溶解性总固体值检测设备的制造方法

文档序号:47009阅读:289来源:国知局
专利名称:溶解性总固体值检测设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种溶解性总固体值检测设备,该检测设备包含:溶解性总固体值检测端,其接触饮水设备中的饮用水,检测并上传溶解性总固体值检测信号;溶解性总固体值检测电路,其电路连接溶解性总固体值检测端,向溶解性总固体值检测端输出激励信号,接收溶解性总固体值检测端上传的溶解性总固体值检测信号,采集饮用水的溶解性总固体值。本实用新型利用模拟开关,对两个探针交替产生激励脉冲,减弱极化现象和电解反应,保证了电源的一致性,提高最终的检测精度;采用单一电源提供激励的设计方法,有效的避免因负电源产生带来的误差,降低电路设计的复杂度,保证TDS检测的准确度。
【专利说明】
溶解性总固体值检测设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及净水处理检测领域,具体涉及一种溶解性总固体值检测设备。
【背景技术】
[0002]随着经济水平的不断提高,人们的生活品质也越来越好,对水质的要求越来越高,目前,人们比较看重水的TDS值。
[0003]TDS值(Total Dissolved Solids)的中文全称是溶解性总固体,就是指溶解于水中的固体的总量,测量单位为PPM或mg/UTDS值越大,水的导电性越好,说明水中的杂质也就越多,水的质量也就越差。TDS值越小,说明水中的杂质越少,水的质量越好。
[0004]目前,市面上能够提供精准的TDS测量设备要不体积比较大,要不价格比较高昂,无法运用于常见的家用或商用的净水设备上。而现在价格比较低廉的测量设备中检测电路一种是采用在两针探头一端加载一定电势,然后通过测量两电极间的电压,计算水的等效电导率,得到TDS值。在这样一个检测过程中,被测水会发生电解反应和极化现象,严重影响测量精度,降低水质探针的使用寿命,而且会促使水中增加一些有害的离子或离子化合物,影响了水质的品质。
[0005]还有一种是利用正负电源给TDS探针脉冲信号,正负脉冲的方法来消除TDS测量过程中的极化现象,从而得到准确可靠的采样电压值,这样相比较于上一种方法更加精准,但是,负电源一般是由正电源转换而成,不论是采用运放还是分压电路的方式来产生负电源,都无法得到与正电源完全一致的负电源,如果使用的运放或者电阻精度不够,将会使得到的负电源的误差变大,从而给测量结果带来比较大的误差,影响测量的准确性。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型提供一种溶解性总固体值检测设备,利用单电源配合模拟开关实现正反交替脉冲信号激励,保证电源一致性,提高了测量精度。
[0007]为实现上述目的,本实用新型提供一种溶解性总固体值检测设备,其特点是,该检测设备包含:
[0008]溶解性总固体值检测端,其接触饮水设备中的饮用水,检测并上传溶解性总固体值检测信号;
[0009]溶解性总固体值检测电路,其电路连接溶解性总固体值检测端,向溶解性总固体值检测端输出激励信号,接收溶解性总固体值检测端上传的溶解性总固体值检测信号,采集饮用水的溶解性总固体值。
[0010]上述溶解性总固体值检测端包含双探针。
[0011 ]上述溶解性总固体值检测电路包含:
[0012]信号激励电路,其向溶解性总固体值检测端输出激励信号;
[0013]模拟开关,其电路连接溶解性总固体值检测端和信号激励电路,交替向溶解性总固体值检测端的双探针中的一个输送激励信号,接收溶解性总固体值检测端反馈的溶解性总固体值检测信号;
[0014]采集电路,其电路连接模拟开关,根据上传的溶解性总固体值检测信号采集饮用水的溶解性总固体值。
[0015]上述模拟开关与采集电路之间还电路连接有跟随电路。
