本发明涉及水质检测技术领域，尤其涉及可调整滤波参数的水质硬度检测器、水处理器、调整方法。
背景技术
在对饮用水、工业过程水进行软化处理时，常使用水质硬度探头进行水质硬度的测量。由于探头输出信号是毫伏级别的电压信号，容易受到电源的共模干扰，在对采样电压信号进行放大处理前，必须对采样电压信号进行滤波处理，以避免干扰信号影响测量准确度。由于水质硬度探头1的实际电源环境多变，受到电源的共模干扰程度不一样，并且现有的水质硬度检测器的滤波参数不能调整，因此经常出现产品在实验室/工厂测试通过但在其他地方受电源干扰影响测试结果的问题，一旦干扰信号过大而无法有效滤波时容易损坏水质硬度探头配套电路板。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种可根据实际电源环境调整滤波参数，避免了产品在实验室/工厂测试通过但在其他地方受电源干扰影响测试结果的问题出现的可调整滤波参数的水质硬度检测器、水处理器、调整方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种可调整滤波参数的水质硬度检测器，依次串联水质硬度探头、信号采样电路、参数可调滤波电路、信号放大电路和mcu芯片；
所述参数可调滤波电路通过三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的通断调节滤波参数；
所述mcu芯片设有电压波动检测电路和触发电路，所述电压波动检测电路的输出端和触发电路的输入端电连接，所述三极管q1的基极、三极管q2的基极、三极管q3的基极和三极管q4的基极均与触发电路的输出端电连接；
所述电压波动检测电路用于检测信号放大电路的输出电压的实时电压波动值，并且设有最大允许波动阈值，当检测的所述实时电压波动值大于所述最大允许波动阈值时，向所述触发电路发送通断调整信号；
所述触发电路用于分别向三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4发送触发信号，控制三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的通断，形成多种触发信号组合；
和用于当接收到所述通断调整信号时，更换三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的触发信号组合，并向所述电压波动检测电路发送检测请求信号；
所述电压波动检测电路还用于在接收到检测请求信号时，检测调整后的实时电压波动值，若调整后的实时电压波动值不大于所述最大允许波动阈值时向所述触发电路发送停止调整信号；所述触发电路停止更换所述触发信号组合。
优选地，所述参数可调滤波电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c1、电容c2、电容c3、三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4，电阻r1的一端、电阻r2的一端和电阻r3的一端均和信号采样电路的输出端电连接，所述电阻r1的另一端和电容c1的一端电连接，所述电阻r2的另一端和三极管q1的发射极电连接，所述电阻r3的另一端和三极管q2的发射极电连接，所述三极管q1的集电极和电容c1的一端电连接，所述三极管q2的集电极和电容c1的一端电连接，所述电容c2的一端、电容c3的一端和电容c1的一端电连接，所述电容c1的一端和信号放大电路的输入端电连接，所述电容c2的另一端和三极管q3的集电极电连接，所述电容c3的另一端和三极管q4的集电极电连接，所述电容c1的另一端、三极管q3的发射极和三极管q4的发射极均接地，所述三极管q1的基极、三极管q2的基极、三极管q3的基极和三极管q4的基极均与触发电路的输出端电连接。
优选地，所述信号放大电路包括电阻r4、电阻r5和运算放大器u1，所述运算放大器u1的同相输入端和电容c1的一端电连接，所述电阻r4的一端、电阻r5的一端和运算放大器u1的反相输入端电连接，所述电阻r4的另一端接地，所述电阻r5的另一端和运算放大器u1的输出端电连接，所述运算放大器u1的输出端和mcu芯片的输入端电连接。
优选地，所述mcu芯片还设有ad转换电路，所述ad转换电路的输入端和运算放大器u1的输出端电连接，所述ad转换电路的输出端和电压波动检测电路的输入端电连接。
优选地，所述触发电路还用于当所有所述触发信号组合测得的实时电压波动值均大于所述最大允许波动阈值时，更换成对应的实时电压波动值最小的触发信号组合。
优选地，所述可调整滤波参数的水质硬度检测器的调整方法，包括以下步骤：
步骤一，水质硬度探头进行水质检测，从而向信号采样电路输出采样电压信号；
步骤二，所述参数可调滤波电路对所述采样电压信号进行滤波处理；
步骤三，所述信号放大电路对滤波后的采样电压信号进行放大处理，形成运放输出电压信号；
步骤四，所述ad转换电路对所述运放输出电压信号进行模数转换，形成数字电压信号；
步骤五，所述电压波动检测电路检测所述数字电压信号的实时电压波动值，并且将所述实时电压波动值和所述最大允许波动阈值比较：
若所述实时电压波动值大于所述最大允许波动阈值时，向所述触发电路发送通断调整信号；
