专利名称：全自动泡沫比例混合器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机电类，特别涉及一种应用于消防车的泡沫比例混合控制系统的全自动泡沫比例混合器。
背景技术：
泡沫灭火是消防战斗中常见的一种灭火方式，在使用泡沫灭火的消防战斗中要时刻注意泡沫与水的混合比例，在灭火战斗不同种类的泡沫对混合比例的要求也是不同的， 泡沫比例混合的好坏直接关系到泡沫灭火的效率乃至成败。因此我们需要一套能够精确地，方便地调整泡沫混合比例的全自动泡沫比例混合器来保证消防战斗的顺利进行。目前大部分消防车采用的泡沫比例混合器多为机械式控制，只能在3%和6%间进行切换，不能进行更为精准的调节。而对于不同的泡沫灭火时所要求的最佳混合比例值不同，机械式泡沫混合比例控制器无法适应不同的泡沫。同时由于此类装置的状态和参数显示极为简单，无法实时监测和准确查看系统状态和各种数据参数。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种全自动泡沫比例混合器，解决了现有的混合控制系统存在的泡沫比调节范围小、精确度不高、缺少泡沫时不能及时进行提示等问题。本实用新型解决技术问题采用技术方案是全自动泡沫比例混合器，包括主控制电路1、阀门控制电路2、信号采集电路3及设置于控制器前级的电源保护电路G)，其中，所述主控制电路1由主控制器MCU微程序控制器Ul构成；阀门控制电路2包括阀门控制模块21、泡沫比例控制阀22和阀门电流检测模块23 ；信号采集电路3由信号采集模块U2和外接传感器组成，该外接传感器包括水流量传感器31、泡沫流量传感器32、低液位传感器33和系数微调旋钮34 ；所述MCU微程序控制器Ul与信号采集模块U2之间采用通讯方式进行数据传输， 水流量传感器31、泡沫流量传感器32、低液位传感器33和系数微调旋钮34分别与该信号采集模块U2相连接；阀门控制模块21的Open_l、Close_l、full-open_l、full-close_l端口分别与MCU微程序控制器Ul的P1.0、P1. 1、？1.2、？1.3引脚相连接；阀门控制模块21的 A、B、C、D端分别与泡沫比例控制阀22的Open、Close、full-open、full-close端相连；阀门电流检测模块23包括放大器U3、采样电阻R1、增益电阻R2、R3，泡沫比例控制阀22的5 脚与放大器U3的IN引脚相连接，放大器U3的Motor Current弓丨脚与MCU微程序控制器Ul 的AD引脚相连接，MCU微程序控制器Ul根据AD采样得到的数据和电阻Rl的值计算出泡沫比例阀电流大小，实现了对阀门电流的实时监控。所述的电源保护电路4由电压电流保护电路41和电压变换电路42组成，电压电流保护电路41由二极管Dl、过压和低压保护模块43、过流保护模块44组成，来自底盘蓄电池45的电源正极与二极管Dl阳极相连接，二极管Dl的阴极与过压和低压保护模块43相连接，该过压和低压保护模块43直接与过流保护模块44相连接；过流保护模块44与电压变换模块46相连接，电压变换模块46的0UT5V和0UT12V分别与电源输出47的IN5V和 mi2V相连。当电源电压和电流发生变化且超出过压和过流保护模块所要求的范围电路会自动切断电源，从而有效地保护整个电路。电源经过保护电路处理后进入电压变换模块，电压变换模块将电压值分别转换成5V和12V后分别送入到电源输出端为相应电路提供工作电压，电压变换模块的0UT5V和0UT12V分别与电源输出的IN5V和IW2V相连。本实用新型的有益效果在于具有精确比例调节、支持多种管径、电源保护、智能缺少泡沫监测等功能。可采用全自动泡沫比例调节或手动泡沫比例调节模式两种模式对系统进行控制，系统操作简便易懂，显示清晰直观，可长时间稳定运行。系统采用闭环控制，使泡沫比例值能够准确地控制在设定值处，当实际的泡沫比例发生变化时，为了维持所设定的泡沫比例值系统会自动地调节泡沫比例阀。本实用新型具有有效的电源保护机制，以底盘蓄电池28V为基准，其波动范围在-35% +21% (即18V-34V)本产品均能正常工作，当波动超出此范围时本产品将自动断电确保设备安全。电源反向耐压高达1000V，因此当电源反接时不会对系统造成损坏。支持4种管径小于80mm、80mm、100mm、大于100mm，当管径为非标准(小于80mm或者大于100mm)时，信号采集模块上设有对水流量进行标定的旋钮。这样就增大了可使用管径的范围。具有完善的监测保护功能，在水流量、泡沫流量异常、泡沫罐缺少泡沫等情况发生时，能够快速启动保护程序并报警来提醒操作员。本实用新型是目前最完善的全自动泡沫比例混合器，并且本产品性价比很高，非常适合装备我国消防部队。
