專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制的飲用水紫外線消毒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種由單片機(jī)控制的飲用水紫外線消毒器，屬于一種消毒器械。
飲用水消毒器是現(xiàn)代建筑集中供水系統(tǒng)中不可缺少的部分，而紫外線消毒器是其中最常用的一種，現(xiàn)有的飲用水紫外線消毒器主要由筒體、石英管、紫外線燈及控制器等部分組成。當(dāng)水流經(jīng)筒體時(shí)，位于石英管內(nèi)的紫外線燈照射水流，達(dá)到消毒的作用，目前飲用水紫外線消毒器通常都是由多支紫外線燈管組成，根據(jù)水管中水的流速選擇燈管數(shù)量，流速越高，燈管數(shù)量越多，以滿足消毒效果的需求。在設(shè)計(jì)選型安裝時(shí)，只能根據(jù)最高流速或額定流速設(shè)計(jì)選擇飲用水紫外線消毒器的燈管數(shù)量。按最高流速選擇雖可滿足消毒要求，但對(duì)于實(shí)際使用情況來(lái)說(shuō)，水流在一天中總是變化的，多數(shù)時(shí)間往往達(dá)不到最高流速，并不需要所有紫外線燈管都打開(kāi)。所有燈都打開(kāi)不僅浪費(fèi)能源，而且減少紫外線燈管的使用壽命，現(xiàn)在有一種帶電腦自動(dòng)定時(shí)的消毒器，在非定時(shí)器設(shè)定時(shí)間內(nèi)紫外線燈全部關(guān)閉，無(wú)法滿足消毒要求，另一種帶靶式流量控制器的飲用水消毒器(中國(guó)專(zhuān)利CN2295742Y)，雖能夠?qū)崿F(xiàn)只要有水流動(dòng)就打開(kāi)所有紫外線燈，水流停止即關(guān)閉所有紫外線燈的功能，但水流完全停止的狀態(tài)非常少，且在水流較慢的情況下，也必需打開(kāi)所有紫外線燈管仍然浪費(fèi)能源和減少紫外線燈的壽命。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種改進(jìn)的由單片機(jī)控制的飲用水紫外線消毒器，其紫外線燈管開(kāi)啟的數(shù)量可隨流進(jìn)水流的速度而改變。達(dá)到節(jié)約能源，延長(zhǎng)紫外線燈管使用壽命的作用，并保證所有流過(guò)筒體的水都能達(dá)到要求的消毒效果。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的單片機(jī)控制的飲用水紫外線消毒器，由筒體和控制器所構(gòu)成，筒體內(nèi)設(shè)有紫外線燈管和石英玻璃套管，筒體兩端設(shè)有以橡膠圈密封的法蘭盤(pán)，筒體外壁上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，控制器由流量傳感裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、單片機(jī)、繼電器等組成，流量傳感裝置安裝于筒體的進(jìn)水口處，繼電器輸出接點(diǎn)與紫外線燈相連接。單片機(jī)通過(guò)流量傳感裝置檢查水流速度的變化，通過(guò)與內(nèi)部軟件設(shè)定的流速與所需打開(kāi)燈管數(shù)量的關(guān)系表相比較，決定開(kāi)啟幾支紫外線燈，并通過(guò)繼電器打開(kāi)相應(yīng)的紫外線燈，以達(dá)到節(jié)約能源，延長(zhǎng)紫外線燈的使用壽命及保證消毒效果的目的。流速與所需打開(kāi)燈管數(shù)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系表可根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試所得的滿足國(guó)家飲用水消毒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值確定，并預(yù)先存入單片機(jī)系統(tǒng)中。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、因在水流的進(jìn)口處安裝了流量傳感裝置，當(dāng)水流變化時(shí)，傳感裝置輸入單片機(jī)的信號(hào)隨之發(fā)生變化，通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行比較，運(yùn)算，決定紫外線燈管的開(kāi)啟數(shù)量，從而即保證消毒效果，又節(jié)約能源，延長(zhǎng)燈管壽命。
2、由于使用單片機(jī)分別控制每支燈管的開(kāi)關(guān)，所以可以對(duì)每支燈管的打開(kāi)時(shí)間進(jìn)行累加，并保存在內(nèi)部存貯器中。這樣在要開(kāi)啟燈管時(shí)，可由單片機(jī)選擇累計(jì)使用時(shí)間最短的燈管打開(kāi)，以平均使用各支燈管，避免頻繁使用同一支燈管而使其提前損壞。
3、使用單片機(jī)可以很方便地監(jiān)視及顯示各支紫外線燈電路的狀態(tài)，可以方便地單獨(dú)整定各支燈管的開(kāi)閉時(shí)間。
本實(shí)用新型具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及其附圖給出


圖1、為實(shí)施例一單片機(jī)控制的多管紫外線消毒器的示意圖圖2、為實(shí)施例一的控制原理圖圖3、為實(shí)施例一的控制輸出回路圖圖4、為實(shí)施例二安裝反射式光電傳感器的進(jìn)水口A-A剖面圖圖5、為實(shí)施例三安裝霍爾傳感器的進(jìn)水口A-A剖面示意圖圖6、為實(shí)施例三的霍爾傳感器電路原理圖
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明。
