消毒液发生器的控制电路与消毒液发生器的制作方法

1.本实用新型涉及电路技术领域，具体涉及一种消毒液发生器的控制电路与消毒液发生器。


背景技术：

2.随着经济技术的发展，消毒液在人们的生产和生活中应用的十分广泛。目前常见的消毒液发生器的设备控制器主要是采用工业上的可编程逻辑控制器(programmable logic controller，简称plc)控制方式，采用通用的可编程控制器，通过专有的编译软件进行编程，结合外围的特定功能传感器、仪表以及相应的信号处理器进行外围工艺控制以及数据采集。
3.然而，现有消毒设备的控制器plc控制方式，存在硬件资源浪费、多系统协同工作、人工接线复杂、故障点多等问题；同时数据采集以及控制需要外接的特定功能传感器、仪表以及相应的信号处理器，不利于实现消毒设备的小型化，以及会增加额外的成本。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供了一种消毒液发生器的控制电路与消毒液发生器，利用控制模块实现功能需求的定制化设计、控制系统单一，电路定制集成化，减少了外接人工连线，能够降低控制电路的故障率。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种消毒液发生器的控制电路，包括：控制模块，以及与所述控制模块连接的电源模块、ph信号采样模块、称重信号采样模块以及计量泵供电驱动模块；所述ph信号采样模块用于对消毒液发生器中的ph传感器检测得到的消毒液的ph信号进行放大采样处理，并将经过放大采样处理后的ph信号发送到所述控制模块；所述称重信号采样模块用于对消毒液发生器中的称重传感器采集的称重信号进行处理，并将经过处理后的所述称重信号发送到所述控制模块；所述计量泵供电驱动模块用于基于接收到的所述控制模块发送的控制信号对消毒液发生器的计量泵进行控制；所述电源模块用于为所述控制电路中的模块进行供电。
6.本实用新型还提供了一种消毒液发生器，包括：上述的消毒液发生器的控制电路。
7.本实用新型实施例提供了一种消毒液发生器的控制电路，利用控制模块实现功能需求的定制化设计、控制系统单一，电路定制集成化，减少了外接人工连线，能够降低控制电路的故障率。
8.在一个实施例中，所述控制电路还包括与所述控制模块连接的温度模块；所述温度模块用于对所述控制电路的温度进行采集，并将采集的温度发送到所述控制模块。
9.在一个实施例中，所述控制电路还包括：与所述控制模块连接的存储模块；所述存储模块用于存储所述控制模块发送的信息。
10.在一个实施例中，所述控制电路还包括：与所述控制模块连接的通讯模块；所述通讯模块连接到用于显示消毒液发生器的工作状态的显示设备。
11.在一个实施例中，所述控制电路还包括：分别与所述控制模块连接的脉冲信号输入采样模块以及脉冲信号输出模块；所述脉冲信号输出模块连接到所述计量泵供电驱动模块；所述脉冲信号输入采样模块用于对接收到的消毒液发生器中的第一类传感器发送的脉冲输出信号进行信号隔离后，输入到所述控制模块；所述计量泵供电驱动模块用于通过所述脉冲信号输出模块接收所述控制模块发送的控制信号。
12.在一个实施例中，所述控制电路还包括：分别与所述控制模块连接的模拟信号输出模块与模拟信号输入采样模块；所述模拟信号输出模块用于将所述控制模块输出的模拟信号发送消毒液发生器中的第一类预设装置；所述模拟信号输入采样模块用于将接收到的消毒液发生器中的第二类传感器发送的模拟信号转换为电压信号输入到所述控制模块。
13.在一个实施例中，所述模拟信号输入采样模块包括：采样电路与多路复用电路；所述采样电路的输入端连接到消毒液发生器中的第二类传感器，所述采样电路的输出端连接到所述多路复用电路的输入端，所述多路复用电路的多个输出端分别连接到所述控制模块；所述采样电路用于将接收到的消毒液发生器中的第二类传感器发送的模拟信号转换为电压信号输入到多路复用电路；所述多路复用电路用于将各所述电压信号通过对应的输出端输入到所述控制模块。
14.在一个实施例中，所述控制电路还包括：分别与所述控制模块连接的数字信号输入采样模块与数字信号输出模块；所述数字信号输入采样模块用于将接收到的消毒液发生器中的数字信号设备发送的数字输入信号进行隔离，并输出到所述控制模块；所述数字信号输出模块用于将所述控制模块发送的数字控制信号发送到第二类预设装置。
