带无线收发功能的盐水分流装置的制作方法

本发明涉及一种液体分离装置，尤其涉及一种通过无线进行信息反馈和通过无线远程控制功能的盐水分流装置。

背景技术：
我国新疆的南部，昼夜温差大，日照丰富，年降雨量稀少，加上地势低洼等多种因素，导致该地区土地盐碱化较为严重，淡水资源十分稀缺，而较深的河流常出现淡水和盐水分层的奇特现象，具体表现为河流的上层多为可直接使用的淡水，而下层则是盐度较高，且略带苦涩的盐水。基于南疆水资源分配和盐碱化治理的重大课题研究背景下，针对南疆河流所特有的分层现象，提出了本专利的设计构思，旨在将该河流的上层淡水和下层咸水以一种低成本，高效率的方式分离，再分别将各部分水引导到别处，达到水资源的分类处理和高效利用的目的。同时装置具备实时可监控和突发情况下可人工干预的功能，能很好的适应环境变化。

技术实现要素：
针对现有技术的空白，本发明提供一种带无线收发功能的盐水分流装置。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种带无线收发功能的盐水分流装置，包括：第一滑槽、第二滑槽、第三滑槽、第四滑槽、第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮、左导流槽、右导流槽、左闸门、右闸门、左截流板、右截流板、左电机箱、右电机箱、左盐度传感器、右盐度传感器、左无线收发器、右无线收发器、左控制电路、右控制电路、上位机；其中，所述左截流板的两端分别固定设置第一滑槽和第二滑槽；左闸门设置在第一滑槽和第二滑槽的凹槽之间，可沿着第一滑槽和第二滑槽上下滑动；所述左截流板和左闸门的高度和大于第一滑槽的高度；左截流板和左闸门的高度和大于第一滑槽的高度；左导流槽槽口朝上，垂直固定在左闸门的上部，左导流槽凹槽底面与左闸门上端面平齐，左导流槽用于将分离后的液体引导到别处；左电机箱固定安装在左截流板背水的一面；第一绳索和第二绳索的一端均与左闸门的上端固定连接；第一滑轮安装在第一滑槽上端的凹槽上，第一绳索张紧在第一滑轮上，第一绳索的另一端与左电机箱的电机相连；第二滑轮安装在第二滑槽上端的凹槽上，第二绳索张紧在第二滑轮上，第二绳索的另一端与左电机箱的电机相连；左盐度传感器固定在左闸门上端迎水面处；左无线收发器安装在左截流板上，左控制电路安装在左电机箱内，左盐度传感器、左电机箱内的电机和左截流板均与左控制电路相连；所述右截流板的两端分别固定设置第三滑槽和第四滑槽；右闸门设置在第三滑槽和第四滑槽的凹槽之间，可沿着第三滑槽和第四滑槽上下滑动；右截流板和右闸门的高度和大于第三滑槽的高度；右截流板和右闸门的高度和大于第三滑槽的高度；右导流槽槽口朝下，垂直固定在右闸门的下部，右导流槽凹槽底面与右闸门下端面平齐，右导流槽用于将分离后的液体引导到别处；右电机箱固定安装在右截流板背水的一面；第三绳索和第四绳索的一端均与右闸门的上端固定连接；第三滑轮安装在第三滑槽上端的凹槽上，第三绳索张紧在第三滑轮上，第三绳索的另一端与右电机箱的电机相连；第四滑轮安装在第四滑槽上端的凹槽上，第四绳索张紧在第四滑轮上，第四绳索的另一端与右电机箱的电机相连；右盐度传感器固定在右闸门下端迎水面处；右无线收发器安装在右截流板上，右控制电路安装在右电机箱内，右盐度传感器、右电机箱内的电机和右无线收发器均与右控制电路相连；所述左无线收发器和右无线收发器通过无线与上位机相连。进一步的，所述左控制电路和右控制电路均包括电阻R1-R13、电容器C1-C6、电感L1-L2、放大器B1-B3、桥式整流电路F1、二极管D1、温度传感器、MCU；其中，电容C1、电容C2、电阻R2的一端均与放大器B1的同相输入端相连；电阻R1的另一端与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端和电阻R3的一端均与放大器B1的反相输入端相连；电阻R6的另一端和电阻R7的一端均与放大器B2的反相输入端相连；电阻R7的另一端与放大器B2的输出端相连后与桥式整流电路F1的第一输入端相连；电阻R2的另一端、电容C2的另一端、电阻R3的另一端、电阻R5的另一端和放大器B2的同相输入端均与桥式整流电路F1的第二输入端相连；桥式整流电路F1的第一输出端分别与电容C3的一端和电感L1的一端相连，桥式整流电路F1的第二输出端分别与电容C3的另一端、电容C4的一端和电阻R9的一端相连；电感L1的另一端和电容C4的另一端均与电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与电阻R10的一端均与放大器B3的反相输入端相连；电阻R9的另一端和电阻R11的一端均与放大器B3的同相输入端相连；电阻R10的另一端与放大器B3的输出端相连后分别与电容C5的一端和电感L2的一