专利名称：多合一居民饮用水监测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水质监测技术领域，尤其涉及多合一居民饮用水监测器。
背景技术：
随着人们生活水平的日益提高，人们也越来越关心居住环境的安全性问题。其中，由于水是人类生活最重要的资源，居民饮用水的安全监测环节也就成为人们普遍关心的问题，居民饮用水的安全与否与人们的健康生活息息相关，因此社会也在这方面投入大量人力、物力。目前现有的水质监测仪器或设备的应用十分普遍，在居民饮用水的安全监测环节主要需要监测六大指标:水温、余氯、浊度、溶解氧、电导、pH。通过这六项指标的监测就可判断居民饮用水水质的好坏，但是目前市场上绝大多数监测这几类指标的仪器都比较笨重、庞大，而且集成度很低，一般一种监测仪器只能实现一项指标的监测，而且各个监测仪器的供电也很不方便。除此之外，这些监测仪器也都不能做到对饮用水的全年在线自动监测，因此不能满足能实时监测居民饮用水水质的需求。综上所述，针对现有技术的缺陷，特别需要一种集成度高的，将多个指标检测仪器的功能集于一体的多合一的自动的水质监测仪器，来实现对居民饮用水水质的多项指标同时进行监测。
实用新型内容(一)要解决的技术问题针对上述缺陷，本实用新型要解决的技术问题是如何在不增加人力物力的前提下实现对居民饮用水的多项指标同时进行稳定的自动监测。(二)技术方案为解决上述问题，本实用新型提供了多合一居民饮用水监测器，包括:多合一变送器模块和N个分别具有不同功能的传感器探头，其中N为正整数，且I < N < 6 ;所述不同功能的传感器探头分别对水中不同的指标进行采集，转化成相应的弱电信号，并输出给所述多合一变送器模块；所述多合一变送器模块分别与各个传感器探头连接，将接收到的各种弱电信号分别转换成标准的电信号并输出。优选地，所述多合一变送器模块具体包括:电源接口、弱电信号输入端口、变送器运放电路模块和标准电信号输出接口；其中所述弱电信号输入端口与所述传感器探头的弱电信号输出端口连接；所述弱电信号输入端口与所述变送器运放电路模块连接；所述变送器运放电路模块与所述标准电信号输出接口连接。优选地，所述传感器探头包括:浊度探头，用于对水的浊度进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块；所述池度探头包括:池度传感器、第一弱电信号产生模块和第一弱电信号输出端口，所述第一弱电信号输出端口与所述多合一变送器模块的弱电信号输入端口连接。优选地，所述传感器探头还包括:电导探头，用于对水的电导率进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块；所述电导探头包括:电导率传感器、第二弱电信号产生模块和第二弱电信号输出端口，所述第二弱电信号输出端口与所述多合一变送器模块的弱电信号输入端口连接。优选地，所述传感器探头还包括:余氯探头，用于对水的余留的游离性氯和结合性氯进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块；所述余氯探头包括:余氯传感器、第三弱电信号产生模块和第三弱电信号输出端口，所述第三弱电信号输出端口与所述多合一变送器模块的弱电信号输入端口连接。优选地，所述传感器探头还包括:溶解氧探头，用于对溶解在水中的氧进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块；所述溶解氧探头包括:溶解氧传感器、第四弱电信号产生模块和第四弱电信号输出端口，所述第四弱电信号输出端口与所述多合一变送器模块的弱电信号输入端口连接。优选地，所述传感器探头还包括:pH探头，用于对水的pH值进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块；所述pH探头包括:pH传感器、第五弱电信号产生模块和第五弱电信号输出端口，所述第五弱电信号输出端口与所述多合一变送器模块的弱电信号输入端口连接。优选地，所述传感器探头还包括:水温探头，用于对水的温度进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块；所述水温探头包括:水温传感器、第六弱电信号产生模块和第六弱电信号输出端口，所述第六弱电信号输出端口与所述多合一变送器模块的弱电信号输入端口连接。优选地，所述水温探头集成在所述浊度探头、所述电导探头、所述余氯探头、所述溶解氧探头和/或所述PH探头中的任意一个之中。(三)有益效果本实用新型提出了多合一居民饮用水监测器，解决了已有水质监测仪器集成度不高，无法对居民饮用水水质的多项指标同时进行监测的问题，在不增加人力物力的前提下实现对居民饮用水的多项指标同时进行稳定的自动监测。
