远程多参数水质检测设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种远程多参数水质检测设备，该设备包含：水质检测电路，以及电路连接水质检测电路输入端的溶解性总固体值检测器、温度检测器、PH值检测器、浊度检测系统；水质检测电路输出端通过无线网络通信连接远程终端，将水箱中饮用水的溶解性总固体值、PH值、浊度值、温度上传至远程终端。本实用新型通过溶解性总固体值检测器、PH值检测器、浊度检测系统、温度检测器检测溶解性总固体值、PH值、浊度值、温度，通过无线网络上传至远程终端，实现远程监控水质情况，便于提前对饮水设备的运行状态做出预判，保障饮水设备的水质。
【专利说明】
远程多参数水质检测设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种直饮机参数检测技术，具体涉及一种远程多参数水质检测设备。
【背景技术】
[0002]当下，人们的生活品质不断提高，在一些家庭和办公场所，都已经进行了直饮水设备的建设，但是目前大部分的直饮设备部不具备一个实时水质检测，或者无法做到一个远程监控水质情况。如果能够远程监控水质情况，就便于提前对饮水设备的运行状态做出预判，提高整个设备的体验。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供一种远程多参数水质检测设备，能够远程检测水质情况，便于提前对饮水设备的运行状态做出预判，保障饮水设备的水质，同时便于饮水设备中的水箱改装。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供一种远程多参数水质检测设备，其特点是，该设备包含:水质检测电路，以及电路连接水质检测电路输入端的溶解性总固体值检测器、温度检测器、PH值检测器、浊度检测系统；
[0005]上述溶解性总固体值检测器接触饮水设备水箱中的饮用水，检测溶解性总固体值上传至水质检测电路；
[0006]上述PH值检测器接触饮水设备水箱中的饮用水，检测PH值上传至水质检测电路；
[0007]上述浊度检测系统照射饮水设备水箱中的饮用水并接收其散射光，检测浊度值上传至水质检测电路；
[0008]上述温度检测器接触饮水设备水箱中的饮用水，检测温度上传至水质检测电路，并对水质检测电路接收的溶解性总固体值、PH值、浊度值进行温度补偿；
[0009]上述水质检测电路输出端通过无线网络通信连接远程终端，将水箱中饮用水的溶解性总固体值、PH值、浊度值、温度上传至远程终端。
[0010]上述水质检测设备还包含水质检测机构，该水质检测机构包含流通饮用水的水道，该水道设置于饮水设备的水箱中，水道的进水口对应连接水箱的进水口，水道的出水口对影连接水箱的出水口；溶解性总固体值检测器、PH值检测器、浊度检测系统、温度检测器的检测端设置于水质检测机构的水道中。
[0011]上述水质检测机构的水道包含依次水路连接的若干子水道，溶解性总固体值检测器、PH值检测器、浊度检测系统、温度检测器的检测端分别设置在各个子水道中。
[0012]上述水质检测机构水道的进水口与出水口之间设有若干将水道分隔成若干子水道的隔板，每个隔板上设有水路连通相邻子水道的开口；水道的进水口、各个隔板上的开口、水道的出水口依次交错设置。
[0013]上述水质检测机构的水道中饮用水的水流方向固定，PH值检测器的检测端设置于溶解性总固体值检测器的检测端的上游。
[0014]上述溶解性总固体值检测器包含:
[0015]设置在饮水设备水箱中的双探针；
[0016]采样与激励电路，其电路连接双探针，激励双探针并采集双探针之间的电压；
[0017]溶解性总固体值检测电路，其输入端电路连接采样与激励电路，输出端电路连接水质检测电路，溶解性总固体值检测电路根据双探针之间的电压检测得饮用水的溶解性总固体值上传水质检测电路。
[0018]上述浊度检测系统包含:
[0019]设置于饮水设备水箱中的定向光源，其发光方向与水箱内饮用水表面呈45度；
[0020]设置于饮水设备水箱中的感光器，其感光方向与定向光源的发光方向呈90度，感光器采集定向光源照射饮用水的散射光；
[0021 ]浊度检测电路，其电路连接感光器的输出端，浊度检测电路的输出端电路连接水质检测电路，浊度检测电路收到散射光检测得浊度值上传至水质检测电路。
[0022]上述定向光源为红外激光。
[0023]PH值检测器检测饮水设备水箱中饮用水的PH值上传至水质检测电路;溶解性总固体值检测器检测饮水设备水箱中饮用水的溶解性总固体值上传至水质检测电路;浊度检测系统检测饮水设备水箱中饮用水的浊度值上传至水质检测电路;温度检测器检测饮水设备水箱中饮用水的温度上传至水质检测电路;水质检测电路将水箱中饮用水的PH值、溶解性总固体值、浊度值、温度通过无线网络传输至远程终端。