15.在一个实施例中，所述数字信号输入采样模块包括隔离电路与缓冲器；所述隔离电路的输入端连接到消毒液发生器中的数字信号设备，所述隔离电路的输出端连接到所述缓冲器的输入端，所述缓冲器的输出端连接到所述控制模块；所述隔离电路用于将接收到的消毒液发生器中的数字信号设备发送的数字信号进行隔离，并输出到所述缓冲器；所述缓冲器用于将接收到的隔离电路发送的数字信号通过对应的采样通道输入到所述控制模块。
附图说明
16.图1是根据本实用新型第一实施例的消毒液发生器的控制电路的示意图；
17.图2是根据本实用新型第一实施例的ph信号采样模块的电路图；
18.图3是根据本实用新型第一实施例的称重信号采样模块中的放大电路的电路图；
19.图4是根据本实用新型第一实施例的称重信号采样模块中的跟随电路的电路图；
20.图5是根据本实用新型第一实施例的计量泵供电驱动模块中的用于驱动单个计量泵的电路的电路图；
21.图6是根据本实用新型第一实施例的脉冲信号输入采样模块的电路图；
22.图7是根据本实用新型第一实施例的脉冲信号输出模块的电路图；
23.图8是根据本实用新型第一实施例的模拟信号输出模块的电路图；
24.图9是根据本实用新型第一实施例的模拟信号输入采样模块中的采样电路的电路图。
具体实施方式
25.以下将结合附图对本实用新型的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。
26.在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本技术相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
27.除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。
28.在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
29.如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和
“”
包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“或/和”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。
30.在以下描述中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
31.本实用新型第一实施方式涉及一种消毒液发生器的控制电路，可以应用在消毒液发生器中，可用于消毒液发生器的控制，消毒液例如为次氯酸，该控制电路可以焊接在主控电路板上。
32.请参考图1，消毒液发生器的控制电路包括：控制模块1，以及与所述控制模块1连接的电源模块2、ph信号采样模块3、称重信号采样模块4以及计量泵供电驱动模块5。
33.所述ph信号采样模块3用于对消毒液发生器中的ph传感器检测得到的消毒液的ph信号进行放大采样处理，并将经过放大采样处理后的ph信号发送到所述控制模块。即在消毒液发生器中的反应器内设置了ph传感器，ph传感器用于测量反应器内消毒液的ph信号，ph信号采样模块3与ph传感器电连接(图中未示出)，ph传感器会将采集得到的反应器中的消毒液的ph信号发送到ph信号采样模块3，ph信号采样模块3对消毒液的ph信号进行放大采样处理，不需要额外外接相应的信号放大处理仪表设备，随后将经过放大采样处理后的ph信号发送到所述控制模块1，控制模块1基于相应的处理算法对接收到的ph信号处理得到消毒液的ph值，并基于消毒液当前的ph值判断消毒液是否满足ph要求，进一步能够在消毒液的ph值不满足ph要求时，控制输入到反应器中的物质的配比，以对消毒液的ph值进行调整。
34.在一个例子中，请参考图2，为ph信号采样模块3的电路图，图2中ph 传感器采集的ph信号通过j1连接器输入到ph信号采样模块3中，经过图2 的ph信号采样模块3的跟随、放大处理后通过ph-out输出端输出至控制模块1，图2中的ph信号采样模块3还包括：电容c1至电容c13、电阻r1至电阻r9、第一运算放大器u32(例如型号为ca3140amz96)、第二运算放大器u23(例如型号为op07cd)、稳压器u40(例如型号为ams1117-2.5)以及检测点h1和h2，各元
器件的具体连接关系，在此不再赘述，可参见图2。
