遠程多參數水質檢測設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種遠程多參數水質檢測設備，該設備包含：水質檢測電路，以及電路連接水質檢測電路輸入端的溶解性總固體值檢測器、溫度檢測器、PH值檢測器、濁度檢測系統；水質檢測電路輸出端通過無線網絡通信連接遠程終端，將水箱中飲用水的溶解性總固體值、PH值、濁度值、溫度上傳至遠程終端。本實用新型通過溶解性總固體值檢測器、PH值檢測器、濁度檢測系統、溫度檢測器檢測溶解性總固體值、PH值、濁度值、溫度，通過無線網絡上傳至遠程終端，實現遠程監控水質情況，便于提前對飲水設備的運行狀態做出預判，保障飲水設備的水質。
【專利說明】
遠程多參數水質檢測設備
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種直飲機參數檢測技術，具體涉及一種遠程多參數水質檢測設備。
【背景技術】
[0002]當下，人們的生活品質不斷提高，在一些家庭和辦公場所，都已經進行了直飲水設備的建設，但是目前大部分的直飲設備部不具備一個實時水質檢測，或者無法做到一個遠程監控水質情況。如果能夠遠程監控水質情況，就便于提前對飲水設備的運行狀態做出預判，提高整個設備的體驗。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提供一種遠程多參數水質檢測設備，能夠遠程檢測水質情況，便于提前對飲水設備的運行狀態做出預判，保障飲水設備的水質，同時便于飲水設備中的水箱改裝。
[0004]為實現上述目的，本實用新型提供一種遠程多參數水質檢測設備，其特點是，該設備包含:水質檢測電路，以及電路連接水質檢測電路輸入端的溶解性總固體值檢測器、溫度檢測器、PH值檢測器、濁度檢測系統；
[0005]上述溶解性總固體值檢測器接觸飲水設備水箱中的飲用水，檢測溶解性總固體值上傳至水質檢測電路；
[0006]上述PH值檢測器接觸飲水設備水箱中的飲用水，檢測PH值上傳至水質檢測電路；
[0007]上述濁度檢測系統照射飲水設備水箱中的飲用水并接收其散射光，檢測濁度值上傳至水質檢測電路；
[0008]上述溫度檢測器接觸飲水設備水箱中的飲用水，檢測溫度上傳至水質檢測電路，并對水質檢測電路接收的溶解性總固體值、PH值、濁度值進行溫度補償；
[0009]上述水質檢測電路輸出端通過無線網絡通信連接遠程終端，將水箱中飲用水的溶解性總固體值、PH值、濁度值、溫度上傳至遠程終端。
[0010]上述水質檢測設備還包含水質檢測機構，該水質檢測機構包含流通飲用水的水道，該水道設置于飲水設備的水箱中，水道的進水口對應連接水箱的進水口，水道的出水口對影連接水箱的出水口；溶解性總固體值檢測器、PH值檢測器、濁度檢測系統、溫度檢測器的檢測端設置于水質檢測機構的水道中。
[0011]上述水質檢測機構的水道包含依次水路連接的若干子水道，溶解性總固體值檢測器、PH值檢測器、濁度檢測系統、溫度檢測器的檢測端分別設置在各個子水道中。
[0012]上述水質檢測機構水道的進水口與出水口之間設有若干將水道分隔成若干子水道的隔板，每個隔板上設有水路連通相鄰子水道的開口；水道的進水口、各個隔板上的開口、水道的出水口依次交錯設置。
[0013]上述水質檢測機構的水道中飲用水的水流方向固定，PH值檢測器的檢測端設置于溶解性總固體值檢測器的檢測端的上游。
[0014]上述溶解性總固體值檢測器包含:
[0015]設置在飲水設備水箱中的雙探針；
[0016]采樣與激勵電路，其電路連接雙探針，激勵雙探針并采集雙探針之間的電壓；
[0017]溶解性總固體值檢測電路，其輸入端電路連接采樣與激勵電路，輸出端電路連接水質檢測電路，溶解性總固體值檢測電路根據雙探針之間的電壓檢測得飲用水的溶解性總固體值上傳水質檢測電路。
[0018]上述濁度檢測系統包含:
[0019]設置于飲水設備水箱中的定向光源，其發光方向與水箱內飲用水表面呈45度；
[0020]設置于飲水設備水箱中的感光器，其感光方向與定向光源的發光方向呈90度，感光器采集定向光源照射飲用水的散射光；
[0021 ]濁度檢測電路，其電路連接感光器的輸出端，濁度檢測電路的輸出端電路連接水質檢測電路，濁度檢測電路收到散射光檢測得濁度值上傳至水質檢測電路。
[0022]上述定向光源為紅外激光。
[0023]PH值檢測器檢測飲水設備水箱中飲用水的PH值上傳至水質檢測電路;溶解性總固體值檢測器檢測飲水設備水箱中飲用水的溶解性總固體值上傳至水質檢測電路;濁度檢測系統檢測飲水設備水箱中飲用水的濁度值上傳至水質檢測電路;溫度檢測器檢測飲水設備水箱中飲用水的溫度上傳至水質檢測電路;水質檢測電路將水箱中飲用水的PH值、溶解性總固體值、濁度值、溫度通過無線網絡傳輸至遠程終端。
[0024]本實用新型遠程多參數水質檢測設備和現有技術的水質監測技術相比，其優點在于，本實用新型通過溶解性總固體值檢測器、PH值檢測器、濁度檢測系統、溫度檢測器檢測溶解性總固體值、PH值、濁度值、溫度，通過無線網絡上傳至遠程終端，實現遠程監控水質情況，便于提前對飲水設備的運行狀態做出預判，保障飲水設備的水質；
[0025]本實用新型設備結構簡單，通過結構簡單的水質檢測機構對飲水設備的水箱進行水道改造，能直接在原有的飲水設備進行改裝，并規劃出合理分布各種參數水質監測設備的水道，飲水設備水箱改裝方便。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型遠程多參數水質檢測設備的系統模塊圖；
[0027]圖2為本實用新型遠程多參數水質檢測設備的水質檢測機構的結構示意圖；
[0028]圖3為本實用新型遠程多參數水質檢測設備的PH值檢測器的電路圖；
[0029]圖4為本實用新型遠程多參數水質檢測設備的溶解性總固體值檢測器的電路圖；
[0030]圖5為本實用新型遠程多參數水質檢測設備的溫度檢測器的電路圖；
[0031 ]圖6為本實用新型遠程多參數水質檢測設備的濁度檢測系統的光路圖。
【具體實施方式】
[0032]以下結合附圖，進一步說明本實用新型的具體實施例。
[0033]如圖1所示，為本實用新型公開的一種用于直飲機的遠程多參數水質檢測設備實施例，該水質檢測設備包含:水質檢測電路101，以及電路連接水質檢測電路101輸入端的PH值檢測器102、溶解性總固體(TDS ,Total dissolved sol ids)值檢測器103、溫度檢測器104、濁度檢測系統105。
[0034]PH值檢測器102的檢測端，例如PH電極，接觸或浸沒于飲水設備水箱中的飲用水，用于檢測飲用水的PH值，上傳至水質檢測電路101。
[0035]溶解性總固體值檢測器103的檢測端，例如TDS電極，接觸或浸沒于飲水設備水箱中的飲用水，用于檢測飲用水中的溶解性總固體值，并上傳至水質檢測電路101。
[0036]濁度檢測系統105照射飲水設備水箱中的飲用水并接收其散射光，通過飲用水的散射光檢測飲用水的濁度值，上傳至水質檢測電路101。
[0037]溫度檢測器104的檢測端，例如熱敏電阻，接觸或浸沒于飲水設備水箱中的飲用水，用于檢測飲用水溫度并上傳至水質檢測電路101。另外，水質檢測電路101還通過溫度檢測器104上傳的飲用水溫度，對其接收的溶解性總固體值、PH值、濁度值進行溫度補償，提高檢測精度。
[0038]水質檢測電路101的輸入端電路連接PH值檢測器102、溶解性總固體值檢測器103、溫度檢測器104和濁度檢測系統105的輸出端。水質檢測電路1I中集成有GPRS電路、溫度采集轉換電路、TDS信號激勵和采樣電路、PH采樣轉換電路、以及濁度信號激勵和采樣電路，可對上述PH值檢測器102、溶解性總固體值檢測器103、溫度檢測器104和濁度檢測系統105輸出的信號進行處理。水質檢測電路101的輸出端通過無線通信，例如GPRS、藍牙、WIF1、紅外等方式，通信連接遠程終端106，將水箱中飲用水的溶解性總固體值、PH值、濁度值、溫度上傳至遠程終端106。