[0024]本实用新型远程多参数水质检测设备和现有技术的水质监测技术相比，其优点在于，本实用新型通过溶解性总固体值检测器、PH值检测器、浊度检测系统、温度检测器检测溶解性总固体值、PH值、浊度值、温度，通过无线网络上传至远程终端，实现远程监控水质情况，便于提前对饮水设备的运行状态做出预判，保障饮水设备的水质；
[0025]本实用新型设备结构简单，通过结构简单的水质检测机构对饮水设备的水箱进行水道改造，能直接在原有的饮水设备进行改装，并规划出合理分布各种参数水质监测设备的水道，饮水设备水箱改装方便。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型远程多参数水质检测设备的系统模块图；
[0027]图2为本实用新型远程多参数水质检测设备的水质检测机构的结构示意图；
[0028]图3为本实用新型远程多参数水质检测设备的PH值检测器的电路图；
[0029]图4为本实用新型远程多参数水质检测设备的溶解性总固体值检测器的电路图；
[0030]图5为本实用新型远程多参数水质检测设备的温度检测器的电路图；
[0031 ]图6为本实用新型远程多参数水质检测设备的浊度检测系统的光路图。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图，进一步说明本实用新型的具体实施例。
[0033]如图1所示，为本实用新型公开的一种用于直饮机的远程多参数水质检测设备实施例，该水质检测设备包含:水质检测电路101，以及电路连接水质检测电路101输入端的PH值检测器102、溶解性总固体(TDS ,Total dissolved sol ids)值检测器103、温度检测器104、浊度检测系统105。
[0034]PH值检测器102的检测端，例如PH电极，接触或浸没于饮水设备水箱中的饮用水，用于检测饮用水的PH值，上传至水质检测电路101。
[0035]溶解性总固体值检测器103的检测端，例如TDS电极，接触或浸没于饮水设备水箱中的饮用水，用于检测饮用水中的溶解性总固体值，并上传至水质检测电路101。
[0036]浊度检测系统105照射饮水设备水箱中的饮用水并接收其散射光，通过饮用水的散射光检测饮用水的浊度值，上传至水质检测电路101。
[0037]温度检测器104的检测端，例如热敏电阻，接触或浸没于饮水设备水箱中的饮用水，用于检测饮用水温度并上传至水质检测电路101。另外，水质检测电路101还通过温度检测器104上传的饮用水温度，对其接收的溶解性总固体值、PH值、浊度值进行温度补偿，提高检测精度。
[0038]水质检测电路101的输入端电路连接PH值检测器102、溶解性总固体值检测器103、温度检测器104和浊度检测系统105的输出端。水质检测电路1I中集成有GPRS电路、温度采集转换电路、TDS信号激励和采样电路、PH采样转换电路、以及浊度信号激励和采样电路，可对上述PH值检测器102、溶解性总固体值检测器103、温度检测器104和浊度检测系统105输出的信号进行处理。水质检测电路101的输出端通过无线通信，例如GPRS、蓝牙、WIF1、红外等方式，通信连接远程终端106，将水箱中饮用水的溶解性总固体值、PH值、浊度值、温度上传至远程终端106。
[0039]远程终端106可以采用智能移动终端、PC端、远程服务器，远程终端106将饮水设备水箱中饮用水的溶解性总固体值、PH值、浊度值、温度反馈给饮水设备监控人员，实现远程监控水质情况，便于提前对饮水设备的运行状态做出预判，保障饮水设备的水质。
[0040]如图2所示，远程多参数水质检测设备还包含一种水质检测机构201，可以根据饮水设备中水箱的大小进行定制。如图所示为水质检测机构201的实施例一，该水质检测机构201包含流通饮用水的水道，该水道包含有一个用于容置饮用水的箱体，该箱体的形状大小与饮水设备的水箱的形状大小相适配，该箱体可恰好设置在饮水设备的水箱中，并且该箱体的进水口与出水口分别与饮水设备水箱的进水口 204和出水口 205相对应设置，有利于整个饮水设备的改装。
