一种用于防止蛋白质分离器爆冲的报警及保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及水产养殖装置控制技术领域，具体涉及一种用于防止蛋白质分离器爆冲的报警及保护电路。


背景技术：

2.蛋白质分离器，又称蛋分，是长期维持海水缸正常运转不可或缺的设备，其可以把有害的有机物清除出海水鱼缸，防止水质恶化。
3.蛋分原理：利用水中的气泡表面张力吸附混杂在水中的各种颗粒状的污垢以及可溶性的有机物的原理，采用充氧设备或旋涡泵产生大量的气泡，将通过蛋白质分离器的海水净化，这些气泡全部集中在水面形成泡沫，将吸附了污物的泡沫收集在水面上的容器中，它就会化为浑浊的液体被排除。蛋白质分离器的接触表面，类似于空气和水之间的表面。举例来说，水族箱的水表面所形成的接触表面，有一定的表面张力，所以纤维素、蛋白素和食物残渣必然会在此堆积。事实上，如果扩大表面区域，例如产生气泡(制造泡沫)，则会有更多的纤维素、蛋白素和食物残渣在表面自然地形成。泡沫的粘度将随着表面的增强和扩大，以及气泡的逐渐消失而改变。因此，蛋白质分离器的有效性就在于扩大气体和液体之间的表面区域以及其特定的表面张力。然而，所产生的泡沫与水族箱中水循环的排放是分离的，这也就是为何泡沫可直接由水族箱中清除废物的方法。
4.导致蛋分爆冲的原因主要由以下两种情况导致：
5.1)人工滤材含有表面活性剂，其本身有起泡作用，应用于水体中，经过蛋分处理水质时，起泡量增加，导致爆冲；
6.2)其他海水器材，如潜水泵，冷水机等内机管内含有油性物质，易造成蛋分打泡不稳定，导致爆冲。
7.当蛋分发生爆冲，蛋分内将产生大量吸附污物的泡沫，从而使得泡沫收集容积内的混浊液体快速增加，容器内水位不断增高。如果没有及时停止蛋分运行，污水将溢出收集容器，流到安装蛋分的柜子里和地面上，并且会影响海缸的正常运行。


技术实现要素：

8.本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种用于防止蛋白质分离器爆冲的报警及保护电路，能及时检测爆冲故障，防止污水溢出，并且运行时可以提醒用户及时清理收集容器。
9.为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
10.一种用于防止蛋白质分离器爆冲的报警及保护电路，所述控制电路包括检测模块安装电路、水位检测电路、报警电路、延时控制电路、继电器输出控制电路；所述检测模块安装电路、水位检测电路、报警电路、延时控制电路分别与继电器输出控制电路的输入端连接，检测模块安装电路、水位检测电路与报警电路的输入端连接；
11.所述检测模块安装电路，用于检测检测模块是否位于检测位置，并将检测模块是
否到位信号转变成电压信号发送；
12.所述水位检测电路，用于检测蛋白质分离器的泡沫收集容器的水位，并将水位信号变成电压信号；
13.所述报警电路，用于发出声或光警示；
14.所述延时控制电路，用于在主缸水泵启动时延时启动蛋白质分离器；
15.所述继电器输出控制电路，根据延时控制电路、检测模块安装电路和水位检测电路输出信号，以判断启动延时是否结束、检测模块是否安装到位以及所述泡沫收集容器的水位，并通过控制继电器的通断，改变蛋白质分离器的供电工作状态。
16.作为上述技术方案的进一步改进：
17.上述方案中，优选地，所述检测模块安装电路，包括开关u5、电阻、三极管q7，三极管q7采用npn型，开关u5一端接地，另一端设有两条支路，一条经由电阻r15与电源vcc 连接；三极管q7的基极与开关u5的另一条支路连接；三极管q7的集电极经由上拉电阻r14 接至电源vcc；三极管q7的集电极分别与报警电路和继电器输出控制电路的输入端连接。
18.上述方案中，优选地，所述开关u5为磁簧开关。
19.上述方案中，优选地，所述开关u5为霍尔开关。
20.上述方案中，优选地，所述水位检测电路包括检测模块芯片和上拉电阻r18；芯片设有 3个引脚，其中引脚3接地，引脚2连接电源，引脚1经由上拉电阻r18接至电源vcc，引脚1还分别与报警电路和继电器输出控制电路的输入端连接。
21.上述方案中，优选地，所述报警电路包括电阻、三极管q6、报警模块，三极管q6为pnp 型三极管；三极管q7的集电极经由电阻r19与三极管q6的基极连接，通过控制三极管q6 的导通来关断或者触发报警模块。