步骤六，当接收到所述通断调整信号时，所述触发电路更换三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的所述触发信号组合，并向所述电压波动检测电路发送检测请求信号；
步骤七，所述电压波动检测电路检测调整后的实时电压波动值：
若调整后的实时电压波动值不大于所述最大允许波动阈值时，向所述触发电路发送停止调整信号，所述触发电路停止更换所述触发信号组合；
若整后的实时电压波动值大于所述最大允许波动阈值时，向所述触发电路52发送通断调整信号，重复执行步骤六。
优选地，所述步骤二具体为所述触发电路预先随机发送一组触发信号组合至所述参数可调滤波电路，分别控制三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的通断状态和该组触发信号组合一致，所述参数可调滤波电路产生对应的滤波参数，然后所述参数可调滤波电路在此滤波参数下对所述采样电压信号进行滤波处理。
优选地，还包括步骤八，当所有触发信号组合测得的实时电压波动值均大于所述最大允许波动阈值时，所述触发电路更换成对应的实时电压波动值最小的触发信号组合。
优选地，使用所述可调整滤波参数的水质硬度检测器的水处理器，包括水处理器主体和可调整滤波参数的水质硬度检测器，所述可调整滤波参数的水质硬度检测器安装于水处理器主体内，所述可调整滤波参数的水质硬度检测器的水质硬度探头设置于水处理器主体的水箱。
所述可调整滤波参数的水质硬度检测器中，参数可调滤波电路设置三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4，通过不同的开关组合，形成不同的滤波参数，以适应不同的共模干扰程度。触发电路用于分别向三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4发送触发信号，控制三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的通断，形成16种触发信号组合，以便调整滤波参数，提高水质硬度检测准确度。
在有源干扰的情况下，干扰信号会和采样电压信号叠加，经过信号放大电路后干扰会也会被放大，表现为运放输出电压信号上下波动。因此，由电压波动检测电路检测实时电压波动值；一旦实时电压波动值大于所述最大允许波动阈值，则需要向触发电路发送通断调整信号，以使触发电路调整触发信号组合，从而找到适合的滤波参数，将干扰信号滤掉，将运放输出电压信号上下波动减至最小，提高水质硬度数据的准确度，实现自动调整滤波参数的效果。
附图说明
附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明其中一个实施例的水质硬度检测器结构示意图；
图2是本发明其中一个实施例的水处理器结构示意图。
其中：水质硬度探头1；信号采样电路2；参数可调滤波电路3；信号放大电路4；mcu芯片5；电阻r1、r2、r3、r4、r5；运算放大器u1；电容c1、c2、c3；三极管q1、q2、q3、q4；ad转换电路51；触发电路52；电压波动检测电路53；水处理器主体6；水箱61。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例的一种可调整滤波参数的水质硬度检测器，如图1所示，依次串联水质硬度探头1、信号采样电路2、参数可调滤波电路3、信号放大电路4和mcu芯片5；所述参数可调滤波电路3通过三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的通断调节滤波参数；
所述mcu芯片5设有电压波动检测电路53和触发电路52，所述电压波动检测电路53的输出端和触发电路52的输入端电连接，所述三极管q1的基极、三极管q2的基极、三极管q3的基极和三极管q4的基极均与触发电路52的输出端电连接；
所述电压波动检测电路53用于检测信号放大电路4的输出电压的实时电压波动值，并且设有最大允许波动阈值，当检测的所述实时电压波动值大于所述最大允许波动阈值时，向所述触发电路52发送通断调整信号；
所述触发电路52用于分别向三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4发送触发信号，控制三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的通断，形成多种触发信号组合；
和用于当接收到所述通断调整信号时，更换三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的触发信号组合，并向所述电压波动检测电路53发送检测请求信号；
所述电压波动检测电路53还用于在接收到检测请求信号时，检测调整后的实时电压波动值，若调整后的实时电压波动值不大于所述最大允许波动阈值时向所述触发电路52发送停止调整信号；所述触发电路52停止更换所述触发信号组合。
所述可调整滤波参数的水质硬度检测器中，水质硬度探头1用于水质硬度的测量，水质硬度探头1输出信号为毫伏级别的电压信号，会被输送至信号采样电路2，由于毫伏级别的电压信号容易受到电源的共模干扰，因此毫伏级别的采样电压信号需要通过所述参数可调滤波电路3进行滤波处理，再通过信号放大电路4进行放大处理，向mcu芯片5输送运放输出电压信号，以进行下一步的数据处理。