[0041 ]箱体的进水口 204与出水口 205分别设置于箱体的一对对面上，在箱体内，位于进水口 204与出水口 205之间间隔设有三个将箱体内部分隔成四个子水道的隔板，分别是第一隔板202、第二隔板207和第三隔板209。该第一隔板202、第二隔板207和第三隔板209与箱体结构一体成型，并且平行与进水口 204和出水口 205所在的对面设置，将箱体内部分隔成:连通箱体进水口 204的第一子水道203、位于第一隔板202和第二隔板207之间的第二子水道211、位于第二隔板207和第三隔板209之间的第三子水道212，以及连通箱体出水口 205的第四子水道214。
[0042]PH值检测器102的检测端设置于第一子水道203中；温度检测器104的检测端设置于第二子水道211中；溶解性总固体值检测器103的检测端设置于第三子水道212中；浊度检测系统105的光源和感光器设置于第四子水道214内。通过隔板将PH值检测器102、温度检测器104、溶解性总固体值检测器103、浊度检测系统105分布在不同的子水道中，并且水质检测机构201的水道中饮用水的水流方向固定，确保饮用水充分检测和检测设备间互不干扰。
[0043]进一步的，PH值检测器102的检测端(PH电极)设置于溶解性总固体值检测器103的检测端(TDS电极)的上游。由于TDS电极会对PH电极产生影响，所以TDS电极会装在远离PH电极的地方。
[0044]第一隔板202、第二隔板207和第三隔板209上分别还设有水路连通相邻子水道的开口，并且水道的进水口 204、各个隔板上的开口、水道的出水口 205依次交错设置，具体为:
[0045]第一隔板202上设有第一开口 206，进水口 204设置于第一子水道203的一侧，该第一开口 206则与进水口 204交错设置于第一子水道203的另一侧，使饮用水由进水口 204进入第一子水道203后完整通过第一子水道203内形成的水路通道后由第一开口 206离开第一子水道203，从而确保通过第一子水道203的饮用水能流经并接触PH值检测器102的检测端。
[0046]第二隔板207上设有第二开口 208，第一开口 206设置于第二子水道211的一侧，该第二开口 208则与第一开口 206交错，设置于第二子水道211的另一侧，使饮用水由第一开口206进入第二子水道211后完整通过第二子水道211内形成的水路通道后由第二开口 208离开第二子水道211，从而确保通过第二子水道211的饮用水能流经并接触温度检测器104的检测端。
[0047]第三隔板209上设有第三开口 210，第二开口 208设置于第三子水道212的一侧，该第三开口 210则与第二开口 208交错，设置于第三子水道212的另一侧，使饮用水由第二开口208进入第三子水道212后完整通过第三子水道212内形成的水路通道后由第三开口 210离开第三子水道212，从而确保通过第三子水道212的饮用水能流经并接触溶解性总固体值检测器103的检测端。
[0048]出水口205与第三开口 210交错设置，分别设置于第四子水道214的两侧，使饮用水由第三开口 210进入第四子水道214后完整通过第四子水道214内形成的水路通道后由出水口 205离开第四子水道214和水质检测机构201，从而确保通过第四子水道214的饮用水能充分收到浊度检测系统105的光照和散射光收集，实现充分浊度检测。
[0049]本实用新型还公开了水质检测机构201的实施例二，本实施例中饮水设备水箱的进水口 204与出水口 205分别设置于水箱的一对对面上。水质检测机构201不包含实施例一种的箱体结构，仅包含固定连接在饮水设备水箱内壁上的第一隔板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位于进水口 204与出水口205之间，相互间间隔设置，并且与进水口 204和出水口 205所在的对面平行设置，将饮水设备的水箱内部分隔成:连通进水口 204的第一子水道203、位于第一隔板202和第二隔板207之间的第二子水道211、位于第二隔板207和第三隔板209之间的第三子水道212，以及连通出水口 205的第四子水道214。
[0050]PH值检测器102的检测端设置于第一子水道203中；温度检测器104的检测端设置于第二子水道211中；溶解性总固体值检测器103的检测端设置于第三子水道212中；浊度检测系统105的光源和感光器设置于第四子水道214内。通过隔板将PH值检测器102、温度检测器104、溶解性总固体值检测器103、浊度检测系统105分布在不同的子水道中，并且水质检测机构201的水道中饮用水的水流方向固定，确保饮用水充分检测和检测设备间互不干扰。
[0051]进一步的，PH值检测器102的检测端(PH电极)设置于溶解性总固体值检测器103的检测端(TDS电极)的上游。由于TDS电极会对PH电极产生影响，所以TDS电极会装在远离PH电极的地方。