图1为本实用新型多合一居民饮用水监测器的组成示意图；图2为本实用新型多合一居民饮用水监测器中的多合一变送器的组成示意图；图3为本实用新型多合一居民饮用水监测器中的浊度探头的组成示意图；图4为本实用新型多合一居民饮用水监测器中的电导探头的组成示意图；图5为本实用新型多合一居民饮用水监测器中的余氯探头的组成示意图；图6为本实用新型多合一居民饮用水监测器中的溶解氧探头的组成示意图；图7为本实用新型多合一居民饮用水监测器中的pH探头的组成示意图；图8为本实用新型多合一居民饮用水监测器中的水温探头的组成示意图。其中:1、多合一变送器模块，2、浊度探头，3、电导探头，4、余氯探头，5、溶解氧探头，6、pH探头，7、水温探头，11、电源接口，12、弱电信号输入端口，13、变送器运放电路模块，14、标准电信号输出接口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。本实用新型的实施例中提供了多合一居民饮用水监测器，组成示意图如图1所示，包括:多合一变送器模块I和N个分别具有不同功能的传感器探头8，其中N为正整数，且I彡N彡6。本实施例中多合一居民饮用水监测器的传感器探头8包含了六种传感器探头，对水的六种指标进行监测，这六种传感器探头包括:浊度探头2、电导探头3、余氯探头4、溶解氧探头5、pH探头6和水温探头7。这六种不同功能的传感器探头分别对水的浊度、电导率、余氯、溶解氧、PH值和温度六项指标进行采集。六种传感器探头分别对水中不同的指标进行采集，转化成相应的弱电信号，并输出给多合一变送器模块I。多合一变送器模块I分别与各个传感器探头连接，多合一变送器模块I将各个传感器探头的弱电信号分别转换成标准的电信号并输出。多合一变送器模块I具体包括:电源接口 11、弱电信号输入端口 12、变送器运放电路模块13和标准电信号输出接口 14。其中，弱电信号输入端口 12分别与浊度探头2、电导探头3、余氯探头4、溶解氧探头5、pH探头6和水温探头7的弱电信号输出端口连接。弱电信号输入端口 12与变送器运放电路模块13连接，变送器运放电路模块13与标准电信号输出接口 14连接。浊度探头2，用于对水的浊度进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块I。池度探头2包括:池度传感器21、第一弱电信号产生模块22和第一弱电信号输出端口 23,第一弱电信号输出端口 23与多合一变送器模块的弱电信号输入端口 12连接。电导探头3，用于对水的电导率进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块I。电导探头3包括:电导率传感器31、第二弱电信号产生模块32和第二弱电信号输出端口 33,第二弱电信号输出端口 33与多合一变送器模块的弱电信号输入端口 12连接。余氯探头4，用于对水的余留的游离性氯和结合性氯进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块I。余氯探头4包括:余氯传感器41、第三弱电信号产生模块42和第三弱电信号输出端口 43,第三弱电信号输出端口 43与多合一变送器模块的弱电信号输入端口 12连接。溶解氧探头5，用于对溶解在水中的氧进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块I。溶解氧探头5包括:溶解氧传感器51、第四弱电信号产生模块52和第四弱电信号输出端口 53,第四弱电信号输出端口 53与多合一变送器模块的弱电信号输入端口 12连接。