35.所述称重信号采样模块4用于对消毒液发生器中的称重传感器采集的称重信号进行处理，并将经过处理后的所述称重信号发送到所述控制模块1(包含相同的2路称重电路)。具体的，所述称重信号采样模块4中包含2路称重电路，消毒液发生器中设置了2路称重传感器，2路称重电路分别2路称重传感器一一对应且电连接，每一路称重电路连接在对应的称重传感器与控制模块1 之间，2路称重传感器分别用于称量反应器两种制备消毒液的物质的重量；称重传感器与称重信号采样模块4电连接(图中未示出)，称重传感器会将采集的制备消毒液的物质的重量的称重信号发送到称重信号采样模块4，称重信号采样模块4则会对称重信号进行放大处理，然后发送到控制模块1，控制模块1则能够根据接收到的称重信号得到制备消毒液的物质的重量，由此能够实时检测制备消毒液的物质的重量。
36.在一个例子中，称重信号采样模块4的每路称重电路包括：放大电路与跟随电路，放大电路的输入端连接到称重传感器，放大电路的输出端连接到跟随电路的输入端，跟随电路的输出端连接到控制模块1，放大电路用于对称重传感器所发送的称重信号进行放大，由此不需要额外外接信号放大仪表设备，放大电路再将放大后的称重信号发送到跟随电路，跟随电路能够起到隔离、缓冲的作用，可以提升放大电路的带载能力，随后将称重信号再发送到控制模块1。
37.在一个例子中，请参考图3，为一种称重信号采样模块4中的放大电路的电路图，放大电路通过j2连接器连接到称重传感器，称重信号通过j2连接器输入到放大电路中，经过放大电路后通过weight-out1输出端输出至跟随电路。其中，图3的放大电路还包括：电阻r10至电阻r15、电容c14至电容 c19以及放大器u36(例如型号为ad620)，各元器件的具体连接关系，在此不再赘述，可参见图3。
38.在一个例子中，请参考图4，为一种称重信号采样模块4中的跟随电路的电路图，放大电路输出的称重信号输入到跟随电路中的weight-in输入端，再通过weight-out2输出端输出到控制模块1。其中，图4的跟随电路还包括：电阻r16至电阻r20、电容c20、电容c21、运算放大器u31b以及检测点h3，各元器件的具体连接关系，在此不再赘述，可参见图4。
39.所述计量泵供电驱动模块5用于基于接收到的所述控制模块1发送的控制信号对消毒液发生器的计量泵进行控制。具体的，消毒液发生器中包括计量泵，计量泵的数量一般为多个，计量泵用于将制备消毒液的物质输送到反应器中制，计量泵供电驱动模块5针对各计量泵分别设置对应的电路且通信连接，控制模块1在制备消毒液时，按照消毒液对应用的原料配比发出相应的(脉冲)控制信号至计量泵供电驱动模块5，由计量泵供电驱动模块5基于控制信号对计量泵的工作状态与工作速度进行控制，以进行消毒液的制备。另外，计量泵供电驱动模块5可以设置在与主控电路板连接的接口电路板上。
40.在一个例子中，请参考图5，为计量泵供电驱动模块5中的用于驱动单个计量泵的电路的电路图，图5所示的电路通过j3连接器连接到对应的计量泵，ctl-mos-g1端接收来源于控制模块1的控制信号，并基于该控制信号对所连接的计量泵的工作状态与工作速度进行控制。其中，图5的电路还包括：电阻 r21至电阻r23、mos管q1、二极管d1、电容c21以及电感fb1，各元器件的具体连接关系，在此不再赘述，可参见图5。
41.所述电源模块2用于为所述控制电路中的模块进行供电。具体的，控制电路的输入电压为24v，电源模块2能够进行电压转换，将24v的输入电压转换为12v和5v的供电电压，以
为控制电路中的其他模块进行供电，电源模块2 可以通过主控电路板上的走线与设置在主控电路板上的控制电路的模块进行电连接。
42.本实施例中，控制模块1可以为mcu控制器芯片(例如型号为 stm32f103vct6)，控制模块1中预加载有针对生产不同种类消毒液所需的程序算法，其中程序算法为本领域较为常用的技术手段，在此不再赘述。
43.在一个例子中，消毒液发生器的控制电路还包括：与所述控制模块1连接的无线通信模块6，例如为4g模块、5g模块等，其可以支持can通信，由此控制电路能够与云端服务器通信连接，控制电路可以通过无线通信模块6 将消毒液发生器的本地数据上传到云端服务器，云端服务器也可以对消毒液发生器进行远程监控、查询等功能。
44.在一个例子中，消毒液发生器的控制电路还包括：与所述控制模块1连接的can通信模块7，例如为can总线收发器，控制电路可以通过can通信模块7与外端关联设备进行can通信。