[0039]遠程終端106可以采用智能移動終端、PC端、遠程服務器，遠程終端106將飲水設備水箱中飲用水的溶解性總固體值、PH值、濁度值、溫度反饋給飲水設備監控人員，實現遠程監控水質情況，便于提前對飲水設備的運行狀態做出預判，保障飲水設備的水質。
[0040]如圖2所示，遠程多參數水質檢測設備還包含一種水質檢測機構201，可以根據飲水設備中水箱的大小進行定制。如圖所示為水質檢測機構201的實施例一，該水質檢測機構201包含流通飲用水的水道，該水道包含有一個用于容置飲用水的箱體，該箱體的形狀大小與飲水設備的水箱的形狀大小相適配，該箱體可恰好設置在飲水設備的水箱中，并且該箱體的進水口與出水口分別與飲水設備水箱的進水口 204和出水口 205相對應設置，有利于整個飲水設備的改裝。
[0041 ]箱體的進水口 204與出水口 205分別設置于箱體的一對對面上，在箱體內，位于進水口 204與出水口 205之間間隔設有三個將箱體內部分隔成四個子水道的隔板，分別是第一隔板202、第二隔板207和第三隔板209。該第一隔板202、第二隔板207和第三隔板209與箱體結構一體成型，并且平行與進水口 204和出水口 205所在的對面設置，將箱體內部分隔成:連通箱體進水口 204的第一子水道203、位于第一隔板202和第二隔板207之間的第二子水道211、位于第二隔板207和第三隔板209之間的第三子水道212，以及連通箱體出水口 205的第四子水道214。
[0042]PH值檢測器102的檢測端設置于第一子水道203中；溫度檢測器104的檢測端設置于第二子水道211中；溶解性總固體值檢測器103的檢測端設置于第三子水道212中；濁度檢測系統105的光源和感光器設置于第四子水道214內。通過隔板將PH值檢測器102、溫度檢測器104、溶解性總固體值檢測器103、濁度檢測系統105分布在不同的子水道中，并且水質檢測機構201的水道中飲用水的水流方向固定，確保飲用水充分檢測和檢測設備間互不干擾。
[0043]進一步的，PH值檢測器102的檢測端(PH電極)設置于溶解性總固體值檢測器103的檢測端(TDS電極)的上游。由于TDS電極會對PH電極產生影響，所以TDS電極會裝在遠離PH電極的地方。
[0044]第一隔板202、第二隔板207和第三隔板209上分別還設有水路連通相鄰子水道的開口，并且水道的進水口 204、各個隔板上的開口、水道的出水口 205依次交錯設置，具體為:
[0045]第一隔板202上設有第一開口 206，進水口 204設置于第一子水道203的一側，該第一開口 206則與進水口 204交錯設置于第一子水道203的另一側，使飲用水由進水口 204進入第一子水道203后完整通過第一子水道203內形成的水路通道后由第一開口 206離開第一子水道203，從而確保通過第一子水道203的飲用水能流經并接觸PH值檢測器102的檢測端。
[0046]第二隔板207上設有第二開口 208，第一開口 206設置于第二子水道211的一側，該第二開口 208則與第一開口 206交錯，設置于第二子水道211的另一側，使飲用水由第一開口206進入第二子水道211后完整通過第二子水道211內形成的水路通道后由第二開口 208離開第二子水道211，從而確保通過第二子水道211的飲用水能流經并接觸溫度檢測器104的檢測端。