pH探头6，用于对水的pH值进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块I。pH探头6包括:pH传感器61、第五弱电信号产生模块62和第五弱电信号输出端口 63,第五弱电信号输出端口 63与多合一变送器模块的弱电信号输入端口 12连接。水温探头7，用于对水的温度进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块I。水温探头7包括:水温传感器71、第六弱电信号产生模块72和第六弱电信号输出端口 73,第六弱电信号输出端口 73与多合一变送器模块的弱电信号输入端口 12连接。水温探头7可以集成在浊度探头2、电导探头3、余氯探头4、溶解氧探头5、pH探头6中的任意一个之中。多合一变送器模块I分别与浊度探头2、电导探头3、余氯探头4、溶解氧探头5、pH探头6和水温探头7连接，多合一变送器模块I将浊度探头2产生的第一弱电信号、电导探头3产生的第二弱电信号、余氯探头4产生的第三弱电信号、溶解氧探头5产生的第四弱电信号、PH探头6产生的第五弱电信号和水温探头7产生的第六弱电信号分别转换成标准的电信号并输出，以备后续处理。在多合一居民饮用水监测器中还可以包括电信号处理模块，用于对输出的六种标准的电信号进行分析，生成得到居民饮用水的水质报告，居民可以根据水质报告的结果判断引用水水质的好坏。多合一居民饮用水监测器的工作原理是:首先把浊度探头2、电导探头3、余氯探头4、溶解氧探头5、pH探头6和水温探头7这六个传感器探头放入水箱容器中，传感器探头就会通过电化学反应，各自产生相应的电信号，但是这种信号都是弱电信号，很难获取。这时就需要多合一变送器模块I的处理了，它把输入的弱电信号经过各种科学的放大处理变换，把这六种弱电信号处理变为六通道的标准的电压输出信号，这样其他检测仪器就可以获取这六种信号，直接处理该信号就可以得出相应的六项监测指标了。本实施例中用到的六种传感器探头都是按照工业级的指标制作的，安全可靠。在居民饮用水的监测环境中除余氯探头4和溶解氧探头5以外，其余的探头都可以工作一年以上。余氯探头4、溶解氧探头5需要三到四个月更新维护一次。多合一变送器模块I主要是把上述六个探头输出的弱电信号经过相关的处理，把其转换成标准的电信号输出，即把探头输出的弱电信号经过变送器运放电路模块13的放大处理，输出0 2.5V的电压信号，并提供六通道的信号输出。同时变送器运放电路模块13优化了信号处理，减少了电源消耗，还可以采用太阳能供电和市电供电两种方案。作为优选，变送器运放电路模块13采用高度集成的方案，使得变送器的体积大大减小。更由于传感器探头都采用长寿命的工业探头，使得监测的稳定性大大提高。本实施例提供的多合一居民饮用水监测器的显著特点有:第一，传感器探头全都采用工业级产品，稳定可靠，使用寿命长，只需少量维护；第二，变送器运放电路模块13采用高度集成的方式，把六项信号处理集成于一块变送器上，减少了排版的冗余，极大的减小了模块的规模；第三，采用5V的直流电源输入，使模块部署变的更为方便和安全；第四，同时有太阳能供电和市电供电两种供电方案可选，降低了对部署环境的要求。通过使用本实用新型提供的多合一居民饮用水监测器，解决了已有水质监测仪器集成度不高，无法对居民饮用水水质的多项指标同时进行监测的问题，在不增加人力物力的前提下，将多项水质监测功能的模块结为一体，实现对居民饮用水的多项指标同时进行稳定的自动监测。最后应说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而并非对本实用新型的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，这些变化和变型都应落入要求保护的本实用新型范围内，所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求1.多合一居民饮用水监测器，其特征在于，所述监测器包括:多合一变送器模块和N个分别具有不同功能的传感器探头，其中N为正整数，且I < N < 6 ; 所述不同功能的传感器探头分别对水中不同的指标进行采集，转化成相应的弱电信号，并输出给所述多合一变送器模块； 所述多合一变送器模块分别与各个传感器探头连接，将接收到的各种弱电信号分别转换成标准的电信号并输出。