45.在一个例子中，消毒液发生器的控制电路还包括：与所述控制模块1连接的温度模块8，温度模块8可以为温度传感器，所述温度模块8用于对所述控制电路的温度进行采集，并将采集的温度发送到所述控制模块1，由此控制模块1能够对控制电路所处位置的温度进行实时监控，可以在温度过高时判定存在危险，及时控制关闭消毒液发生器，并发出警报。
46.在一个例子中，消毒液发生器的控制电路还包括：与所述控制模块1连接的存储模块9，例如为sd存储体；所述存储模块9用于存储所述控制模块1发送的信息，控制模块1发送的信息可以包括控制电路中的各个模块所发送到控制模块1中的信号，例如消毒液发生器所包含的传感器的发送到控制模块1中的信号，由此能够对所有的相关测试监控信息进行本地存储。
47.在一个例子中，消毒液发生器的控制电路还包括：与所述控制模块1连接的通讯模块10，例如为rs232通讯模块，通讯模块10连接到用于显示消毒液发生器的工作状态的显示设备(显示屏、触控屏等)，由此控制模块1可以通过通讯模块10将消毒液发生器的工作状态信息发送到显示设备进行显示，以供用户进行查看。
48.在一个例子中，所述控制电路还包括：分别与所述控制模块1连接的脉冲信号输入采样模块11以及脉冲信号输出模块12；所述脉冲信号输出模块12 连接到所述计量泵供电驱动模块5。
49.所述脉冲信号输入采样模块11用于对接收到的消毒液发生器中的第一类传感器发送的脉冲输出信号进行信号隔离后，输入到所述控制模块1；第一类传感器为消毒液发生器中采集的信号形式为脉冲信号的传感器(例如为瞬时流量计，其输出为24v的脉冲信号)，各第一类传感器分别连接到脉冲信号输入采样模块11，并将采集得到的脉冲输出信号发送到脉冲信号输入采样模块11。请参考图6，为一种脉冲信号输入采样模块11的电路图，其中包括光电耦合器 u18(型号例如为6n136)，脉冲信号输入采样模块11通过plin输入端接收来自第一类传感器发送的脉冲信号，并利用光电耦合器对输入的脉冲输出信号进行信号隔离，然后通过pulse-out1输出端输出至控制模块1进行采样处理，例如第一类传感器为瞬时流量计，则控制模块1能够根据光电耦合器输出的信号计算出管路中液体的流量。其中，图6的脉冲信号输入采样模块11还包括：电阻r24至电阻r27、以及三极管q2，各元器件的具体连接关系，在此不再赘述，可参见图6。
50.所述计量泵供电驱动模块5用于通过所述脉冲信号输出模块12接收所述控制模块1发送的控制信号。具体而言，控制模块1通过脉冲信号输出模块12 连接到计量泵供电驱动模块5，控制模块1发送到计量泵供电驱动模块5的控制信号为脉冲信号，脉冲信号输出模块12例如为光耦兼容单通道隔离式栅极驱动器，由此控制模块1通过脉冲信号输出模块12将脉冲形式的控制信号发送至计量泵供电驱动模块5。请参考图7，为一种脉冲信号输出模块12的电路图，其中包括光耦兼容单通道隔离式栅极驱动器u24(例如型号为 ucc23513dwyr)，通过输入端pluse-in接收控制模块1输入的控制信号，通过光耦兼容单通道隔离式栅极驱动器u24对输入的控制信号进行信号隔离，然后通过输出端ctl-mos-g1输出驱动信号至计量泵供电驱动模块5，以通过计量泵供电驱动模块5驱动所连接的计量泵。其中，图7的脉冲信号输出模块 12还包括：电阻r28与电阻r29、v-mos1为dc24v，mos-gnd为gnd，各元器件的具体连接关系，在此不再赘述，可参见图7。
51.在一个例子中，所述控制电路还包括：分别与所述控制模块1连接的模拟信号输出模块13与模拟信号输入采样模块14。
52.所述模拟信号输出模块13用于将所述控制模块1输出的模拟信号发送消毒液发生器中的第一类预设装置。控制模块1控制模拟信号输出模块13输出模拟信号(例如4-20ma)至第一类预设装置，第一类预设装置为消毒液发生器中由模拟信号控制的装置，例如为传感器、阀体等，举例来说，第一类预设装置为阀体，则控制模块1可以控制模拟信号输出模块13输出模拟信号，以控制阀体的开合程度。请参考图8，为一种模拟信号输出模块13的电路图，其中模拟信号输出模块13通过j4连接器连接至第一类预设装置，dac2连接到控制模块1，控制模块1控制模拟信号输出模块13通过j4连接器输出模拟信号至第一类预设装置，以对第一类预设装置进行控制。其中，图8的模拟信号输出模块13还包括：电阻r30至电阻r38、电容c23至电容c27、三极管q3 以及运算放大器u16a，各元器件的具体连接关系，在此不再赘述，可参见图 8。