22.上述方案中，优选地，所述继电器输出控制电路包括三极管q3、电阻、继电器relay、二极管d2；继电器relay有5个引脚，引脚1和引脚4为内部电磁线圈的输入引脚，引脚1连接直流电源vcc，引脚4连接三极管q3的集电极，引脚4还通过二极管d2连接电源 vcc；引脚5为220v输入引脚，与交流电源的火线相连；引脚3为继电器常闭输出端，在电路中为悬空状态；引脚2为继电器常开输出端，在电路中接蛋白质分离器的电源；三极管 q3为npn型三极管，检测模块安装电路、水位检测电路、报警电路与三极管q3的基级连接，三极管q3的发射极接地。
23.上述方案中，优选地，所述延时控制电路与继电器输出控制电路的输入端不直接相连，所述控制电路还包括输出电平转换电路，所述输出电平转换电路的输入端与延时控制电路连接，所述输出电平转换电路的输出端与继电器输出控制电路的输入端连接。
24.本实用新型提供的用于防止蛋白质分离器爆冲的报警及保护电路，与现有技术相比有以下优点：
25.(1)本实用新型的用于防止蛋白质分离器爆冲的报警及保护电路，通过实时检测泡沫收集容器的水位信息，及时提醒用户需要清理容器的污水；在发生爆冲故障时也能够及时切断蛋分的电源，同时通过本地报警和的方式通知用户。
26.(2)本实用新型的用于防止蛋白质分离器爆冲的报警及保护电路，能有效的检测爆冲故障，防止污水溢出，对用户造成不必要的侵扰和财产损失。
27.(3)本实用新型的用于防止蛋白质分离器爆冲的报警及保护电路，由模拟电路实
现，无数字控制芯片，成本低，可靠性高，操作简单。
28.(4)本实用新型的用于防止蛋白质分离器爆冲的报警及保护电路，通过实时检测传感器安装到位情况，以判断蛋分是否启动，可以简化用户清理废水和处理故障时的操作，只需把传感器拿出安装基座即可保证蛋分不启动，不需额外操作断掉电源或复位装置。处理完故障或清理完废水后，把传感器重新放回安装基座，蛋分即重新上电开始工作。
附图说明
29.图1是本实用新型实施例1的结构示意图。
30.图2是本实用新型实施例1的电气结构示意图。
31.图3是本实用新型实施例1中传感器安装示意图。
32.图4是本实用新型实施例1中蛋分启动的延时控制电路图。
33.图5是本实用新型实施例1的电路示意图。
34.图6是本实用新型实施例2的检测模块安装电路示意图。
35.图中标号说明：
36.1、泡沫收集容器；2、安装基座；3、水位传感器；4、外壳。
具体实施方式
37.以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
38.实施例1
39.图1至图5示出了本实用新型用于防止蛋白质分离器爆冲的报警及保护电路的一种实施方式，电路包括水位检测模块、传感器安装检测模块、启动延时模块、启动延时取消按键、继电器控制模块、本地报警模块和直流电源模块。
40.图2为蛋白质分离器爆冲报警及保护电路应用示意图，启动延时模块，启动延时取消按键、继电器控制模块、本地报警模块和直流电源模块为一体式设计，整个装置可直接插在220v 家用电源插座。
41.蛋分电源插在本装置前置插座上，并通过本装置内的继电器控制模块实现电源的通断控制。当泡沫收集容器1内的废水到达设定水位时需要及时倾倒以防废水溢出，因此蛋分的收集容器是可以拆卸下来方便用户倾倒废水的；因此，水位传感器3是通过一个安装基座2安装在泡沫收集容器1的外侧壁，水位传感器3与安装基座2可以分离，方便水位传感器3在用户清理容器污水时与容器分离；同时可以确定水位传感器3是否安装到位。
42.水位检测模块设有水位传感器，传感器安装检测模块设有磁簧开关，水位传感器和磁簧开关构成传感器单元，传感器单元通过信号线与其他电路连接，实现水位传感器3供电并反馈水位信息和水位传感器3安装情况。
43.泡沫收集容器1内的水位在两种情况下会到达水位传感器3所检测的设定水位，一是蛋分正常工作，收集的废水会缓慢增加，用户需要定时清理；二是发生爆冲故障，水位会急速升高到设定值；两种情况都会触发本地报警模块提醒，并通过继电器控制模块切断蛋分电源，防止水位进一步上升，发生溢水。
44.用户清理泡沫收集容器1内的废水时，只需把传感器单元从安装基座2中取出，即
