水塔水質監控器的製作方法

2023-08-13 07:52:31 3

本發明涉及一種監控裝置，具體涉及一種水塔水質監控器。

背景技術：

水塔，一般居民區裡蓄水作用，有些還是水廠生產工藝的一個重要組成部分。水塔作為用水設備中增高水的壓力的裝置，是一種高聳的塔狀建築物，頂端有一個大水箱，箱內儲水塔越高，水的壓力越大，也就能把水送到更高的建築物上。水塔的作用：一是蓄水，在供水量不足之時，起著調節補充的作用；二是利用水塔的高勢，自動送水，使自來水有一定的水壓揚程。當水用完時，一般是通過水泵將自來水或水井內的水抽至水塔內。水塔在使用過程一般會出現如下問題：

1)由於自來水或水井水質的渾濁，水被抽至水塔內，隨著時間的推移靜置在水塔內的水將會在水塔的底部沉澱有一層淤泥或水垢。若不及時對水塔上的水箱進行清洗，當淤泥或水垢積沉越來越多時，將會對水質造成二次汙染，不利於人們的用水健康；

2)而對於以地下水井作為水塔供水源的水塔，若下大雨時會出現雨水滲透或是遇到枯水期時，水井內的水雜質含量大、水質渾濁嚴重，當水被抽到水塔後同樣會出現積沉淤泥、水垢的現象，不僅水箱清洗工作麻煩，甚至會因水中的泥沙堵塞到水泵而損壞水泵。

技術實現要素：

針對上述的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、智能化程度高的水塔水質監控器，它不僅能夠實時監測水塔內水質的渾濁度以提醒人們及時對水塔進行清洗工作，還可以控制水塔的自動抽水工作。

為解決上述問題，本發明通過以下技術方案實現：

水塔水質監控器，包括主控晶片、用於給主控晶片供電的電源和連接於主控晶片輸入端上的水位傳感器，所述主控晶片的輸出端上通過控制器與電機的控制端連接，所述電機的輸出軸與水泵連接，還包括渾濁度傳感器、顯示模塊和語音報警器，所述渾濁度傳感器與主控晶片的輸入端連接，所述顯示模塊和語音報警器均連接在主控晶片的輸出端上。

上述方案中，所述渾濁度傳感器可以包括外殼和安裝於外殼上的紅外發光二極體及光電三極體，所述外殼通過底座固定在水箱上，紅外發光二極體作為光源發送端設於水箱的一側、光電三級管作為光源接收端設於與紅外發光二極體相對的水箱另一側。

上述方案中，為防止元器件的短路和使用的安全，所述紅外發光二級管和光電三極體均採用密封膜進行包裝後固定於水箱內的側壁上。

上述方案中，為了保證電路的運行穩定性，可在主控晶片與顯示模塊之間還連接有一鎖存器，所述鎖存器的型號為74HC573。

上述方案中，可在主控晶片的輸入端上還連接有一按鍵模塊，用以針對不同的水塔來設置水箱內水位的上限值和下限值、以及水箱內水質渾濁度的極限值。

上述方案中，具體地，所述主控晶片為型號是ATmega16L AVR單片機。

上述方案中，所述控制器可以為繼電器，為防止單片機I/O口無法驅動繼電器工作的情況出現，所述繼電器上可連接有一型號為ULN2003的輔助驅動晶片。

本發明的有益效果為：

1、本發明通過設置的主控晶片、渾濁度傳感器和語音報警器實現了對水塔上的水箱內的水質渾濁度進行實時監測，當檢測到的水質渾濁度高於設定的極限值時發出報警；或是當主控晶片累積的水質渾濁度超出極限值的次數等於設定值時，發出清洗水箱的語音提醒。本發明實現了對水塔內水質渾濁度的實時監測，並能夠及時提醒人們對水箱進行清洗；

2、本發明通過設置的主控晶片、水位傳感器和控制器實現對水箱內水位的監測，當水位傳感器檢測的水位超出水箱上極限值時，主控晶片控制水泵停止向水箱抽水工作；當水位傳感器檢測的水位低於水箱下極限值時，主控晶片控制水泵開始向水箱抽水工作。實現了水塔的自動加水功能，具有智能化程度高、系統運行穩定的特點。

附圖說明

圖1為本水塔水質監控器的系統組成框圖。

圖2為所述渾濁度傳感器的安裝結構示意圖。

圖中標號為：1、外殼，2、底座，3、紅外發光二極體，4、光電三極體，5、密封膜，6、水箱。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖對本發明作進一步的解釋說明，但不用以限制本發明。

如圖1所示，水塔水質監控器，包括主控晶片、用於給主控晶片供電的電源和連接於主控晶片輸入端上的水位傳感器。所述主控晶片的輸出端上通過控制器與電機的控制端連接，所述電機的輸出軸與水泵連接。

所述水塔水質監控器還包括渾濁度傳感器、顯示模塊和語音報警器，所述渾濁度傳感器與主控晶片的輸入端連接，所述顯示模塊和語音報警器均連接在主控晶片的輸出端上。在主控晶片的輸入端上還連接有一按鍵模塊，用於設置水箱內水位的上限值和下限值、以及水箱內水質渾濁度的極限值。本實施例中，在主控晶片與顯示模塊之間還連接有一鎖存器，所述鎖存器的型號為74HC573。

本實施例中，所述主控晶片具體為型號是ATmega16L AVR單片機，當然還可以是其他智能控制晶片。而所採用的控制器具體為繼電器，當然還可以是其他驅動控制電路。為提高系統的運行穩定性，所述繼電器上連接有一型號為ULN2003的輔助驅動晶片。所述顯示模塊具體為LED顯示屏或數碼管。所述按鍵模塊具體可以為觸控螢幕、矩陣式鍵盤或電容式按鍵中的任意一種。

如圖2所示，所述渾濁度傳感器包括外殼1和安裝於外殼1上的紅外發光二極體3及光電三極體4，所述外殼4通過底座2固定在水箱6上，紅外發光二極體3作為光源發送端設於水箱6的一側、光電三級管4作為光源接收端設於與紅外發光二極體3相對的水箱6另一側。本實施例中，所述紅外發光二級管3和光電三極體4均採用密封膜5進行包裝後固定於水箱6內的側壁上。

本發明檢測水質渾濁度的過程如下：

所述紅外發光二極體3發出一定波長的紅外光作為檢測光源，穿透過水箱6內的水，然後被接收端上的光電三極體4接收，產生光電流，由於水中渾濁度不同時，水中含有雜質、灰塵的顆粒大小、密度不同，會造成紅外光的散射和折射，從而使得光電三極體4接收到的光電流產生變化，經濾波後輸出，即得到與渾濁度相關的檢測信號；檢測信號輸入主控晶片中，通過主控晶片的AD轉換器得到傳感器中的光電三極體4的發射極電壓，這個電壓值隨著水的渾濁度變化而變化，進而得到水質情況，並在顯示模塊上顯示：

1)當檢測到的水質渾濁度高於設定的極限值時，發出報警，表示當前水箱內的水較為渾濁，用戶聽到語音報警後可選擇待水沉澱一段時間後再進行使用；

2)當主控晶片累積的水質渾濁度超出極限值的次數等於設定值時，(例如當水質渾濁度連續累積3次超出極限值，3次即為設定值。每達到3次後主控晶片就會進行清零，重新開始計算超出極限值的次數。)則表示目前水箱的底部積沉了較多的淤泥或水垢，人們聽到發出清洗水箱的語音提醒後，能夠及時進行清洗工作。

以上僅為說明本發明的實施方式，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。