由于水质硬度探头1的实际电源环境多变，受到电源的共模干扰程度不一样，因此参数可调滤波电路3设置三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4，通过不同的开关组合，形成不同的滤波参数，以适应不同的共模干扰程度。触发电路52用于分别向三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4发送触发信号，控制三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的通断，形成16种触发信号组合，以便调整滤波参数，提高水质硬度检测准确度。
在有源干扰的情况下，干扰信号会和采样电压信号叠加，经过信号放大电路4后干扰会也会被放大，表现为运放输出电压信号上下波动。因此，由电压波动检测电路53检测实时电压波动值：若所述实时电压波动值不大于所述最大允许波动阈值，则无需调整滤波参数；一旦实时电压波动值大于所述最大允许波动阈值，则需要向触发电路52发送通断调整信号，以使触发电路52调整触发信号组合，从而达到调整滤波参数的目的。
当接收到所述通断调整信号时，触发电路52更换触发信号组合，以调整三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的通断，调整滤波参数，对采样电压信号进行重新滤波处理，因此每一次调整滤波参数后需要电压波动检测电路53检测调整后的实时电压波动值；不断更换触发信号组合，直至实时电压波动值不大于最大允许波动阈值时所述触发电路52停止调整，从而找到适合的滤波参数，将干扰信号滤掉，将运放输出电压信号上下波动减至最小，提高水质硬度数据的准确度，实现自动调整滤波参数的效果。
优选地，如图1所示，所述参数可调滤波电路3包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c1、电容c2、电容c3、三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4，电阻r1的一端、电阻r2的一端和电阻r3的一端均和信号采样电路2的输出端电连接，所述电阻r1的另一端和电容c1的一端电连接，所述电阻r2的另一端和三极管q1的发射极电连接，所述电阻r3的另一端和三极管q2的发射极电连接，所述三极管q1的集电极和电容c1的一端电连接，所述三极管q2的集电极和电容c1的一端电连接，所述电容c2的一端、电容c3的一端和电容c1的一端电连接，所述电容c1的一端和信号放大电路4的输入端电连接，所述电容c2的另一端和三极管q3的集电极电连接，所述电容c3的另一端和三极管q4的集电极电连接，所述电容c1的另一端、三极管q3的发射极和三极管q4的发射极均接地，所述三极管q1的基极、三极管q2的基极、三极管q3的基极和三极管q4的基极均与触发电路52的输出端电连接。
三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4由触发电路52输送触发信号，例如三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4保持关断时，则由电阻r1和电容c1组成滤波参数为r1*c1；当三极管q1导通，而三极管q2、三极管q3和三极管q4保持关断时，由电阻r1、电阻r2和电容c1组成滤波参数为((r1+r2)/r1*r2)*c1；如此类推，通过控制三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的通断状态，可形成16种不同的触发信号组合，对应形成16个不同的滤波电路参数。从而可调整滤波参数的水质硬度检测器具有灵活多样的滤波参数，可根据实际电源环境自行调整滤波参数，减少信号放大电路4的设计时间，避免了产品在实验室/工厂测试通过但在其他地方受电源干扰影响测试结果的问题出现，实现滤波参数在产品生产后仍然可调，降低售后水质硬度探头1配套电路板的售后维修率。
优选地，如图1所示，所述信号放大电路4包括电阻r4、电阻r5和运算放大器u1，所述运算放大器u1的同相输入端和电容c1的一端电连接，所述电阻r4的一端、电阻r5的一端和运算放大器u1的反相输入端电连接，所述电阻r4的另一端接地，所述电阻r5的另一端和运算放大器u1的输出端电连接，所述运算放大器u1的输出端和mcu芯片5的输入端电连接。信号放大电路4将滤波后的毫伏级别的电压信号放大到所需要的幅度值且与原输入信号变化规律一致的运放输出电压信号，即进行不失真的放大，确保水质测量结果的准确性。
优选地，如图1所示，所述mcu芯片5还设有ad转换电路51，所述ad转换电路51的输入端和运算放大器u1的输出端电连接，所述ad转换电路51的输出端和电压波动检测电路53的输入端电连接。信号放大电路4输出的运放输出电压信号，经ad转换电路51进行模数转换，形成数字电压信号，以便获得水质硬度值。
在有源干扰的情况下，干扰信号会和采样电压信号叠加，经过信号放大电路4后干扰会也会被放大，表现为运放输出电压信号上下波动。因此，设置所述ad转换电路51将运放输出电压信号的模拟波动转换成数字波动，然后由电压波动检测电路53检测实时电压波动值。