可切断蛋分工作电源，清理完毕把传感器单元重新放入安装基座2，蛋分即可正常启动。整个清理过程操作简单，无需切断电路电源，无需任何其他设置或系统复位。
45.图3为传感器单元与安装基座2示意图。干簧管与液体传感器集成为一个模块，并通过信号线与其他电路相连，磁铁内置于安装基座2内，与安装基座2一起粘贴于泡沫收集容器 1的外侧壁；当传感器单元放置于安装基座2内，干簧管与磁铁贴近，常开型干簧管在磁场作用下闭合；当用户清理容器时将传感器单元取出，干簧管离开磁场，恢复为断开状态。
46.图4所示为蛋分启动延时控制电路。包括芯片u3、电阻r22、电容、电源vcc，以及节点n11、节点n12、节点n13、节点n14、节点n15和节点16。节点n11经由电阻r22 与节点n12相连；节点n12与节点n13相连；节点n14经由电容c5与节点n15连接。
47.芯片u3设有8个引脚，分别为接地引脚(引脚1)、触发引脚(引脚2)、输出引脚(引脚3)、复位引脚(引脚4)、阈值引脚(引脚6)、控制引脚(引脚5)、放电引脚(引脚 7)和电源引脚(引脚8)。芯片u3采用555定时器，其是一种集成电路芯片，常被用于定时器、脉冲产生器和振荡电路。555可被用作电路中的延时器件、触发器或起振元件。触发引脚(引脚2)经由节点n13与阈值引脚(引脚6)直连；触发引脚(引脚2)经由节点n13、节点n12、电阻r22和节点n11接到电源vcc；触发引脚(引脚2)经由节点n13、n12和电容c9接地。复位引脚(引脚4)连接至电源vcc，同时通过电阻接地；控制引脚(引脚5) 通过小电容(0.01到0.1μf)接地；放电引脚(引脚7)浮空；输出引脚(引脚3)为控制输出。通过调节电阻r22阻值和电容c9容值来调节延时时间。开关sw为延时取消按钮，正常时开关为断开状态。电路通电即开始延时，延时期间输出引脚(引脚3)输出高电平；延时结束后，输出引脚(引脚3)输出低电平；延时期间，按下开关sw即结束延时，输出引脚(引脚3)马上跳变为低电平。将开关sw与电阻r22并联，当开关为断开状态，延时电路正常延时输出，在延时过程中可随时按下开关提前结束延时，提高了用户操作的灵活性。
48.图5所示为本实用新型的电路示意图，包括检测模块安装电路p1、水位检测电路p2、延时启动的输出电平转换电路p3、报警电路p4、继电器输出控制电路p5，以及节点n4、节点 n5，节点n4和节点n5相连。节点n4与水位检测电路p2和延时启动的输出电平转换电路 p3连接，节点n5与水位传感器3安装电路p1、报警电路p4、继电器输出控制电路p5连接。
49.本实施例中，p1部分为水位传感器3安装电路，包括开关u5、电阻、三极管q7以及节点n1、节点n2，三极管q7采用npn型，节点n1经由三极管q7与节点n2相连。开关 u5为磁簧开关，也称之为干簧管，是通过外部所施加的磁场操作的电开关。基本型式是将两片磁簧片密封在玻璃管内，两片虽重叠，但中间间隔有一小空隙。当外来磁场时将使两片磁簧片接触，进而导通。一旦磁体被拉到远离开关，磁簧开关将返回到其原来的位置。磁簧开关u5一端接地，另一端与节点n1相连，节点n1经由电阻r15上拉至高电平与电源vcc 连接，节点n1与npn型三极管q7的基极连接。节点n2位于三极管q7的集电极，节点 n2经由上拉电阻r14接至电源vcc。节点n2还与节点n5相连接。节点n2经由节点n5 与报警电路p5连接。磁簧开关断开时，三极管q7的基极为高电平，三极管q7导通，三极管q7的集电极输出低电平；磁簧开关闭合时，三极管q7的基极为低电平，三极管q7关断，三极管q7的集电极输出高电平。本实施例的装置中，磁簧开关与水位传感器3集成为一个模块，并通过信号线与其他电路相连，而永磁体内置于水位传感器3的安装基座2内。当水位传感器3正确安装于安装基座2内时，磁簧
开关与永磁体贴近，常开型磁簧开关闭合，水位传感器3输出高电平；当水位传感器3模块未放入安装基座2时，磁簧开关与永磁体远离，常开型磁簧开关断开，所述模块输出低电平。
50.本实施例中，p2部分为水位检测电路，水位检测电路包括水位传感器3芯片、电阻，以及节点n3与节点n4，节点n3与节点n4相连接。水位传感器3设有3个引脚，引脚3接地，引脚2接电源，引脚1与节点n3连接，节点n3经由上拉电阻r18接至电源vcc，节点n3 经由节点n4和节点n5与继电器输出控制电路p5的连接。