[0047]第三隔板209上設有第三開口 210，第二開口 208設置于第三子水道212的一側，該第三開口 210則與第二開口 208交錯，設置于第三子水道212的另一側，使飲用水由第二開口208進入第三子水道212后完整通過第三子水道212內形成的水路通道后由第三開口 210離開第三子水道212，從而確保通過第三子水道212的飲用水能流經并接觸溶解性總固體值檢測器103的檢測端。
[0048]出水口205與第三開口 210交錯設置，分別設置于第四子水道214的兩側，使飲用水由第三開口 210進入第四子水道214后完整通過第四子水道214內形成的水路通道后由出水口 205離開第四子水道214和水質檢測機構201，從而確保通過第四子水道214的飲用水能充分收到濁度檢測系統105的光照和散射光收集，實現充分濁度檢測。
[0049]本實用新型還公開了水質檢測機構201的實施例二，本實施例中飲水設備水箱的進水口 204與出水口 205分別設置于水箱的一對對面上。水質檢測機構201不包含實施例一種的箱體結構，僅包含固定連接在飲水設備水箱內壁上的第一隔板202、第二隔板207和第三隔板209。第一隔板202、第二隔板207和第三隔板209位于進水口 204與出水口205之間，相互間間隔設置，并且與進水口 204和出水口 205所在的對面平行設置，將飲水設備的水箱內部分隔成:連通進水口 204的第一子水道203、位于第一隔板202和第二隔板207之間的第二子水道211、位于第二隔板207和第三隔板209之間的第三子水道212，以及連通出水口 205的第四子水道214。
[0050]PH值檢測器102的檢測端設置于第一子水道203中；溫度檢測器104的檢測端設置于第二子水道211中；溶解性總固體值檢測器103的檢測端設置于第三子水道212中；濁度檢測系統105的光源和感光器設置于第四子水道214內。通過隔板將PH值檢測器102、溫度檢測器104、溶解性總固體值檢測器103、濁度檢測系統105分布在不同的子水道中，并且水質檢測機構201的水道中飲用水的水流方向固定，確保飲用水充分檢測和檢測設備間互不干擾。
[0051]進一步的，PH值檢測器102的檢測端(PH電極)設置于溶解性總固體值檢測器103的檢測端(TDS電極)的上游。由于TDS電極會對PH電極產生影響，所以TDS電極會裝在遠離PH電極的地方。
[0052]第一隔板202、第二隔板207和第三隔板209上分別還設有水路連通相鄰子水道的開口 ；并且水道的進水口 204、各個隔板上的開口、水道的出水口 205依次交錯設置，具體為:
[0053]第一隔板202上設有第一開口 206，進水口 204設置于第一子水道203的一側，該第一開口 206則與進水口 204交錯設置于第一子水道203的另一側，使飲用水由進水口 204進入第一子水道203后完整通過第一子水道203內形成的水路通道后由第一開口 206離開第一子水道203，從而確保通過第一子水道203的飲用水能流經并接觸PH值檢測器102的檢測端。
[0054]第二隔板207上設有第二開口 208，第一開口 206設置于第二子水道211的一側，該第二開口 208則與第一開口 206交錯，設置于第二子水道211的另一側，使飲用水由第一開口206進入第二子水道211后完整通過第二子水道211內形成的水路通道后由第二開口 208離開第二子水道211，從而確保通過第二子水道211的飲用水能流經并接觸溫度檢測器104的檢測端。
[0055]第三隔板209上設有第三開口 210，第二開口 208設置于第三子水道212的一側，該第三開口 210則與第二開口 208交錯，設置于第三子水道212的另一側，使飲用水由第二開口208進入第三子水道212后完整通過第三子水道212內形成的水路通道后由第三開口 210離開第三子水道212，從而確保通過第三子水道212的飲用水能流經并接觸溶解性總固體值檢測器103的檢測端。
