеж Элемента 2 на ванную;
21 - транзистор.
На фиг. 2 изображен вид зарядной базы в разрезе, где:
22 - корпус;
23 - магнитные контакты;
24 - плата заряда АКБ;
25 - вход для зарядного кабеля;
26 - зарядный кабель.
Осуществление изобретения
В данном разделе описания будет приведен наиболее предпочтительный вариант осуществления изобретения, который тем не менее, не ограничивает другие возможные варианты осуществления явным образом следующие из материалов заявки и понятные специалисту.
Заявляемое устройство состоит из двух элементов и зарядной базы. Основной элемент - это передатчик, который устанавливается в ванную. Установка происходит с помощью встроенных магнитов в корпус или присоске, в зависимости от типа ванны. Второй элемент - это приемник, на который поступает сигнал, когда ванна набирается до нужного уровня. Вид сигнала может быть разный: звуковой, световой, вибро. Третий элемент - это зарядная база. Она служит, как для зарядки устройств (в базу встроена магнитная зарядка), так и для его хранения.
Подробное описание работы устройства.
Включают Элемент 2 путем нажатия на кнопку 14. Далее устанавливают его в ванну с помощью крепежа 20. При выборе высоты установки Элемента 2 ориентируются на контакты 18, которые должны располагаться на границе с необходимым уровнем жидкости. Включают воду в ванне. Затем надевают браслет - Элемент 1, и включают его при помощи кнопки 5. При этом должен загореться индикаторные светодиод 6, показывая тем самым рабочее состояние. Кроме того, при нажатии на кнопку 5 подается питание с аккумуляторной батареи АКБ 3 на радио приемник 7, что приводит к его активации. Как только вода достигает контактов 18, цепь замыкается между АКБ 12 и радио-Реле 17. После чего радио-Реле 17 на Элементе 2 подает сигнал на радио приемник 7 на Элементе 1, который в свою очередь при поступлении на него сигнала активизирует звуковой 9 и вибро 10 сигналы. Таким образом пользователь узнает, что вода набралась до заданного уровня и выключает воду.
Также Элемент 2 за счет установленного в нем датчика температуры 16 собирает информацию о температуре воды, которую можно увидеть на дисплее 15.
Для зарядки Элементов 1 и 2 используют Элемент 3. Для этого берут кабель 26, один конец которого соединяют со входом для зарядки 25 зарядной базы, а второй с розеткой 220V. Для зарядки Элемента 1 соединяют магнитный контакт 4 с магнитным контактом 23 зарядной базы. Для зарядки Элемента 2 соединяют магнитный контакт 13 с магнитным контактом 23 зарядной базы.