[0016]上述检测设备还包含:
[0017]温度检测端,其接触饮水设备中的饮用水,检测并上传温度值检测信号;
[0018]温度检测电路,其输入端电路连接温度检测端,接收上传的温度值检测信号,采集饮用水的温度值。
[0019]上述温度检测电路输出端电路连接溶解性总固体值检测电路,溶解性总固体值检测电路接收饮用水的温度值,对采集的饮用水的溶解性总固体值进行温度补偿。
[0020]上述温度检测端为PT100热敏电阻。
[0021]上述检测设备还包含输出端电路连接溶解性总固体值检测电路输出端的数据显示设备,输出溶解性总固体值检测电路采集的饮用水的溶解性总固体值。
[0022]上述检测设备还包含输出端电路连接溶解性总固体值检测电路的电源。
[0023]本实用新型溶解性总固体值检测设备和现有技术的溶解性总固体值检测技术相比,其优点在于,本实用新型利用模拟开关,对两个探针交替产生激励脉冲,大大减弱极化现象和电解反应,保证了电源的一致性,提高了最终的检测精度;
[0024]本实用新型采用单一电源提供激励的设计方法,不仅可以有效的避免因负电源产生带来的误差,降低电路设计的复杂度,同时还保证了 TDS检测的准确度;
[0025]本实用新型设有温度检测通过测量水温,对溶解性总固体值进行温度补偿,提高检测精度;
[0026]本实用新型设有显示设备,便于操作人员通过显示实时了解饮用水的溶解性总固体值。
【附图说明】
溶解性总固体值检测设备的制造方法附图
[0027]图1为本实用新型溶解性总固体值检测设备实施例一的系统示意图;
[0028]图2为本实用新型溶解性总固体值检测设备的测量原理图;
[0029]图3为本实用新型溶解性总固体值检测设备实施例二的系统模块图;
[0030]图4为主控电路的电路图;
[0031 ]图5为溶解性总固体值检测电路的电路图;
[0032]图6为温度检测电路的电路图。
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图,进一步说明本实用新型的具体实施例。
[0034]本实用新型公开了一种溶解性总固体值检测设备,该检测设备包含:溶解性总固体值检测端和电路连接溶解性总固体值检测端的溶解性总固体值检测电路。
[0035]溶解性总固体值检测端包含双探针,即两根探针,其接触或浸没在饮水设备水箱中的饮用水,检测饮用水并上传饮用水的溶解性总固体值检测信号。
[0036]溶解性总固体值检测电路与溶解性总固体值检测端电路连接,向溶解性总固体值检测端输出激励信号,接收溶解性总固体值检测端上传的溶解性总固体值检测信号,采集饮用水的溶解性总固体值。
[0037]溶解性总固体值检测电路包含:电路连接溶解性总固体值检测端的模拟开关、电路连接模拟开关的信号激励电路和采集电路。
[0038]信号激励电路用于向溶解性总固体值检测端输出激励信号。
[0039]模拟开关电路连接溶解性总固体值检测端和信号激励电路,实现交替向溶解性总固体值检测端的双探针中的一个输送激励信号,接收溶解性总固体值检测端反馈的溶解性总固体值检测信号。
[0040]采集电路与模拟开关电路连接,通过模拟开关接收溶解性总固体值检测信号,根据上传的溶解性总固体值检测信号采集饮用水的溶解性总固体值。
[0041]检测设备还包含输出端电路连接溶解性总固体值检测电路输出端的数据显示设备,用于输出溶解性总固体值检测电路采集的饮用水的溶解性总固体值。
[0042]检测设备还包含输出端电路连接溶解性总固体值检测电路的电源,用于向溶解性总固体值检测电路供电。
[0043]如图1并结合图2所示,为一种溶解性总固体值检测设备的实施例一,该检测设备包含:溶解性总固体值检测端101、模拟开关102、跟随电路103、主控电路104。