2.如权利要求1所述的多合一居民饮用水监测器，其特征在于，所述多合一变送器模块具体包括:电源接口、弱电信号输入端口、变送器运放电路模块和标准电信号输出接口 ； 其中所述弱电信号输入端口与所述传感器探头的弱电信号输出端口连接； 所述弱电信号输入端口与所述变送器运放电路模块连接； 所述变送器运放电路模块与所述标准电信号输出接口连接。
3.如权利要求1或2所述的多合一居民饮用水监测器，其特征在于，所述传感器探头包括:浊度探头，用于对水的浊度进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块； 所述浊度探头包括:浊度传感器、第一弱电信号产生模块和第一弱电信号输出端口，所述第一弱电信号输出端口与所述多合一变送器模块的弱电信号输入端口连接。
4.如权利要求3所述的多合一居民饮用水监测器，其特征在于，所述传感器探头还包括:电导探头，用于对水的电导率进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块； 所述电导探头包括:电导率传感器、第二弱电信号产生模块和第二弱电信号输出端口，所述第二弱电信号输出端口与所述多合一变送器模块的弱电信号输入端口连接。
5.如权利要求4所述的多合一居民饮用水监测器，其特征在于，所述传感器探头还包括:余氯探头，用于对水的余留的游离性氯和结合性氯进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块； 所述余氯探头包括:余氯传感器、第三弱电信号产生模块和第三弱电信号输出端口，所述第三弱电信号输出端口与所述多合一变送器模块的弱电信号输入端口连接。
6.如权利要求5所述的多合一居民饮用水监测器，其特征在于，所述传感器探头还包括:溶解氧探头，用于对溶解在水中的氧进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块； 所述溶解氧探头包括:溶解氧传感器、第四弱电信号产生模块和第四弱电信号输出端口，所述第四弱电信号输出端口与所述多合一变送器模块的弱电信号输入端口连接。
7.如权利要求6所述的多合一居民饮用水监测器，其特征在于，所述传感器探头还包括:pH探头，用于对水的pH值进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块； 所述pH探头包括:pH传感器、第五弱电信号产生模块和第五弱电信号输出端口，所述第五弱电信号输出端口与所述多合一变送器模块的弱电信号输入端口连接。
8.如权利要求7所述的多合一居民饮用水监测器，其特征在于，所述传感器探头还包括:水温探头，用于对水的温度进行监测，并将监测的结果以弱电信号的形式传送给所述多合一变送器模块；所述水温探头包括:水温传感器、第六弱电信号产生模块和第六弱电信号输出端口，所述第六弱电信号输出端口与所述多合一变送器模块的弱电信号输入端口连接。
9.如权利要求8所述的多合一居民饮用水监测器，其特征在于，所述水温探头集成在所述浊度探头、所述电导探头、所述余氯探头、所述溶解氧探头和/或所述PH探头中的任意一个之中 。
专利摘要本实用新型提供了多合一居民饮用水监测器，包括多合一变送器模块和多个分别具有不同功能的传感器探头；多个不同功能的传感器探头分别对水中不同的指标进行采集，传感器探头的弱电信号输出模块将并各自相应的弱电信号输出给多合一变送器模块的弱电信号输入模块；多合一变送器模块分别与各个传感器探头连接，将各个传感器探头的弱电信号分别转换成标准的电信号并输出，以备后续进一步处理。本实用新型解决了已有水质监测仪器集成度不高，无法对居民饮用水水质的多项指标同时进行监测的问题，在不增加人力物力的前提下实现对居民饮用水的多项指标同时进行稳定的自动监测。
文档编号G01D21/02GK203069209SQ20132002861
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者刘克彬, 毛续飞, 刘云浩 申请人:清华大学