[0052]第一隔板202、第二隔板207和第三隔板209上分别还设有水路连通相邻子水道的开口 ；并且水道的进水口 204、各个隔板上的开口、水道的出水口 205依次交错设置，具体为:
[0053]第一隔板202上设有第一开口 206，进水口 204设置于第一子水道203的一侧，该第一开口 206则与进水口 204交错设置于第一子水道203的另一侧，使饮用水由进水口 204进入第一子水道203后完整通过第一子水道203内形成的水路通道后由第一开口 206离开第一子水道203，从而确保通过第一子水道203的饮用水能流经并接触PH值检测器102的检测端。
[0054]第二隔板207上设有第二开口 208，第一开口 206设置于第二子水道211的一侧，该第二开口 208则与第一开口 206交错，设置于第二子水道211的另一侧，使饮用水由第一开口206进入第二子水道211后完整通过第二子水道211内形成的水路通道后由第二开口 208离开第二子水道211，从而确保通过第二子水道211的饮用水能流经并接触温度检测器104的检测端。
[0055]第三隔板209上设有第三开口 210，第二开口 208设置于第三子水道212的一侧，该第三开口 210则与第二开口 208交错，设置于第三子水道212的另一侧，使饮用水由第二开口208进入第三子水道212后完整通过第三子水道212内形成的水路通道后由第三开口 210离开第三子水道212，从而确保通过第三子水道212的饮用水能流经并接触溶解性总固体值检测器103的检测端。
[0056]出水口205与第三开口 210交错设置，分别设置于第四子水道214的两侧，使饮用水由第三开口 210进入第四子水道214后完整通过第四子水道214内形成的水路通道后由出水口 205离开第四子水道214和水质检测机构201，从而确保通过第四子水道214的饮用水能充分收到浊度检测系统105的光照和散射光收集，实现充分浊度检测。
[0057]如图3所示，为本实施例中PH值检测器的电路图，需要利用集成电路TL431产生基准电压2.5V，TL431的输出端与0P-07的输入端相连产生负2.5VWH值检测器利用双电源供电，再把采样的信号进行放大，最后在水质检测电路里通过电路做算法运算得到PH值。其中，PH_Test与PH_Ref分别接PH电极的两根信号线，利用SGM8049采集到PH值电压信号，再通过0P-07把PH值电压信号放大，PH_Value作为输出端，将PH值电压信号发给水质检测电路。
[0058]如图4所示，为溶解性总固体值检测器的电路图，溶解性总固体值检测器包含:设置在饮水设备水箱中的双探针、采样与激励电路和溶解性总固体值检测电路。采样与激励电路输入端电路连接双探针，激励双探针并采集双探针之间的电压。溶解性总固体值检测电路输入端电路连接采样与激励电路，输出端电路连接水质检测电路，溶解性总固体值检测电路根据双探针之间的电压检测得饮用水的溶解性总固体值上传水质检测电路。
[0059]目前，TDS检测电路的传统做法是利用正负电源，间隔一定时间分别给出脉冲信号，这样的实现方法电路简单，但是大大影响了测量精度，因为两个端口给信号，是无法不保证两个脉冲信号的一致性，是的最终还是容易产生极化现象以及电解反应。
[0060]本实施例中利用了 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_D IR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。
[0061]如图5所示，为温度检测器的电路图，该温度检测器利用三线PT100热敏电阻作为检测端，提高测量精度。PTlOO热敏电阻，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PTlOO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PT1001，PT1002，ΡΤ1003，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。
[0062]如图6所示，为浊度检测系统的光路示意图。浊度检测系统包含:定向光源、感光器和浊度检测电路。
[0063]浊度检测系统设置于水箱601靠近出水口602的一端。定向光源采用红外激光，设置于饮水设备水箱601中，其发光方向与水箱内饮用水表面呈45度，用于照射饮用水。
[0064]感光器设置于饮水设备水箱中的，其感光方向与定向光源的发光方向呈90度，用于采集定向光源照射饮用水的散射光。