[0056]出水口205與第三開口 210交錯設置，分別設置于第四子水道214的兩側，使飲用水由第三開口 210進入第四子水道214后完整通過第四子水道214內形成的水路通道后由出水口 205離開第四子水道214和水質檢測機構201，從而確保通過第四子水道214的飲用水能充分收到濁度檢測系統105的光照和散射光收集，實現充分濁度檢測。
[0057]如圖3所示，為本實施例中PH值檢測器的電路圖，需要利用集成電路TL431產生基準電壓2.5V，TL431的輸出端與0P-07的輸入端相連產生負2.5VWH值檢測器利用雙電源供電，再把采樣的信號進行放大，最后在水質檢測電路里通過電路做算法運算得到PH值。其中，PH_Test與PH_Ref分別接PH電極的兩根信號線，利用SGM8049采集到PH值電壓信號，再通過0P-07把PH值電壓信號放大，PH_Value作為輸出端，將PH值電壓信號發給水質檢測電路。
[0058]如圖4所示，為溶解性總固體值檢測器的電路圖，溶解性總固體值檢測器包含:設置在飲水設備水箱中的雙探針、采樣與激勵電路和溶解性總固體值檢測電路。采樣與激勵電路輸入端電路連接雙探針，激勵雙探針并采集雙探針之間的電壓。溶解性總固體值檢測電路輸入端電路連接采樣與激勵電路，輸出端電路連接水質檢測電路，溶解性總固體值檢測電路根據雙探針之間的電壓檢測得飲用水的溶解性總固體值上傳水質檢測電路。
[0059]目前，TDS檢測電路的傳統做法是利用正負電源，間隔一定時間分別給出脈沖信號，這樣的實現方法電路簡單，但是大大影響了測量精度，因為兩個端口給信號，是無法不保證兩個脈沖信號的一致性，是的最終還是容易產生極化現象以及電解反應。
[0060]本實施例中利用了 SGM3699模擬開關和單電源，一個芯片端口給脈沖信號，且通過定時器，交替輸出到TDS探針上面。然后通過一個跟隨電路后對兩探針間的電壓進行采樣。TDS_D IR端間隔一定時間控制模擬開關輸出，TDS_PWM端提供脈沖激勵，這樣能夠保證電源的一致性，也大大提高了最終的測量精度。
[0061]如圖5所示，為溫度檢測器的電路圖，該溫度檢測器利用三線PT100熱敏電阻作為檢測端，提高測量精度。PTlOO熱敏電阻，在O攝氏度的情況下，電阻是100歐姆，利用惠斯通電橋，當溫度發生變化是PTlOO電阻的溫度也發生變化，橋間電壓也發生變化，再將電壓進行放大處理，通過計算轉換成電阻值，最后利用查表法得到溫度值。其中PT1001，PT1002，ΡΤ1003，分別接三線制ΡΤ100熱敏電阻的三個引腳，利用0Ρ-07作為運放芯片，采用雙電源正負3.3V進行供電，ΡΑ5作為信號輸出端給控制器。
[0062]如圖6所示，為濁度檢測系統的光路示意圖。濁度檢測系統包含:定向光源、感光器和濁度檢測電路。
[0063]濁度檢測系統設置于水箱601靠近出水口602的一端。定向光源采用紅外激光，設置于飲水設備水箱601中，其發光方向與水箱內飲用水表面呈45度，用于照射飲用水。
[0064]感光器設置于飲水設備水箱中的，其感光方向與定向光源的發光方向呈90度，用于采集定向光源照射飲用水的散射光。
[0065]濁度檢測電路輸入端電路連接感光器的輸出端，濁度檢測電路的輸出端電路連接水質檢測電路，濁度檢測電路收到散射光檢測得濁度值上傳至水質檢測電路。
[0066]本實施例中，濁度檢測系統利用紅外激光作為定向光源與飲用水的水平面成45度角方向斜入射水面，激光在遇到水中雜質603會有部分光散射，所以在于激光成90度角的方向放一個感光器或接收管，通過感光器電路將光強信號轉換成電信號，再將電信號放大。由于散射光與濁度成正比，散射越強，濁度越大。還有大部分的光投射過水中微粒。
[0067]本實用新型所公開的遠程多參數水質檢測設備的工作流程具體如下:
[0068]PH值檢測器檢測飲水設備水箱中飲用水的PH值上傳至水質檢測電路。
[0069]溶解性總固體值檢測器檢測飲水設備水箱中飲用水的溶解性總固體值上傳至水質檢測電路。