端相连；电感L2的另一端分别与电容C6的一端和电阻R12的一端相连；电阻R12的另一端与二极管D1的负极相连后与MCU的I/O端口相连；电阻R11的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端和二极管D1的正极均接地；所述温度传感器的电源端口连接外部电源VCC，温度传感器的数字信号输入输出端口与电阻R13的一端相连后与MCU的I/O接口相连；电阻R13的另一端与外部电源VCC相连；所述左控制电路的放大器B1的输出端与左盐度传感器的输入端相连，电阻R5的一端和电阻R6的一端均与左盐度传感器的输出端相连；左无线收发器的SPI接口与左控制电路的MCU相连；所述右控制电路的放大器B1的输出端与右盐度传感器的输入端相连，电阻R5的一端和电阻R6的一端均与右盐度传感器的输出端相连；右无线收发器的SPI接口与右控制电路的MCU相连。本发明的有益效果是：本发明结构简单、造价低廉、使用寿命长；将本发明固定安装在河流的横截断面上，通过控制器中的MCU能够高效率全自动地将分层的水源进行分离，再分别将各部分水引导到别处，达到水资源的分类处理和高效利用的目的；另外，可以灵活设置MCU中的阈值，具有控制自由度大、精度高和控制精确等特点。上位机可以实时监控分流装置是否正常工作，在有突发事件时，可以远程控制分流装置阀门的升降，从而抵御风险干扰。附图说明图1是本发明的轴测图；图2是本发明的主视图；图3是本发明的后测图；图4是本发明的左视图；图5是本发明的右测图；图6是本发明的仰视图；图7是本发明的俯视图；图8是本发明的控制电路连接图；图中，第一滑槽1，第二滑槽2，第三滑槽3，第四滑槽4，第一滑轮5，第二滑轮6，第三滑轮7，第四滑轮8，左导流槽9，右导流槽10，左闸门11，右闸门12，左截流板13，右截流板14，左电机箱15，右电机箱16，左盐度传感器17，右盐度传感器18、左无线收发器19、右无线收发器20。具体实施方式下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步的说明。如图1-7所示，本发明包括：第一滑槽1、第二滑槽2、第三滑槽3、第四滑槽4、第一滑轮5、第二滑轮6、第三滑轮7、第四滑轮8、左导流槽9、右导流槽10、左闸门11、右闸门12、左截流板13、右截流板14、左电机箱15、右电机箱16、左盐度传感器17、右盐度传感器18、左无线收发器19、右无线收发器20、左控制电路、右控制电路、上位机；其中，所述左截流板13的两端分别固定设置第一滑槽1和第二滑槽2；左闸门11设置在第一滑槽1和第二滑槽2的凹槽之间，可沿着第一滑槽1和第二滑槽2上下滑动；左导流槽9槽口朝上，垂直固定在左闸门11的上部，左导流槽9凹槽底面与左闸门11上端面平齐，左导流槽9用于将分离后的液体引导到别处；左电机箱15固定安装在左截流板13背水的一面；第一绳索和第二绳索的一端均与左闸门11的上端固定连接；第一滑轮5安装在第一滑槽1上端的凹槽上，第一绳索张紧在第一滑轮5上，第一绳索的另一端与左电机箱15的电机相连；第二滑轮6安装在第二滑槽2上端的凹槽上，第二绳索张紧在第二滑轮6上，第二绳索的另一端与左电机箱15的电机相连；左盐度传感器17固定在左闸门11上端迎水面处；左无线收发器19安装在左截流板13上，左控制电路安装在左电机箱15内，左盐度传感器17、左电机箱15内的电机和左无线收发器19均与左控制电路相连；所述右截流板14的两端分别固定设置第三滑槽3和第四滑槽4；右闸门12设置在第三滑槽3和第四滑槽4的凹槽之间，可沿着第三滑槽3和第四滑槽4上下滑动；右导流槽10槽口朝下，垂直固定在右闸门12的下部，右导流槽10凹槽底面与右闸门11下端面平齐，右导流槽10用于将分离后的液体引导到别处；右电机箱16固定安装在右截流板14背水的一面；第三绳索和第四绳索的一端均与右闸门12的上端固定连接；第三滑轮7安装在第三滑槽3上端的凹槽上，第三绳索张紧在第三滑轮7上，第三绳索的另一端与右电机箱16的电机相连；第四滑轮8安装在第四滑槽4上端的凹槽上，第四绳索张紧在第四滑轮8上，第四绳索的另一端与右电机箱16的电机相连；右盐度传感器18固定在右闸门12下端迎水面处；右无线收发器20安装在右截流板14上，右控制电路安装在右电机箱16内，右盐度传感器18、右电机箱16内的电机和右无线收发器20均与右控制电路相连；所述左无线收发器19和右无线收发器20通过无线与上位机相连；如图8所示，所述左控制电路和右控制电路均包括电阻R1-R13、电容器C1-C6、电感L1-L2、放大器B1-B3、桥式整流电路F1、二极管D1、温度传感器、MCU；其中，电容C1、电容C2、电阻R2的一端均与放大器B1的同相输入端相连；电阻R1的另一端与