[0044]溶解性总固体值检测端101采用两根探针,浸没在饮用设备水箱的饮用水中。模拟开关102包含两个静触点和一个动触点,两个静触点分别连接溶解性总固体值检测端101的两根探针,动触点电路连接跟随电路103的输入端。跟随电路103采用运算放大器,输出端电路连接主控电路104的AD端。
[0045]主控电路104为集成有模拟开关控制电路、激励电路和采集电路的集成电路,本实施例中主控电路104采用MCU,MCU的1l和102分别电路连接模拟开关102的第一控制端和第二控制端,MCU的1l以一定的频率,例如输出2Hz的PffM波,控制模拟开关102的第一控制端,同时MCU的102以一定的频率,例如输出IHz的PffM波,控制模拟开关102的第二控制端,从而控制模拟开关102交替导通其两个静触点中的一个,使模拟开关102通过导通的静触点将激励信号交替发送至溶解性总固体值检测端101两根探针中的一个。最终实现模拟开关102交替给溶解性总固体值检测端101中的一根探针供电(激励信号),相应的另一根探针进行电压(溶解性总固体值检测信号)的采样,然后通过模拟开关102输出,经由运算放大器(起跟随器的作用)输出到MCU的AD 口最终采样饮用水的溶解性总固体值。
[0046]本实施例中,利用主控电路104的PffM信号控制模拟开关102的控制端,单一的正电源通过模拟开关102分别直接供给溶解性总固体值检测端101双探针(TDS电极)两端作为测试激励,从而摒弃了负电源。这样就实现了用单一的正电源分别给TDS探针两端供电,同时通过控ffjijMCU的P丽输出以及控制TDS电压的采样时间段,能够比较好的消除极化现象和得到稳定的电压值。进而消除因正负电源不一致而带来的TDS测量误差,提高TDS测量的准确度,同时还可以降低TDS测量电路设计的复杂度。
[0047]本实用新型所公开了一种溶解性总固体值检测设备还包含有温度检测端和电路连接温度检测端的温度检测电路。
[0048]温度检测端接触或浸没于饮水设备中的饮用水,用于检测并上传饮用水的温度值检测信号。
[0049]温度检测电路输入端电路连接温度检测端,接收上传的温度值检测信号,采集饮用水的温度值。
[0050]温度检测电路输出端电路连接溶解性总固体值检测电路,溶解性总固体值检测电路接收饮用水的温度值,用于对采集的饮用水的溶解性总固体值进行温度补偿。
[0051]如图3所示,为一种溶解性总固体值检测设备的实施例二,该检测设备包含主控电路301、溶解性总固体值检测端302、温度检测端303、数据显示设备304和电源305。
[0052]其中,主控电路3O I包含T D S检测电路和温度检测电路,采用集成电路STM32R)30C8T6;溶解性总固体值检测端302采用TDS双探针;温度检测端303采用PT100热敏电阻;数据显示设备304采用12864液晶显示器。
[0053]电源305输出端分别与主控电路301、数据显示设备304相连接,溶解性总固体值检测端302及温度检测端303输出端都与主控电路301输入端相连接,主控电路301输出端与数据显示设备304输入端相连接。工作时,电源305供电,主控电路301给溶解性总固体值检测端302两脚正反交替脉冲信号,并利用AD采样采得溶解性总固体值检测端302的两个探针间电压,采样得到溶解性总固体值,并利用采到的温度值对溶解性总固体值进行温度补偿。最后将溶解性总固体值通过数据显示设备304显示出来。
[0054]如图4所示,为主控电路的电路图,集成电路STM32F030C8T6进行脉冲激励的输出,电压值(溶解性总固体值检测信号)的采样,温度值采样,以及最终数据的显示。PB5作为第一输出信号,控制模拟开关。PAll作为第二输出信号,给溶解性总固体值检测端的TDS探针持续输出脉冲信号。PA3作为第一输入信号,接收采得的探针两端电压信号进行处理采集得到溶解性总固体值。PA5作为第二输入信号,将采得的温度给溶解性总固体值进行补偿运算,提高整体精度。