[0070]濁度檢測系統檢測飲水設備水箱中飲用水的濁度值上傳至水質檢測電路。
[0071]溫度檢測器檢測飲水設備水箱中飲用水的溫度上傳至水質檢測電路。
[0072]水質檢測電路接收溶解性總固體值、PH值、濁度值后，通過接收的溫度對溶解性總固體值、PH值、濁度值進行溫度補償。
[0073]水質檢測電路將水箱中飲用水的PH值、溶解性總固體值、濁度值、溫度通過無線網絡傳輸至遠程終端。
[0074]盡管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【主權項】
1.一種遠程多參數水質檢測設備，其特征在于，該設備包含:水質檢測電路，以及電路連接水質檢測電路輸入端的溶解性總固體值檢測器、溫度檢測器、PH值檢測器、濁度檢測系統； 所述溶解性總固體值檢測器接觸飲水設備水箱中的飲用水，檢測溶解性總固體值上傳至水質檢測電路； 所述PH值檢測器接觸飲水設備水箱中的飲用水，檢測PH值上傳至水質檢測電路； 所述濁度檢測系統照射飲水設備水箱中的飲用水并接收其散射光，檢測濁度值上傳至水質檢測電路； 所述溫度檢測器接觸飲水設備水箱中的飲用水，檢測溫度上傳至水質檢測電路，并對水質檢測電路接收的溶解性總固體值、PH值、濁度值進行溫度補償； 所述水質檢測電路輸出端通過無線網絡通信連接遠程終端，將水箱中飲用水的溶解性總固體值、PH值、濁度值、溫度上傳至遠程終端。2.如權利要求1所述的遠程多參數水質檢測設備，其特征在于，該水質檢測設備還包含水質檢測機構，該水質檢測機構包含流通飲用水的水道，該水道設置于飲水設備的水箱中，水道的進水口對應連接水箱的進水口，水道的出水口對影連接水箱的出水口；溶解性總固體值檢測器、PH值檢測器、濁度檢測系統、溫度檢測器的檢測端設置于水質檢測機構的水道中。3.如權利要求2所述的遠程多參數水質檢測設備，其特征在于，所述水質檢測機構的水道包含依次水路連接的若干子水道，溶解性總固體值檢測器、PH值檢測器、濁度檢測系統、溫度檢測器的檢測端分別設置在各個子水道中。4.如權利要求3所述的遠程多參數水質檢測設備，其特征在于，所述水質檢測機構水道的進水口與出水口之間設有若干將水道分隔成若干子水道的隔板，每個隔板上設有水路連通相鄰子水道的開口 ；水道的進水口、各個隔板上的開口、水道的出水口依次交錯設置。5.如權利要求3或4所述的遠程多參數水質檢測設備，其特征在于，所述水質檢測機構的水道中飲用水的水流方向固定，PH值檢測器的檢測端設置于溶解性總固體值檢測器的檢測端的上游。6.如權利要求1所述的遠程多參數水質檢測設備，其特征在于，所述溶解性總固體值檢測器包含: 設置在飲水設備水箱中的雙探針； 采樣與激勵電路，其電路連接雙探針，激勵雙探針并采集雙探針之間的電壓； 溶解性總固體值檢測電路，其輸入端電路連接采樣與激勵電路，輸出端電路連接水質檢測電路，溶解性總固體值檢測電路根據雙探針之間的電壓檢測得飲用水的溶解性總固體值上傳水質檢測電路。7.如權利要求1所述的遠程多參數水質檢測設備，其特征在于，所述濁度檢測系統包含: 設置于飲水設備水箱中的定向光源，其發光方向與水箱內飲用水表面呈45度； 設置于飲水設備水箱中的感光器，其感光方向與定向光源的發光方向呈90度，感光器采集定向光源照射飲用水的散射光； 濁度檢測電路，其電路連接感光器的輸出端，濁度檢測電路的輸出端電路連接水質檢測電路，濁度檢測電路收到散射光檢測得濁度值上傳至水質檢測電路。8.如權利要求7所述的遠程多參數水質檢測設備，其特征在于，所述定向光源為紅外激光。
【文檔編號】G08C17/02GK205506109SQ201620253586
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】劉偉, 曾爽, 關忠振
【申請人】上海樸道水匯環保科技股份有限公司