图1为本实用新型的电路图；图2为本实用新型的方框图；图3为本实用新型的电源保护电路图；图4为本实用新型的系统结构示意图。
具体实施方式
实施例参见图1及图2，本实用新型全自动泡沫比例混合器包括主控制电路1、阀门控制电路2、信号采集电路3及设置于控制器前级的电源保护电路，其中，所述主控制电路1 由主控制器MCU微程序控制器Ul构成；阀门控制电路2包括阀门控制模块21、泡沫比例控制阀22和阀门电流检测模块23 ；信号采集电路3由信号采集模块U2和外接传感器组成， 该外接传感器包括水流量传感器31、泡沫流量传感器32、低液位传感器33和系数微调旋钮 34 ；所述MCU微程序控制器Ul与信号采集模块U2之间采用通讯方式进行数据传输， 水流量传感器31、泡沫流量传感器32、低液位传感器33和系数微调旋钮34分别与该信号采集模块U2相连接；阀门控制模块21的Open_l、Close_l、full-open_l、full-close_l端口分别与MCU微程序控制器Ul的P1.0、P1. 1、？1.2、？1.3引脚相连接；阀门控制模块21的 A、B、C、D端分别与泡沫比例控制阀22的Open、Close、full-open、full-close端相连；阀门电流检测模块23包括放大器U3、采样电阻R1、增益电阻R2、R3，泡沫比例控制阀22的5脚与放大器U3的IN引脚相连接，放大器U3的Motor Current引脚与MCU微程序控制器Ul 的AD引脚相连接，MCU微程序控制器Ul根据AD采样得到的数据和电阻Rl的值计算出泡沫比例阀电流大小，实现了对阀门电流的实时监控。参见附图3所示，本实用新型的电源保护电路4由电压电流保护电路41和电压变换电路42组成，电压电流保护电路41由二极管Dl、过压和低压保护模块43、过流保护模块 44组成，来自底盘蓄电池45的电源正极与二极管Dl阳极相连接，二极管Dl的阴极与过压和低压保护模块43相连接，该过压和低压保护模块43直接与过流保护模块44相连接；过流保护模块44与电压变换模块46相连接，电压变换模块46的0UT5V和0UT12V分别与电源输出47的IN5V和mi2V相连。当电源电压和电流发生变化且超出过压和过流保护模块所要求的范围电路会自动切断电源，从而有效地保护整个电路。电源经过保护电路处理后进入电压变换模块，电压变换模块将电压值分别转换成5V和12V后分别送入到电源输出端为相应电路提供工作电压，电压变换模块的0UT5V和0UT12V分别与电源输出的IN5V和IW2V 相连。参见图4所示，系统采用传统的环泵式文丘里管方式，并且在泡沫管路上加装泡沫比例调节阀Al和泡沫流量计A2，在出水管路A3上装有水流量传感器31，泡沫流量和水流量的比值为实际的泡沫混合比例，泡沫比例控制器A根据实际的泡沫混合比例值和预设值进行比较的结果对阀门的开度进行调节，从而得到所需的泡沫混合比例值。泡沫罐A4中的泡沫液流入泡沫管路中后经过文丘里管A5被吸入到入水管路A6与水进行混合，泡沫和水在水泵A7中得到充分的混合后进入出水管路A3，进而完成了泡沫混合比例的调节。如图1所示，信号采集模块U2对泡沫流量和水流量等进行采集，并将采集到的数据进行计算后发送到主机控制器的MCU微程序控制器Ul，MCU微程序控制器Ul将接收到的泡沫流量值和水流量值作比得到的数据为实时的泡沫混合比例值，同时主机控制器MCU微程序控制器Ul根据具体情况对泡沫比例控制阀门进行相应的动作。系统对泡沫混合比例阀的控制模式有两种一种是自动控制模式，另一种是手动控制模式，操作人员通过操作面板来选择工作模式。