51.水位检测采用电容式非接触式水位传感器。非接触式水位传感器是利用水的感应电容来检测是否有液体存在，在没有液体接近水位传感器3时，水位传感器3上由于分布电容的存在，因此水位传感器3对地存在一定的静态电容，当液面慢慢升高接近水位传感器3时，液体的寄生电容将耦合到这个静态电容上，使水位传感器3的电容值变大，当检测到电容变化量超过阈值时就认为液位到达感应点，此时可以通过输出电平的变化来表示是否检测到液体。当水位传感器检测到有水，输出信号为低电平，检测到无水，输出为高电平。
52.本实施例中，p3部分为延时启动的输出电平转换电路，包括out端子(输出端子)、电阻、三极管q8，以及节点n6，三极管q8为npn型三极管，节点n6与节点n4连接。out端子经由电阻r20与三极管q8的基级连接，节点n6位于三极管q8的集电极，节点n6经由经由上拉电阻r17接至电源vcc。三极管q3的发射极接地。当输入为低电平，三极管q8 关断，三极管q8的集电极输出高电平；当输入为高电平，三极管q8开通，三极管q8的集电极输出低电平。
53.本实施例中，p4部分为报警电路，包括电阻、三极管q6、蜂鸣器，三极管q6为pnp 型三极管。节点n5经由电阻r19与三极管q6的基极连接，通过控制三极管q6的导通来关断或者触发蜂鸣器。当输入信号为高电平，三极管q6关断，蜂鸣器不工作；当输入信号为低电平，三极管q6开通，蜂鸣器工作，发出蜂鸣声。
54.本实施例中，p5部分为继电器输出控制电路，即为继电器输出控制电路，包括三极管 q3、电阻、继电器relay、二极管d2，以及节点n7、节点n8、节点n9、节点n10。节点 n5经由电阻r15与节点n7连接；三极管q3为npn型三极管，节点n7与三极管q3的基级连接，节点n8与三极管q3的发射极连接，节点n9与三极管q3的集电极连接；节点n9 经由二极管d2与节点n10连接；节点n7经由电阻r2与节点n8连接。
55.继电器relay有5个引脚，引脚1和引脚4为内部电磁线圈的输入引脚，引脚1经由节点n10连接直流电源vcc，引脚4经由节点n9连接三极管q3的集电极；引脚5为220v 输入引脚即in端子，与交流电源220v的火线相连；引脚3为继电器常闭输出端，在电路中为悬空状态；引脚2为继电器常开输出端即out端子，在电路中接蛋分电源。三极管q3的基极经由节点n7、电阻r16、节点n5、节点n2与电路p1相连；经由节点n7、电阻r16、节点n5、节点n4与电路p2相连；经由节点n7、电阻r16、节点n5、节点n4与电路p3 相连；经由节点n7、电阻r16、节点n5与电路p4相连。三极管q3的发射极经由节点n8 接地。
56.当p1、p2和p3的输出全部为高电平时，三极管q3导通，继电器的线圈得电，常开输出端闭合，三极管q3的引脚2与引脚5连通，蛋分通电开始工作；当p1、p2和p3任意一个输出为低电平，三极管q3断开，继电器的线圈失电，常开输出端断开，三极管q3的引脚 2与引脚5不连通，蛋分没有电源不工作；二极管d2为续流二极管，与继电器线圈反向并联，当三极管q3断开时为继电器线圈内的电流提供续流通道，降低关断过电压，防止三极管q3 被击穿损坏。
57.实施例2
58.图6示出了本实用新型用于防止蛋白质分离器爆冲的报警及保护电路的第二种实施方式，本实施例与实施例1的区别仅在于检测模块安装电路p1不同。本实施例中开关u5为霍尔开关，为一种磁敏元件，当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。霍尔开关有三个信号端，分别是工作电源、地和信号输出端。霍尔开关输出通过电阻r15上拉到高电平，并与npn型三极管q7的基极连接；当水位传感器正确安装于安装基座2内时，霍尔开关与永磁体贴近，输出低电平，此时三极管q7关断，三极管q7的集电极输出高电平；当传感器单元未在安装基座2内时，霍尔开关远离永磁体，输出高电平，此时三极管q7开通，三极管q7的集电极输出低电平。
59.上述实施案例只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。