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端和电阻R3的一端均与放大器B1的反相输入端相连；电阻R6的另一端和电阻R7的一端均与放大器B2的反相输入端相连；电阻R7的另一端与放大器B2的输出端相连后与桥式整流电路F1的第一输入端相连；电阻R2的另一端、电容C2的另一端、电阻R3的另一端、电阻R5的另一端和放大器B2的同相输入端均与桥式整流电路F1的第二输入端相连；桥式整流电路F1的第一输出端分别与电容C3的一端和电感L1的一端相连，桥式整流电路F1的第二输出端分别与电容C3的另一端、电容C4的一端和电阻R9的一端相连；电感L1的另一端和电容C4的另一端均与电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与电阻R10的一端均与放大器B3的反相输入端相连；电阻R9的另一端和电阻R11的一端均与放大器B3的同相输入端相连；电阻R10的另一端与放大器B3的输出端相连后分别与电容C5的一端和电感L2的一端相连；电感L2的另一端分别与电容C6的一端和电阻R12的一端相连；电阻R12的另一端与二极管D1的负极相连后与MCU的I/O端口相连；电阻R11的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端和二极管D1的正极均接地；所述温度传感器的电源端口连接外部电源VCC，温度传感器的数字信号输入输出端口与电阻R13的一端相连后与MCU的I/O接口相连；电阻R13的另一端与外部电源VCC相连；左控制电路的放大器B1的输出端与左盐度传感器17的输入端相连，电阻R5的一端和电阻R6的一端均与左盐度传感器17的输出端相连；左无线收发器19的SPI接口与左控制电路的MCU相连；右控制电路的放大器B1的输出端与右盐度传感器18的输入端相连，电阻R5的一端和电阻R6的一端均与右盐度传感器18的输出端相连；右无线收发器20的SPI接口与右控制电路的MCU相连。其中，电阻R1和电容C1的串联一端与电阻R2和电容C2的并联一端连接构成RC串并联选频网络，两者公共端接在放大器B1的同相输入端，电阻R1和电容C1的串联另一端和电阻R4的一端接在放大器B1的输出端，电阻R4的另一端和电阻R3的一端接在放大器B1的反相输入端，构成了RC桥式振荡电路，它的作用是将电源的直流电能，转变成一定频率的交流信号，作为信号源。由电容C3、C4和电感L1组成的稳压电路，通过MCU的将模拟电压转化为数字电压，随后根据数字电压得到液体的盐度；所述MCU可以采用型号为MCS51的产品，但不限于此；所述温度传感器采用外部电源供电方式，可以采用型号为DS18B20的产品，但不限于此；所述左无线收发器19和右无线收发器20可以采用型号为nRF2401的产品，但不限于此。在图8中，左盐度传感器17和右盐度传感器18用盐度传感器K1表示；本装置根据电导法原理，以平行安置的圆柱状铜棒材料作为盐度传感器K1的探头，由于盐度不同，电导率不同，从而探头两端电阻值不同，电桥将电阻的变化转换为输出电压的变化，接着经放大、滤波整流再放大后到A/D芯片，最后由微控制单元MCU读出A/D转换值，经计算处理核算出盐度值和阈值比较后，驱动电动机对左右闸门进行升降操作，最后由分流槽对通过左右闸门的水进行分流处理。振荡电路用于防止了传感器电极的氧化电离，延长使用寿命。温度传感器防止测量盐度时，受到温度因素的影响，提高测量精度。本发明的工作过程如下：将本发明固定安装在河流的横截断面上；通过左盐度传感器17和右盐度传感器18检测河流的盐度，由于盐度不同，电导率不同，从而盐度传感器K1探头电阻值不同，电桥将电阻的变化转换为输出电压的变化，接着经放大、滤波整流再放大后到A/D芯片，最后由MCU读出A/D转换值，经计算处理核算出盐度值和阈值比较后，控制左电机箱15和右电机箱16内的电机工作；由于左闸门11和左盐度传感器17始终处于相同的水平高度，当左盐度传感器17中盐度传感器检测到盐度低于某一设好的阈值时，左盐度传感器17会向左电机箱15发出信号，左电机箱15驱动左闸门11下降一定高度，从而使盐度低于某设定阈值的水从左闸门11上方流到左导流槽9。同理，由于右闸门12和右盐度传感器18始终处于相同的水平高度，当右盐度传感器18检测到盐度高于某一设好的阈值时，右盐度传感器18会向右电机箱16发出信号，右电机箱16驱动右闸门12上升一定高度，盐度高于某设定阈值的水从右闸门12下方流到右导流槽10，从而实现了不同盐度盐水的分流。同时左右控制电路的MCU可以分别将电信号传输给左右无线收发器，然后再通过无线传给上位机，实现对装置运行情况的实时监控。在有突发情况发生时，上位机可以通过无线直接控制装置中左右阀门的升降，从而保证装置运行的稳定。