53.所述模拟信号输入采样模块14用于将接收到的消毒液发生器中的第二类传感器发送的模拟信号转换为电压信号输入到所述控制模块1。具体的，第二类传感器为消毒液发生器中输出信号的模拟信号(例如4-20ma)的传感器，第二类传感器输出的模拟信号由模拟信号输入采样模块14进行转换得到对应的电压信号输入到控制模块1中。
54.在一个例子中，模拟信号输入采样模块14包括：采样电路与多路复用电路；所述采样电路的输入端连接到消毒液发生器中的第二类传感器，所述采样电路的输出端连接到所述多路复用电路的输入端，所述多路复用电路的多个输出端分别连接到所述控制模块；所述采样电路用于将接收到的消毒液发生器中的第二类传感器发送的模拟信号转换为电压信号输入到多路复用电路；所述多路复用电路用于将各所述电压信号通过对应的输出端输入到所述控制模块。
55.在一个例子中，请参考图9，为模拟信号输入采样模块14中的采样电路的电路图，其中，模拟信号输入采样模块14的aiin1端连接到第二类传感器，电阻r39将第二传感器输入的模拟信号(例如4-20ma)转换为电压信号并通过输出端aiout1输入到多路复用电路，由多路复用电路进行通道切换后输入到控制模块1，能够节省控制模块1的接口资源。其中，图9的采样电路还包括：电阻r40至电阻r43、电容c28至电容c30、tvs二极管d2和d3，以及运算放大器u8a，各元器件的具体连接关系，在此不再赘述，可参见图9。
56.在一个例子中，所述控制电路还包括：分别与所述控制模块连接的数字信号输入采样模块15与数字信号输出模块16。其中，数字信号输入采样模块 15设置在数字信号输入电路板di板上，数字信号输入采样模块15通过主控电路板上的走线与控制模块1电连接，数字信号输出模块16设置在数字信号输出电路板do板上，数字信号输出模块16通过主控电路板上的走线与控制模块1电连接。
57.所述数字信号输入采样模块15用于将接收到的消毒液发生器中的数字信号设备发送的数字输入信号进行隔离，并输出到所述控制模块1。其中，消毒液发生器中的数字信号设备通过数字信号输入采样模块15连接到控制模块1；数字信号输入采样模块包括隔离电路(例如为光电耦合器)与缓冲器；所述隔离电路的输入端连接到消毒液发生器中的数字信号设备，所述隔离电路的输出端连接到所述缓冲器的输入端，所述缓冲器的输出端连接到所述控制模块；所述隔离电路用于将接收到的消毒液发生器中的数字信号设备发送的数字信号进行隔离，并输出到所述缓冲器；所述缓冲器用于将接收到的隔离电路发送的数字信号通过对应的采样通道输入到所述控制模块，缓冲器也能够通过使能控制引脚切换采样通道，能够节约控制模块1的接口，同时便于外部信号输入控制模块1的扩展使用功能。
58.所述数字信号输出模块16用于将所述控制模块1发送的数字控制信号发送到第二类预设装置。具体的，数字信号输出模块16包括锁存器、达林顿阵列以及继电器电路，继电器电路包括高压继电器电路与低压继电器电路。控制模块1可以通过控制锁存器的使能端进行功能片选，实现控制模块1的接口复用，节约控制模块1的接口资源。达林顿阵列用于驱动继电器，用于控制外接干接点功能器件，例如按钮、指示灯、ac200v电压等。控制高压干接点采用高压继电器电路，例如控制ac220v电源指示灯。控制低压干接点采用低压继电器电路，例如控制蜂鸣器。控制模块1输出的数字控制信号通过锁存器输入到达林顿阵列，然后由达林顿阵列驱动对应的继电器电路对第二预设装置的工作进行控制。
59.本实施例中，利用控制模块实现功能需求的定制化设计、控制系统多功能一体化，电路定制集成化，减少了外接人工连线，能够降低控制电路的故障率。另外，脉冲信号输入采样模块、脉冲信号输出模块、数字信号输入采样模块、数字信号输出模块、称重信号采样模块、ph信号采样模块集成设计了信号处理电路，可以直接针对需要传感器进行信号采集、处理，不需要外接额外的信号处理仪表设备，便于实现产品的小型化以及节约成本。
60.本实用新型的第二实施例涉及一种消毒液发生器，消毒液发生器包括第一实施例中所述的控制电路，另外消毒液发生器还包括用于制备消毒液的其他相关装置以及传感器等，在此不再一一赘述。
61.以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。
62.考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。