該飲用水紫外線消毒器，由筒體和控制器所構(gòu)成，筒體內(nèi)設(shè)有紫外線燈和石英玻璃套管，筒體兩端設(shè)有以橡膠圈密封的法蘭盤(pán)。筒體外壁上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，其特征在于所述的控制器由一流量傳感裝置通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與單片機(jī)相連，單片機(jī)的控制輸出經(jīng)繼電器與紫外線燈的電源回路相連接。通過(guò)單片機(jī)判斷水流的速度，并根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定的滿足國(guó)家飲用水消毒要求的水流速度與開(kāi)啟燈管數(shù)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系值，控制紫外線燈管打開(kāi)的數(shù)量。
本實(shí)用新型實(shí)施例一如
圖1、2、3所示，為一種由單片機(jī)控制的多燈管飲用水消毒器，筒體(1)內(nèi)設(shè)有多支紫外線燈(2)和石英玻璃套管(3)，筒體兩端設(shè)有以橡膠圈密封的法蘭盤(pán)(4)。筒體(1)外壁上設(shè)有進(jìn)水口(5)和出水口(6)，傳感裝置(7)為一標(biāo)準(zhǔn)液體流量傳感器，傳感器安裝于消毒器進(jìn)水口(5)的側(cè)面，[固定支架(17)和旋轉(zhuǎn)葉輪(18)為實(shí)施例二、三中的組成部分]。傳感裝置(7)輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)入圖2所示的單片機(jī)系統(tǒng)。傳感器標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(8)進(jìn)入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(9)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為一模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)電路，將傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，供單片機(jī)(10)使用，單片機(jī)(10)將采集來(lái)的水流速度信號(hào)與程序中預(yù)先整定的數(shù)值比較，根據(jù)預(yù)先輸入的流速與應(yīng)該打開(kāi)燈管數(shù)量的對(duì)應(yīng)表，判斷應(yīng)該打開(kāi)紫外線燈的數(shù)量。如圖3所示的輸出回路(12)中，單片機(jī)通過(guò)向輸出回路(12)發(fā)出低電平信號(hào)(13)，使光電耦合器(14)的輸入端(13)為低電平，光耦不導(dǎo)通，光耦(14)的輸出端(15)為低電平，繼電器(16)不動(dòng)作，其常閉接點(diǎn)閉合，紫外線燈管回路導(dǎo)通，紫外線燈管開(kāi)啟運(yùn)行。各支燈管輸出回路的結(jié)構(gòu)均相同，為保證消毒的可靠性，一律使用繼電器常閉接點(diǎn)，單片機(jī)輸入光耦的信號(hào)(13)為高時(shí)，繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)斷開(kāi)，對(duì)應(yīng)燈管關(guān)閉。由于各支燈管的輸出回路完全相同，卻又各自獨(dú)立，所有回路的開(kāi)閉狀態(tài)全由單片機(jī)控制，因此單片機(jī)可累計(jì)各支燈管的運(yùn)行時(shí)間，并存入與單片機(jī)(10)相連的電可擦除存貯器(11)中。并可根據(jù)各支燈管的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，優(yōu)先開(kāi)啟運(yùn)行時(shí)間較少的燈管，平均了各支燈管的使用時(shí)間，延長(zhǎng)了整個(gè)紫外線消毒器的使用壽命。
本實(shí)用新型的實(shí)施例一中給出的傳感裝置(7)為標(biāo)準(zhǔn)液體流量傳感器，這種方式雖可以提供精確的流量測(cè)量，但由于成本較高，普及推廣性不好。因?yàn)閷?duì)燈管開(kāi)啟數(shù)量的控制與流量變化范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其精度要求非常低，所以只要粗略測(cè)量流量即可做出判斷。因此本實(shí)用新型提供了實(shí)施例二和實(shí)施例三采用簡(jiǎn)單的傳感裝置替代實(shí)施例一中的流量傳感器。
實(shí)施例二與實(shí)施例一基本一樣，僅對(duì)實(shí)施例一中的流量傳感裝置進(jìn)行了替換，不采用液體流量傳感器，而是由光電傳感器通過(guò)對(duì)葉輪的轉(zhuǎn)速測(cè)量，判斷水流速度，本實(shí)用新型實(shí)施例二的傳感裝置部分如圖4所示，圖4為
圖1的A-A剖面圖，在筒體外側(cè)的進(jìn)水口(5)的前段內(nèi)側(cè)，通過(guò)焊接于進(jìn)水管內(nèi)壁的支架(17)固定可轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪(18)，葉輪外側(cè)焊接一圓環(huán)(19)，圓環(huán)某處固定一反光鏡(20)，進(jìn)水口管壁開(kāi)一小窗(21)，由承壓玻璃構(gòu)成并密封，玻璃外側(cè)安裝反射式光電傳感器(22)。當(dāng)水流經(jīng)過(guò)進(jìn)水口時(shí)，帶動(dòng)葉輪及其外圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)反光鏡(20)反光，每轉(zhuǎn)一圈，反射式光電傳感器(22)接收到一個(gè)光信號(hào)，并產(chǎn)生一個(gè)電脈沖信號(hào)(23)，電脈沖信號(hào)(23)經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(9)(此時(shí)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不是A/D轉(zhuǎn)換器，而是由脈沖計(jì)數(shù)器構(gòu)成)進(jìn)入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)脈沖頻率判斷水流速度，從而決定紫外線消毒器燈管開(kāi)啟的數(shù)量，這樣的流速測(cè)量雖有一定誤差，但足以保證消毒的效果，同時(shí)起到節(jié)能和延長(zhǎng)燈管壽命的作用。
