活性炭电容式水质检测系统及方法与流程

文档序号：22115662发布日期：2020-09-04 15:32阅读：360来源：国知局

本发明涉及活性炭电容式水质检测系统及方法

技术背景

水是生命之源，人类在生活和生产活动中都离不开水，生活饮用水水质的优劣与人类健康密切相关。随着社会经济发展、科学进步和人民生活水平的提高，人们对生活饮用水的水质要求不断提高，由此衍生出了各种各样的水质检测技术。通常精度越高的水质检测技术其系统成本体积就越大，在手持便携式的水质检测技术中尚缺乏高精度，高效率的水质检测方案出现，这为用水的健康与安全带了不便与隐患。一种便携，高效，精确的水质检测系统及方法在当前的用水环境下有极高的应用价值。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种便携，高效，精确的水质检测系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

活性炭电容式水质检测系统及方法,包括:主控制器、超声波发生器、电极、电源、弹性簧片、显示器、绝缘外壳、活性炭块，所述主控制器用于运算与控制，所述的超声波发生器用于产生超声波，所述的电极用于电容检测，所述的电源用于提供运行电力，所述的弹性簧片用于保持接触稳定性，所述的显示器用于显示检测结果，所述的绝缘外壳用于屏蔽外界干扰，所述的活性炭用于吸附水中的污染微粒。

所述主控制器跟超声波发生器、电极、电源、弹性簧片、显示器电连接。

所述的超声波发生器，跟电极相连接，其结合方式使用硬连接方式连接。

所述的显示器，主要由红、绿、蓝三种颜色的发光二极管构成，其每一种颜色的显示强度都可由主控制器单独控制。

活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于使用使用活性炭作为吸附媒介，并且根据活性炭吸附后其电容量发生变化的量来判断吸附程度，进一步计算出水的污染程度。

所述的活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于使用主控制器发出高频电场施加在活性炭两端，并根据高频电场的反馈来计算电容量变化。

所述的活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于设置弹性簧片在电极与活性炭接触点之间，使其接触保持稳定。

活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于使用使用超声空化效应去除活性炭内部的多余水分子，避免水分子对检测结果造成影响。

所述的活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于主控制器根据电容量变化曲线来判断超声空化去除水分子的效果。

活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤1：使用活性炭块浸泡在水样品中进行吸附；

步骤2：将活性炭块安装于活性炭电容式水质检测系统中；

步骤3：活性炭电容式水质检测系统对活性炭块进行超声空化去除水分子；

步骤4：活性炭电容式水质检测系统对活性炭块进行电容检测；

步骤5：根据电容最终的变化值计算出检测结果；

步骤6：将检测结果显示于显示器上。

本发明的有益效果是：使用活性炭进行吸附，受益于活性炭微孔吸附特性，活性炭对水污染微粒的吸附效果极佳，系统对水污染微粒的检测精度得到提高。使用电容检测技术对吸附后的活性炭进行深入的、立体的探测，系统检测，检验精度高。相对于其他检测技术，高频电容检测系统已经大规模运用于消费市场上，其成本低，检测精度高、且功耗低、技术成熟，运用在手持便携检测设备上是极佳方案。

根据本发明的一面，活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于使用使用活性炭作为吸附媒介，并且根据活性炭吸附后其电容量发生变化的量来判断吸附程度，进一步计算出水的污染程度。使用廉价且常见的活性炭作为吸附媒介，系统成本得到降低。由于活性炭的吸附特性，对于水中的极小微粒由极佳吸附能力，所以系统的精度得到保证。

根据本发明的一面，活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于使用使用超声空化效应去除活性炭内部的多余水分子，避免水分子对检测结果造成影响。超声空化效应对多余水分子的去除能力迅速且高效，缩短了系统的检测结果生成时间，提高了检测效率并降低了系统功耗。

附图说明

图1为示意性的示出本发明优选实施例的主要原理示意图；

图2为示意性的示出本发明优选实施例的工作流程图；

附图中各标号所代表的部件列表如下：

（1）主控制器、（2）超声波发生器、（3）电极、（4）电源、（5）弹性簧片、（6）显示器、（11）超声波发生器电控引线、（12）电极电控引线、（13）电源供电线、（14）显示器电控引线（20）活性炭电容式水质检测系统、（21）绝缘外壳、（30）活性炭块。

具体实施方法

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

首先，活性炭块30在受检水中完全浸泡后，受检水中的污染微粒被活性炭块30吸附（步骤1）。将活性炭块如图1所示，30装入活性炭电容式水质检测系统20中（步骤2）。在弹性簧片5的弹力作用下，活性炭块30跟电极3保持良好接触。系统开机，主控制器1通过电源供电线13获得运行电力后，通过电极电控引线上的电压判断当前有待检测目标，通过超声波发生器电控引线11控制超声波发生器2发出超声波震动，由于超声波发生器2，跟电极3相连接，其结合方式使用硬连接方式连接，超声波震动可以通过电极3高效率的作用在活性炭块30上，性炭块30内部多余的水分子在超声波震动的作用下产生超声空化效应变成气态分子离开活性炭块30（步骤3）。主控制器1通过电极电控引线12在电极上施加高频电场，高频电场作用在活性炭块30上，由于水分子不断被清除，活性炭块30的电容量不断降低。当电容量降低稳定，说明活性炭块30中的水分子已经去除完毕，主控制器1通过超声波发生器电控引线11控制超声波发生器2停止工作，并记录下活性炭块30最终稳定的电容量数值（步骤4）。主控制器1将活性炭块30最终稳定的电容量数值跟系统预设的活性炭块30初始电容量对比，并根据电容量的变化值计算出水质检测结果（步骤5）。主控制器1通过显示器电控引线14控制显示器6显示相应检测结果（步骤6），完成系统使命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.活性炭电容式水质检测系统及方法,包括:主控制器、超声波发生器、电极、电源、弹性簧片、显示器、绝缘外壳、活性炭块，所述主控制器用于运算与控制，所述的超声波发生器用于产生超声波，所述的电极用于电容检测，所述的电源用于提供运行电力，所述的弹性簧片用于保持接触稳定性，所述的显示器用于显示检测结果，所述的绝缘外壳用于屏蔽外界干扰，所述的活性炭用于吸附水中的污染微粒。

2.根据权利要求1所述主控制器跟超声波发生器、电极、电源、弹性簧片、显示器电连接。

3.根据权利要求1所述的超声波发生器，跟电极相连接，其结合方式使用硬连接方式连接。

4.根据权利要求1所述的显示器，主要由红、绿、蓝三种颜色的发光二极管构成，其每一种颜色的显示强度都可由主控制器单独控制。

5.活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于使用活性炭作为吸附媒介，并且根据活性炭吸附后其电容量发生变化的量来判断吸附程度，进一步计算出水的污染程度。

6.根据权利要求5所述的活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于使用主控制器发出高频电场施加在活性炭两端，并根据高频电场的反馈来计算电容量变化。

7.根据权利要求5所述的活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于设置弹性簧片在电极与活性炭接触点之间，使其接触保持稳定。

8.活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于使用超声空化效应去除活性炭内部的多余水分子，避免水分子对检测结果造成影响。

9.根据权利要求8所述的活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于主控制器根据电容量变化曲线来判断超声空化去除水分子的效果。

10.活性炭电容式水质检测系统及方法，其特征在于包含以下步骤：