自动控制模式自动控制模式是通过控制面板对所需的泡沫混合比例值进行设定，主机控制器的MCU微程序控制器Ul将预先设定的泡沫混合比例值记录存储后与当前的实时泡沫混合比例值进行比较，作为泡沫比例阀调节的依据。当主机控制器的MCU微程序控制器Ul接收到的实时泡沫混合比例值大于(或者小于)预先设定的泡沫混合比例值，为了使泡沫混合比例值维持在预设值处，主机控制器的MCU微程序控制器Ul根据实际情况控制泡沫比例阀开度的大小。此时所显示的泡沫比例值为预先设定的泡沫混合比例值。手动控制模式手动控制模式是通过操作控制面板来控制泡沫比例控制阀22的开度。在手动模式下，当主机控制器的MCU微程序控制器Ul检测到增大(或者减小)泡沫比例阀的操作命令时，主机控制器的MCU微程序控制器Ul立即向泡沫比例阀门发送调节阀门开度的命令。当停止按键后，主机控制器的MCU微程序控制器Ul将不再发送调节阀门命令，此时显示的泡沫混合比例值为实时泡沫混合比例值。本实用新型在泡沫罐内装有低液位传感器33，当系统检测到泡沫即将耗尽时会在上行显示“ERR”提示泡沫液位低。
权利要求1.一种全自动泡沫比例混合器，其特征在于包括主控制电路(1)、阀门控制电路O)、 信号采集电路C3)及设置于控制器前级的电源保护电路G)，其中，所述主控制电路(1)由主控制器MCU微程序控制器(Ul)构成；阀门控制电路( 包括阀门控制模块(21)、泡沫比例控制阀02)和阀门电流检测模块03)；信号采集电路(3)由信号采集模块(U2)和外接传感器组成，该外接传感器包括水流量传感器(31)、泡沫流量传感器(32)、低液位传感器 (33)和系数微调旋钮(34)；所述MCU微程序控制器(Ul)与信号采集模块(似)之间采用通讯方式进行数据传输， 水流量传感器(31)、泡沫流量传感器(32)、低液位传感器(3 和系数微调旋钮(34)分别与该信号采集模块(U2)相连接；阀门控制模块(21)的0pen_U Close_U full-open_U full-cl0Se_l端口分别与MCU微程序控制器(Ul)的Pl. O、Pl. 1、Pl. 2、Pl. 3引脚相连接； 阀门控制模块(21)的A、B、C、D端分别与泡沫比例控制阀(22) ^ Open,Close,full-open, full-close端相连；阀门电流检测模块(23)包括放大器(U3)、采样电阻(R1)、增益电阻 (R2)、(R3)，泡沫比例控制阀(22)的5脚与放大器(U3)的IN引脚相连接，放大器(U3)的 Motor Current引脚与MCU微程序控制器(Ul)的AD引脚相连接。
2.根据权利要求1所述的全自动泡沫比例混合器，其特征在于所述的电源保护电路 (4)由电压电流保护电路Gl)和电压变换电路G2)组成，电压电流保护电路Gl)由二极管(Dl)、过压和低压保护模块(43)、过流保护模块04)组成，蓄电池05)的电源正极与二极管(Dl)阳极相连接，二极管(Dl)的阴极与过压和低压保护模块相连接，该过压和低压保护模块直接与过流保护模块G4)相连接；过流保护模块(44)与电压变换模块 (46)相连接，电压变换模块(46)的0UT5V和OUT 12V分别与电源输出(47)的IN5V和mi2V 相连。
专利摘要本实用新型涉及一种全自动泡沫比例混合器，属于消防设备类。其结构包括主控制电路、阀门控制电路和信号采集电路，其中，所述主控制电路主要由主控制器U1完成；阀门控制电路由阀门控制模块、泡沫比例控制阀和阀门电流检测电路组成；信号采集电路主要由信号采集模块和各传感器组成，传感器包括水流量传感器、泡沫流量传感器、低液位传感器和系数微调旋钮。优点在于具有精确泡沫比例调节、支持多种管径、电源保护、智能缺少泡沫监测等功能。可采用全自动泡沫比例调节或手动泡沫比例调节模式两种模式对系统进行控制，系统操作简便易懂，显示清晰直观、可长时间稳定运行。
文档编号A62C5/02GK202005967SQ20112007955
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月24日 优先权日2011年3月24日
发明者李春宜, 李春旭 申请人:李春旭