[0055]如图5所示,为溶解性总固体值检测电路的电路图。本实施例中利用SGM3699模拟开关和单电源,一个芯片端口给脉冲信号,且通过定时器,交替输出到TDS探针上面。然后通过一个跟随电路后对两探针间的电压进行采样。TDS_DIR端间隔一定时间控制模拟开关输出,TDS_PWM端提供脉冲激励,这样能够保证电源的一致性,也大大提高了最终的测量精度。其中,TDSl,TDS2分别接TDS探针的两根线,U8作为电压跟随器,保证了信号的不衰弱,TDS_DIR端控制模拟开关,TDS_PWM端持续输入脉冲信号,PAl端作为输出端给控制器。
[0056]如图6所示,为温度检测电路的电路图,温度检测端采用三线PT100热敏电阻,提高测量精度。PT100电阻,在O摄氏度的情况下,电阻是100欧姆,利用惠斯通电桥,当温度发生变化是PT100电阻的温度也发生变化,桥间电压也发生变化,再将电压进行放大处理,通过计算转换成电阻值,最后利用查表法得到温度值。其中PTlOOl,PT1002,PT1003,分别接三线制ΡΤ100热敏电阻的三个引脚,利用0Ρ-07作为运放芯片,采用双电源正负3.3V进行供电,ΡΑ5作为信号输出端给控制器。
[0057]尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1.一种溶解性总固体值检测设备,其特征在于,该检测设备包含: 溶解性总固体值检测端,其接触饮水设备中的饮用水,检测并上传溶解性总固体值检测信号; 溶解性总固体值检测电路,其电路连接溶解性总固体值检测端,向溶解性总固体值检测端输出激励信号,接收溶解性总固体值检测端上传的溶解性总固体值检测信号,采集饮用水的溶解性总固体值。2.如权利要求1所述的溶解性总固体值检测设备,其特征在于,所述溶解性总固体值检测端包含双探针。3.如权利要求2所述的溶解性总固体值检测设备,其特征在于,所述溶解性总固体值检测电路包含: 信号激励电路,其向溶解性总固体值检测端输出激励信号; 模拟开关,其电路连接溶解性总固体值检测端和信号激励电路,交替向溶解性总固体值检测端的双探针中的一个输送激励信号,接收溶解性总固体值检测端反馈的溶解性总固体值检测信号; 采集电路,其电路连接模拟开关,根据上传的溶解性总固体值检测信号采集饮用水的溶解性总固体值。4.如权利要求3所述的溶解性总固体值检测设备,其特征在于,所述模拟开关与采集电路之间还电路连接有跟随电路。5.如权利要求1所述的溶解性总固体值检测设备,其特征在于,该检测设备还包含: 温度检测端,其接触饮水设备中的饮用水,检测并上传温度值检测信号; 温度检测电路,其输入端电路连接温度检测端,接收上传的温度值检测信号,采集饮用水的温度值。6.如权利要求5所述的溶解性总固体值检测设备,其特征在于,所述温度检测电路输出端电路连接溶解性总固体值检测电路,溶解性总固体值检测电路接收饮用水的温度值,对采集的饮用水的溶解性总固体值进行温度补偿。7.如权利要求5或6所述的溶解性总固体值检测设备,其特征在于,所述温度检测端为PTlOO热敏电阻。8.如权利要求1所述的溶解性总固体值检测设备,其特征在于,所述检测设备还包含输出端电路连接溶解性总固体值检测电路输出端的数据显示设备,输出溶解性总固体值检测电路采集的饮用水的溶解性总固体值。9.如权利要求1所述的溶解性总固体值检测设备,其特征在于,所述检测设备还包含输出端电路连接溶解性总固体值检测电路的电源。
【文档编号】G01N27/00GK205720072SQ201620253959
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】刘伟, 曾爽, 关忠振
【申请人】上海朴道水汇环保科技股份有限公司
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