CN103816633A - 智能型泡沫比例混合系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能型泡沫比例混合系统，包括：控制器、CAN总线、电控调节阀、文丘里管、水流量传感器、泡沫流量传感器；控制器通过CAN总线连接电控调节阀；水流量传感器、泡沫流量传感器均接入电控调节阀；电控调节阀用于根据水流量传感器、泡沫流量传感器的传感信息，对其自身的阀门开度进行控制，以调节文丘里管所输出混合液的泡沫比例量。本发明的优点在于系统集成了泡沫比例混合器的所有器件，各种功能齐全、完备，能够充分满足了消防车战时和维护的各种要求，人性化的操作界面使得系统操作极为简单。

Description

智能型泡沫比例混合系统

技术领域

本发明涉及消防车用泡沫比例混合系统，具体地，涉及智能型泡沫比例混合系统。

背景技术

泡沫水罐消防车以其机动性强、装备简单实用、使用方便快捷、价格合理等优势，已经被大、中、小城市作为主战车装备各消防部队。如何确保泡沫消防车最佳灭火性能，及时、准确、高效率地扑灭不同火灾，已受到业界的广泛关注。因此有必要设计一套能够精确、方便、可靠的智能型泡沫比例混合系统来保证消防战斗顺利进行。

目前我国作为城市主战车使用的泡沫消防车基本采用两种模式；一是采用全进口“自动泡沫比例混合器”装备在泡沫消防车上，如：美国大力、斯拉夫、德国卢森堡亚等，但是其售价高，售后服务很难保证，操作比较繁琐，界面显示不够人性化，很难普及。二是普遍采用的是“手动泡沫比例混合器”。

“手动泡沫比例混合器”因其价格低廉，构造简单，在我国有85％泡沫消防车采用。这种手动泡沫比例混合器是上世纪80年代产品，目前在使用中存在很大缺陷和不足：在泡沫比例调整上只有3％、6％两档，不能连续调整，比例调整精确度很差，其次要求发泡装置的流量只能限制在16、32、40、48…几档，而且压力限制在0.65～1.2MPa之间，诸多限制使得使用调整设置难而复杂，已经不能完全满足现代消防车装备的要求。

为解决上述问题，许多有识之士和消防车生产厂家在不同程度上开发能适合现代消防车装备的要求的泡沫比例混合器。有如下系列：“电动泡沫比例混合器”、“全自动泡沫比例混合器”、“环泵式泡沫比例混合器”等等，有的是只设想了一个控制器，但如何实现没有提及，有的是设计出泡沫比例控制器，但需要与进口电控调节阀配套使用，仍然受制于人，大多数设计没能把整个系统需要的流量传感器、文丘里管、电控调节阀、控制器及消防车特殊工作环境（高干扰，高振动、高电磁辐射）等因素考虑进去，很难实际配套使用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种智能型泡沫比例混合系统，整个系统只需配备相应的管路即可方便地接入到消防车上。本发明提供的系统具有高抗干扰性、可操作性强、设计先进、安装简便、无须调试、操作快捷简单方便等特点。

本发明提供的智能型泡沫比例混合系统，包括：控制器103、CAN总线102、电控调节阀104、文丘里管105、水流量传感器101、泡沫流量传感器106；

控制器103通过CAN总线102连接电控调节阀104；

水流量传感器101、泡沫流量传感器106均接入电控调节阀104；

文丘里管105包括：管口A、管口B、管口C；

-管口A为进水管路连接口；

-管口B连接电控调节阀104的泡沫原液输出口；

-管口C为混合液出口；

进一步地，电控调节阀104用于根据水流量传感器101、泡沫流量传感器106的传感信息，对其自身的阀门开度进行控制，以调节文丘里管105所输出混合液的泡沫比例量。

优选地，所述电控调节阀104，包括：第一CPU微处理器201、电源稳压模块202、信息显示模块203、阀门设置模块204、整形转换模块207、CAN总线通讯接口2011、线性放大模块208、VMOS伺服电机驱动模块209、阀门伺服电机2010；