[0065]浊度检测电路输入端电路连接感光器的输出端，浊度检测电路的输出端电路连接水质检测电路，浊度检测电路收到散射光检测得浊度值上传至水质检测电路。
[0066]本实施例中，浊度检测系统利用红外激光作为定向光源与饮用水的水平面成45度角方向斜入射水面，激光在遇到水中杂质603会有部分光散射，所以在于激光成90度角的方向放一个感光器或接收管，通过感光器电路将光强信号转换成电信号，再将电信号放大。由于散射光与浊度成正比，散射越强，浊度越大。还有大部分的光投射过水中微粒。
[0067]本实用新型所公开的远程多参数水质检测设备的工作流程具体如下:
[0068]PH值检测器检测饮水设备水箱中饮用水的PH值上传至水质检测电路。
[0069]溶解性总固体值检测器检测饮水设备水箱中饮用水的溶解性总固体值上传至水质检测电路。
[0070]浊度检测系统检测饮水设备水箱中饮用水的浊度值上传至水质检测电路。
[0071]温度检测器检测饮水设备水箱中饮用水的温度上传至水质检测电路。
[0072]水质检测电路接收溶解性总固体值、PH值、浊度值后，通过接收的温度对溶解性总固体值、PH值、浊度值进行温度补偿。
[0073]水质检测电路将水箱中饮用水的PH值、溶解性总固体值、浊度值、温度通过无线网络传输至远程终端。
[0074]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】
1.一种远程多参数水质检测设备，其特征在于，该设备包含:水质检测电路，以及电路连接水质检测电路输入端的溶解性总固体值检测器、温度检测器、PH值检测器、浊度检测系统； 所述溶解性总固体值检测器接触饮水设备水箱中的饮用水，检测溶解性总固体值上传至水质检测电路； 所述PH值检测器接触饮水设备水箱中的饮用水，检测PH值上传至水质检测电路； 所述浊度检测系统照射饮水设备水箱中的饮用水并接收其散射光，检测浊度值上传至水质检测电路； 所述温度检测器接触饮水设备水箱中的饮用水，检测温度上传至水质检测电路，并对水质检测电路接收的溶解性总固体值、PH值、浊度值进行温度补偿； 所述水质检测电路输出端通过无线网络通信连接远程终端，将水箱中饮用水的溶解性总固体值、PH值、浊度值、温度上传至远程终端。2.如权利要求1所述的远程多参数水质检测设备，其特征在于，该水质检测设备还包含水质检测机构，该水质检测机构包含流通饮用水的水道，该水道设置于饮水设备的水箱中，水道的进水口对应连接水箱的进水口，水道的出水口对影连接水箱的出水口；溶解性总固体值检测器、PH值检测器、浊度检测系统、温度检测器的检测端设置于水质检测机构的水道中。3.如权利要求2所述的远程多参数水质检测设备，其特征在于，所述水质检测机构的水道包含依次水路连接的若干子水道，溶解性总固体值检测器、PH值检测器、浊度检测系统、温度检测器的检测端分别设置在各个子水道中。4.如权利要求3所述的远程多参数水质检测设备，其特征在于，所述水质检测机构水道的进水口与出水口之间设有若干将水道分隔成若干子水道的隔板，每个隔板上设有水路连通相邻子水道的开口 ；水道的进水口、各个隔板上的开口、水道的出水口依次交错设置。5.如权利要求3或4所述的远程多参数水质检测设备，其特征在于，所述水质检测机构的水道中饮用水的水流方向固定，PH值检测器的检测端设置于溶解性总固体值检测器的检测端的上游。6.如权利要求1所述的远程多参数水质检测设备，其特征在于，所述溶解性总固体值检测器包含: 设置在饮水设备水箱中的双探针； 采样与激励电路，其电路连接双探针，激励双探针并采集双探针之间的电压； 溶解性总固体值检测电路，其输入端电路连接采样与激励电路，输出端电路连接水质检测电路，溶解性总固体值检测电路根据双探针之间的电压检测得饮用水的溶解性总固体值上传水质检测电路。7.如权利要求1所述的远程多参数水质检测设备，其特征在于，所述浊度检测系统包含: 设置于饮水设备水箱中的定向光源，其发光方向与水箱内饮用水表面呈45度； 设置于饮水设备水箱中的感光器，其感光方向与定向光源的发光方向呈90度，感光器采集定向光源照射饮用水的散射光； 浊度检测电路，其电路连接感光器的输出端，浊度检测电路的输出端电路连接水质检测电路，浊度检测电路收到散射光检测得浊度值上传至水质检测电路。8.如权利要求7所述的远程多参数水质检测设备，其特征在于，所述定向光源为红外激光。
【文档编号】G08C17/02GK205506109SQ201620253586
【公开日】2016年8月24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