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摘 要

潜水泵是一种用途十分广泛的水处理工具。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的身影。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尤为重要。

本文研究一种潜水泵的漏水保护器，一旦密封损坏，发生漏水，就能及时报警和切断电源。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，所以根据此点可以设计出一个能检测油腔阻值变化的电路。接着，应用Multisim软件对这一电路进行仿真测试，以此来确定电路中各元件的最佳参数值。然后,再应用Altium Designer软件搭建出这一电路的原理图，再生成PCB图，根据PCB图的布线规则对各元件进行排版和布线。最后根据PCB图和原理图制作出相应的电路板，并将各元件焊接到电路板中。

关键字: 潜水泵 保护 仿真 PCB

Design and implementation of submersible pump protection

Abstract

Submersible pump is a remarkably versatile tool for water treatment. With the development and improvement of hot and cold processing technology level, sealing technology, materials science, control and protection technology, submersible pump has been rapid developed. Now, the figure of the submersible pump can be seen easily in agricultural production and in the processing industry. As we all know submersible pump is working in the water，the leakage of water may damage the submersible pump motor. Therefore, submersible pump seals and leakage detection and protection is particularly important.

According to this situation, we research a kind of submerged pump leakage protection. Once the seal is broken, the occurrence of leakage can be timely alarm and the power will be cut off. First, when the oil chamber of submersible pump leak, the resistance of oil chamber will gradually decline from a high value. Based on this point, we can design a circuit to detect the change in resistance of the oil chamber. Second, in order to determine the optimum parameter values ​​for each circuit element, we apply Multisim to simulate and test this circuit. Third, apply Altium Designer to build a schematic diagram of this circuit and then generate the PCB diagram. Next, layout and route each element according to rules of PCB wiring diagram. Finally, produce a corresponding circuit board according to the PCB diagram and schematic diagram and solder various components to the circuit board.

Keywords: submersible pump Protection Simulation PCB

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 潜水泵介绍 1

1.2 潜水泵的保护 1

1.3 漏水检测技术在国内外的研究现状 3

第二章 潜水泵的工作原理 5

2.1 潜水泵的构成及其主要特点 5

2.1.1潜水泵的构成 5

2.1.2潜水泵的主要特点 6

2.2 潜水泵的类型及其工作原理 6

第三章 漏水保护电路的设计 8

3.1机械密封的失效 8

3.1.1机械密封介绍 8

3.1.2机械密封的泄漏 9

3.1.3机械密封的磨损 9

3.2漏水检测的方法 10

3.2.1漏水检测的几种方法 10

3.2.2本文采用的漏水检测方法 12

3.3设计漏水保护电路 14

第四章 电路的仿真及参数的确定 17

4.1 Multisim软件简介 17

4.2 电路中涉及的重要元件介绍 18

4.2.1 LM7805介绍 18

4.2.2 LM393介绍 20

4.3 漏水保护电路的仿真 22

4.3.1仿真电路元件的选用及参数设置 22

4.3.2电路仿真 22

第五章 电路板的制作 26

5.1 Altium Designer软件介绍 26

5.2 漏水保护电路原理图的搭建 26

5.3 漏水保护电路PCB图的制作 29

5.3.1 PCB介绍 29

5.3.2PCB图的制作 29

5.4电路板制作 30

第六章 总结 32

参考文献 33

致谢 36

第一章 绪论

1.1 潜水泵介绍

潜水泵是一种重要的水处理工具，其设计安装较为简单，流量较大，外界因素对泵的运行干扰小,具有较强的环境适应能力,适合于不同类型流体介质的运输工作，并且噪声低、使用方便，从而在农业排灌上、城乡居民用水上、工业水循环上、建设施工排水上都得到了广泛的应用。近年来，潜水泵发展迅速，也向大型化发展。

潜水泵首先在国外发展起来，早在1904年，美国的布朗.杰克逊公司就成功的设计并制造了卧式连接的潜水泵和相应的电动机，已经用于代替深井泵。二十世纪30年代潜水泵慢慢的开始在灌溉、市政工程、给水工业中得到应用，不久便在世界各国得到了普遍的发展。潜水泵在美国、日本、中国等国家发展较快。比如在80年代，日本、美国的潜水泵生产量便达到了泵的总产量50%左右。国外有很多著名的生产潜水泵公司，如日本的荏原公司，瑞典的FLYGT和ABS公司，丹麦的格兰窗泵集团和瑞士的苏尔商泵公司等^[1]。我国在二十世纪50年代初开始发展潜水泵，上海江宁电机厂在1958年成功研制的潜水电泵揭开了我国潜水泵发展的序幕。我国的潜水泵生产企业主要有：杭州潜水泵厂、上海第一水泵厂、沈阳潜水电泵公司、广州市第一水泵公司、天津潜水电泵公司等。我国已经拥有了强大的潜水泵生产能力，并且，有些企业为了满足市场的需求还生产一些非标产品，比如螺旋式潜水泵、轴流潜水泵、湖区排水用泥流潜水泵等等，这些基本满足了各种用户的需求^[2]。

1.2 潜水泵的保护

由于潜水泵在各种领域中的应用越来越广泛，在许多重要的工位中取代了普通的离心泵，再加上潜水泵的功能越来越多样化，这使得对潜水泵的保护的要求不断提升。对于应用在泵站、矿区排水、洪涝排放等重要工位的大型潜水泵来说，保护显得尤为重要，因为潜水泵一旦出现故障，就将会对生产生活造成重大的经济损失及不便。

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