专利名称：一种水族箱外置过滤桶的污染检测装置的制作方法
一种水族箱外置过滤桶的污染检测装置 技术领域 本发明涉及水族养殖领域的一种外置过滤桶的检测装置。
背景技术：
第2006200548623号中国专利申请公开一种水族养殖领域的外置 过滤桶，在过滤桶内部加装有污染检测装置，当桶内过滤棉污染达到一定程度 时，会发出报警信号，提醒用户注意清洗。该技术简单实用，但在实际使用中 发现该监测装置存在稳定性和可靠性差的问题，出厂时能正常工作的检测装 置，连续工作一段时间后会出现检测灵敏度异常并误报警的问题。
发明内容
本发明目的是公开一种使检测灵敏度保持稳定的检测装置。
经过研究发现，检测装置误报警的问题，是检测装置重要部件发光管由于 长期工作出现光衰，即长时间工作后发光强度比刚出厂时明显下降，导致在过 滤棉污染程度不大时检测信号也异常下降，误以为是污染过大而出现误报警。
本发明的检测装置对此进行改进，它包括发光管、检测用光敏元件、检测 电路和报警电路，其特征在于所述检测装置还包括有用于对发光管光衰现象进 行补偿的补偿电路。所述补偿电路主要包括一只用于直接检测发光管发光强度 的补偿用光敏元件，其输出作为参考信号连接到检测电路的比较信号输入端。
本发明设置有补偿光敏元件用于直接检测发光管的发光强度，并作为参考 电压信号输入到检测电路的比较信号输入端，与用于检测过滤棉污染程度的原 有的检测用光敏元件的电压信号进行比较。当发光管出现光衰时，由于检测用 光敏元件和补偿用光敏元件的光感应信号同步下降，补偿用光敏元件的输出信 号可以对检测用光敏元件由于发光管光衰造成的检测信号下降进行补偿，所以 消除了发光管光衰的影响，避免误报警，使检测装置工作更稳定和更可靠。
现有技术和上述改进方案还存在这样的不足由于检测电路对污染程度的 判定是通过两个具体电压数值进行比较，所以不单发光管和光敏管的元件参数发生变化时会影响检测结果，而两者的安装角度发生变化和元件表面受到污染 也都会影响到检测结果，造成检测异常。所以，进一步改进，检测装置的检测
电路由单片机MCU构成，检测用光敏元件和补偿用光敏元件的输出信号分别连 接到单片机的两个带模/数转换功能的输入端，单片机根据每次启动工作后两 个输入端输入电压的电压差的变化程度来进行污染检测。当电压差的变化程度 超过设定值，便启动报警电路。采用这样的技术方案，检测结果只与每次启动 工作后两个输入电压的变化程度有关，而与具体的电压数值无关，所以也就与 发光管和光敏管的参数，及其安装变化和表面是否受污染都基本无关。这进一 步提高检测的稳定性，并可在生产时忽略元件离散性的影响，提高生产效率。
图1是本发明一个实施例的电路原理图。
图2是本发明另一实施例的电路原理图。
具体实施方式
下面根据附图，对本发明的实施例进行说明。
图1中，LED1是发光二极管，检测用光敏元件Gl和补偿用光敏元件G2 采用光敏管，也可采用光敏电阻等其他光敏元件，Gl的输出信号通过W1进行 调整后连接到由电压比较器IC1组成的检测电路的信号输入端V+， G2构成补
偿电路，其输出信号连接到检测电路的比较输入端v-。
发光管LED1、检测用光敏管G1在过滤桶中按照现有技术进行安装，LED1 发出的光，照射到过滤桶中的过滤棉上，反射和散射回来(或穿透)的光线被 检测用光敏管G1所检测，所以G1的信号随着过滤棉的污染程度而变化。新增 加的补偿用光敏管G2靠近安装在LED1旁边，只直接检测LED1的光线，而与 过滤棉无关。调整W1和R2，使得当过滤棉干净时，反射和散射的光线较强， 检测光敏管G1信号较强，V+大于V-， IC1输出高电平，报警电路LED2和蜂鸣 器B不动作，当过滤棉污染达到一定程度时，反射和散射光线较弱，检测光敏 管G1信号变小，当V+小于V-时，IC1输出低电平，LED2发光，蜂鸣器B报警提醒用户过滤棉污染严重，需要清洗。
当发光管LED1由于长时间工作出现光衰，发光强度下降时，因为检测用 光敏管Gl和补偿用光敏管G2的感应信号同步下降，光敏管G2起到补偿作用， 所以消除了发光管LED1光衰的影响，使工作更稳定和更可靠。
图2中，采用单片机MCU来构成检测电路，(省略滤波、复位等外围电路), 检测用光敏管Gl和补偿用光敏管G2的输出信号分别输入到两个模/数输入端 口 Al和A2，由MCU对信号进行模/数转换得到输入的信号值VI和V2，其中VI 为检测输入信号，V2为补偿输入信号，设置W1和R2使得V1大于V2。
在通电开机时，MCU复位后启动工作，这时MCU检测Al和A2输入的初始 值VI和V2，将VI的初始值定为最大值VM，并得出初始电压差AV0二VM-V2。 随着过滤桶的工作，过滤棉污染变大，导致G1的信号变小，Vl逐渐下降，VI 与V2的当前电压差AV =V1-V2也在变小，当前电压差AV与初始电压差AVO 的变化比值为ri， i!二AV/AVO，变化比值il实质意义为当前状态与初始状态 的比较值，n越小说明状态变化越大，也就是过滤棉受污染程度越大。设定某 一具体数值nO，如50%，使得当变化比值il小于r!O时，也即过滤棉污染程度 达到设定程度，MCU便发出报警信号，提醒用户注意清洗。采用这样的技术方 案，检测电路是根据每次启动工作后VI和V2电压差的变化程度来判定污染程 度，而与V1、 V2的具体数值无关，所以也就可以忽略发光管LED1、光敏管G1、 G2的产品参数的变化，以及元件的安装角度和表面污染的影响，既进一步提高 检测的稳定性，也有利于工业化生产时提高生产效率。
权利要求
1、一种水族箱外置过滤桶的污染检测装置，包括发光管、检测用光敏元件、检测电路和报警电路，其特征在于所述检测装置还包括有用于对发光管光衰现象进行补偿的补偿电路。
2、 根据权利要求1所述的一种水族箱外置过滤桶的污染检测装置，其特征在于所述补偿电路主要包括一只用于直接检测发光管发光强度的补偿用光敏元件，其输出作为参考信号连接到检测电路的比较信号输入端。
3、根据权利要求2所述的一种水族箱外置过滤桶的污染检测装置，其特征在于检测电路主要由单片机MCU构成，检测用光敏元件和补偿用光敏元件的输出信号分别连接到单片机的两个带模/数转换功能的输入端，单片机根据每次启动工作后两个输入端输入电压的电压差的变化程度来进行污染检测。
全文摘要
一种水族箱外置过滤桶的污染检测装置，包括发光管、检测用光敏元件、检测电路和报警电路，其特征在于所述检测装置还包括有用于对发光管光衰现象进行补偿的补偿电路。本发明的意义在于当发光管出现光衰时，补偿电路的补偿信号对检测用光敏管的检测信号由于发光管光衰而造成的变化进行补偿，所以消除了发光管光衰的影响，使外置过滤桶监测装置的检测工作更稳定和更可靠。
文档编号G01N21/47GK101629902SQ200910164868
公开日2010年1月20日 申请日期2009年8月5日 优先权日2008年9月20日
发明者徐志强, 王丹琳 申请人:王丹琳