在實(shí)施例二中使用了反射式光電傳感器(22)，進(jìn)行流量測(cè)量，此時(shí)存在一個(gè)問(wèn)題是進(jìn)水口管壁要開(kāi)一個(gè)玻璃窗，雖能實(shí)現(xiàn)，但對(duì)玻璃壓力及密封的要求較高，本實(shí)用新型的實(shí)施例三是用霍爾傳感器替代了反射式光電傳感器實(shí)現(xiàn)流速檢測(cè)。
如圖5所示，轉(zhuǎn)動(dòng)外環(huán)(19)的一點(diǎn)固定一永磁鐵(24)。進(jìn)水口管壁外面固定一霍爾傳感器(25)，管壁上不用開(kāi)孔，由于筒體由不銹鋼材料構(gòu)成，對(duì)磁鐵沒(méi)有屏蔽作用，所以當(dāng)水流帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，每次永磁鐵經(jīng)過(guò)霍爾傳感器(25)時(shí)，磁場(chǎng)發(fā)生一次變化，如圖6所示，開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器(25)輸出的霍爾電壓就變化一次，相當(dāng)于輸出一個(gè)脈沖信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器(26)放大后，送入三極管(27)的基極，三極管便導(dǎo)通一次，其輸出信號(hào)(28)為一脈沖信號(hào)，進(jìn)入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(9)，供單片機(jī)采集，單片機(jī)根據(jù)脈沖頻率計(jì)算出水流速度，進(jìn)而決定紫外線燈管開(kāi)啟的數(shù)量。
綜上所述，本實(shí)用新型具有了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約能源，燈管使用時(shí)間長(zhǎng)，控制功能強(qiáng)大，運(yùn)行方式靈活等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種由單片機(jī)控制的飲用水紫外線消毒器，由筒體(1)和控制器(29)所構(gòu)成，筒體(1)內(nèi)設(shè)有紫外線燈(2)和石英玻璃套管(3)，筒體兩端設(shè)有以橡膠圈密封的法蘭盤(pán)(4)，筒體外壁上設(shè)有進(jìn)水口(5)和出水口(6)，其特征在于所述的控制器(29)由一帶有傳感裝置(7)的單片機(jī)(10)構(gòu)成，傳感裝置(7)安裝于筒體外側(cè)的進(jìn)水口(5)處，單片機(jī)(10)經(jīng)輸出回路(12)與紫外線燈的電源開(kāi)關(guān)回路相連接，單片機(jī)(10)根據(jù)水流速度控制調(diào)節(jié)紫外線燈管開(kāi)啟的數(shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的由單片機(jī)控制的飲用水紫外線消毒器，其特征在于所述的傳感裝置(7)由裝在進(jìn)水管(5)外側(cè)的反射式光電傳感器(22)，和裝在進(jìn)水管(5)內(nèi)的葉輪(18)、葉輪外環(huán)(19)、反光鏡(20)及管壁上的玻璃窗口(21)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的由單片機(jī)控制的飲用水紫外線消毒器，其特征在于所述的傳感裝置(7)由裝在進(jìn)水管(5)外的霍爾傳感器(25)和裝在進(jìn)水管(5)內(nèi)的葉輪(18)、葉輪外環(huán)(19)、永磁鐵(24)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的由單片機(jī)控制的飲用水紫外線消毒器，其特征在于，單片機(jī)根據(jù)存貯器(11)中記錄的各支燈管累計(jì)運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)短，均衡開(kāi)啟各燈管。
專(zhuān)利摘要一種由單片機(jī)控制的飲用水紫外線消毒器,由筒體和控制器所構(gòu)成,筒體內(nèi)設(shè)有紫外線燈管和石英玻璃套管,筒體外有進(jìn)水口和出水口,控制器由流量傳感裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、單片機(jī)、繼電器等組成,流量傳感裝置安裝于進(jìn)水口處,繼電器輸出接點(diǎn)與紫外線燈相連接。單片機(jī)通過(guò)流量傳感裝置檢查水流速度的變化,通過(guò)與內(nèi)部軟件設(shè)定的流速與打開(kāi)燈管數(shù)量的關(guān)系比較,決定開(kāi)啟幾支燈管,通過(guò)繼電器打開(kāi)相應(yīng)的紫外線燈。
文檔編號(hào)C02F1/32GK2426472SQ0023433
公開(kāi)日2001年4月11日 申請(qǐng)日期2000年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月12日
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