优选地，所述触发电路52还用于当所有触发信号组合测得的实时电压波动值均大于所述最大允许波动阈值时，更换成对应的实时电压波动值最小的触发信号组合。比较16种所述触发信号组合中，哪种对应的实时电压波动值最小，即该种触发信号组合对应的滤波参数最为理想，在此滤波参数下水质硬度检测器的抗干扰能力最好，因此更换成对应的实时电压波动值最小的触发信号组合。综上可知，所述mcu芯片5可通过上述方式达到自动调整滤波参数的效果。
优选地，所述可调整滤波参数的水质硬度检测器的调整方法，包括以下步骤：
步骤一，水质硬度探头1进行水质检测，从而向信号采样电路2输出采样电压信号；
步骤二，所述参数可调滤波电路3对所述采样电压信号进行滤波处理；
步骤三，所述信号放大电路4对滤波后的采样电压信号进行放大处理，形成运放输出电压信号；
步骤四，所述ad转换电路51对所述运放输出电压信号进行模数转换，形成数字电压信号；
步骤五，所述电压波动检测电路53检测所述数字电压信号的实时电压波动值，并且将所述实时电压波动值和所述最大允许波动阈值比较：
若所述实时电压波动值大于所述最大允许波动阈值时，向所述触发电路52发送通断调整信号；
步骤六，当接收到所述通断调整信号时，所述触发电路52更换三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的所述触发信号组合，并向所述电压波动检测电路53发送检测请求信号；
步骤七，所述电压波动检测电路53检测调整后的实时电压波动值：
若调整后的实时电压波动值不大于所述最大允许波动阈值时，向所述触发电路52发送停止调整信号，所述触发电路52停止更换所述触发信号组合；
若整后的实时电压波动值大于所述最大允许波动阈值时，向所述触发电路52发送通断调整信号，重复执行步骤六。
所述可调整滤波参数的水质硬度检测器的调整方法，可根据实际电源环境自动调整滤波参数，通过控制三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4不同的开关组合，形成不同的滤波参数，以适应不同的共模干扰程度。所述步骤四中ad转换电路51将运放输出电压信号的模拟波动转换成数字波动，然后所述步骤五由电压波动检测电路53检测实时电压波动值：若所述实时电压波动值不大于所述最大允许波动阈值，则无需调整滤波参数；一旦实时电压波动值大于所述最大允许波动阈值，则需要向触发电路52发送通断调整信号，以使触发电路52调整触发信号组合，从而达到调整滤波参数的目的。当接收到所述通断调整信号时，触发电路52更换触发信号组合，以调整三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的通断，调整滤波参数，对采样电压信号进行重新滤波处理，因此每一次调整滤波参数后需要电压波动检测电路53检测调整后的实时电压波动值；不断更换触发信号组合，直至实时电压波动值不大于最大允许波动阈值时所述触发电路52停止调整，从而找到适合的滤波参数，将干扰信号滤掉，将运放输出电压信号上下波动减至最小，提高水质硬度数据的准确度。所述可调整滤波参数的水质硬度检测器的调整方法，具有灵活多样的滤波参数，可根据实际电源环境自动调整滤波参数，避免了产品在实验室/工厂测试通过但在其他地方受电源干扰影响测试结果的问题出现，实现滤波参数在产品生产后仍然可调，降低售后水质硬度探头1配套电路板的售后维修率。
优选地，所述步骤二具体为所述触发电路52预先随机发送一组触发信号组合至所述参数可调滤波电路3，分别控制三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4的通断状态和该组触发信号组合一致，所述参数可调滤波电路3产生对应的滤波参数，然后所述参数可调滤波电路3在此滤波参数下对所述采样电压信号进行滤波处理。所述触发电路52预先从16种触发信号组合中，随机发送一组触发信号组合至所述参数可调滤波电路3；若该种触发信号组合对应的实时电压波动值大于所述最大允许波动阈值时，触发电路52再从剩下的15种触发信号组合中随机发送一组触发信号组合至所述参数可调滤波电路3，如此类推直至调整后的实时电压波动值不大于所述最大允许波动阈值为止。
优选地，还包括步骤八，当所有触发信号组合测得的实时电压波动值均大于所述最大允许波动阈值时，所述触发电路52更换成对应的实时电压波动值最小的触发信号组合。比较16种所述触发信号组合中，哪种对应的实时电压波动值最小，即该种触发信号组合对应的滤波参数最为理想，在此滤波参数下水质硬度检测器的抗干扰能力最好，因此更换成对应的实时电压波动值最小的触发信号组合。综上可知，所述mcu芯片5可通过上述方式达到自动调整滤波参数的效果。
优选地，如图2所示，使用所述可调整滤波参数的水质硬度检测器的水处理器，包括水处理器主体6和可调整滤波参数的水质硬度检测器，所述可调整滤波参数的水质硬度检测器安装于水处理器主体6内，所述可调整滤波参数的水质硬度检测器的水质硬度探头1设置于水处理器主体6的水箱61。使用所述可调整滤波参数的水质硬度检测器的水处理器，可根据实际电源环境自动调整滤波参数，通过控制三极管q1、三极管q2、三极管q3和三极管q4不同的开关组合，形成不同的滤波参数，以适应不同的共模干扰程度，避免了产品在实验室/工厂测试通过但在其他地方受电源干扰影响测试结果的问题出现，提高了水质检测准确度，实现滤波参数在产品生产后仍然可调，降低售后水质硬度探头1配套电路板的售后维修率。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。