所述电源稳压模块202、信息显示模块203、阀门设置模块204、整形转换模块207分别接入第一CPU微处理器201；水流量传感器101、泡沫流量传感器106通过整形转换模块207接入第一CPU微处理器201；所述第一CPU微处理器201依次经线性放大模块208、VMOS伺服电机驱动模块209接入到阀门伺服电机2010；所述第一CPU微处理器201通过CAN总线通讯接口2011与控制器103连接，所述电源稳压模块202分别与水流量传感器101、泡沫流量传感器106连接；

其中，所述第一CPU微处理器201，包括：信号采样单元301、信号采集单元302、第一识别单元303、第一运算单元304、第一处理单元305、第一记忆存储单元306、第一CAN总线单元307、放大单元308、输出单元309、保护单元3010、设置单元3011；

所述信号采样单元301、信号采集单元302分别与所述第一识别单元303连接，所述第一识别单元与第一运算单元304连接，所述第一处理单元305分别与第一运算单元304、第一记忆存储单元306、第一CAN总线单元307、放大单元308、保护单元3010、设置单元3011连接，所述输出单元309还分别与信号采样单元301和放大单元308连接；

所述控制器103，包括：第二CPU微处理器401、宽电源稳压模块402、液晶显示屏403、操作按键模块404、CAN总线协议处理模块405、以太网接入处理模块406、伺服电机信号输出模块407、低液位传感器模块408、CAN总线通讯接口2011；

所述宽电源稳压模块402、液晶显示屏403、操作按键模块404、CAN总线协议处理模块405、以太网接入处理模块406分别接入第二CPU微处理器401，所述伺服电机信号输出模块407与所述第二CPU微处理器401连接，第二CPU微处理器401经过CAN总线通讯接口2011与所述电控调节阀104连接；

其中，所述第二CPU微处理器401，包括：第二CAN总线单元501、第二识别单元502、第二运算单元503、第二处理单元504、第二记忆存储单元505、网络单元506、显示单元507、页面设置单元508、参数设置单元509；

所述第二CAN总线单元501与第二识别单元502连接，所述第二识别单元502与第二运算单元503连接，所述第二处理单元504分别与第二CAN总线单元501、第二运算单元503、第二记忆存储单元505、网络单元506、显示单元507、页面设置单元508、参数设置单元509连接。

优选地，所述第一CPU微处理器201中各个模块的具体功能如下：

信号采样单元301，其用于：把泡沫流量传感器106的信息进行采集，当信号采样单元301采集不到泡沫流量信号时，将向信号采集单元302发出无泡沫信号指令信息；

信号采集单元302，其用于：无泡沫流量的同时把当时的泡沫液流量、水流量及阀门的开启度的信息采集并向第一识别单元303发出指令信息；

第一识别单元303，其用于：把信号采样单元301、信号采集单元302的指令信息进行判定识别，确定信息内容输送到第一运算单元304；

第一运算单元304，其用于：把信号进行分析处理并转换成计算机内部语言形式；

第一处理单元305，其用于：根据用户的要求调用CPU内部资源和第一记忆存储单元306所存储的数据，向相关单元发出符合用户规范的各种指令；

第一记忆存储单元306，其用于：存储不同的泡沫比例、不同的混合液流量、对应的阀门开启度之间的关系数据，以供第一处理单元305调出使用；

第一CAN总线单元307，其用于：把第一处理单元305的信息指令传输到控制器103中的第二CAN总线单元501，并同时接收其反馈的信息；

放大单元308，其用于把第一处理单元305的信息指令进行放大处理，用以推动输出单元309；

输出单元309，其用于驱动阀门伺服电机2010使阀门开启度达到系统要求；

所述第二CPU微处理器401中各个模块的具体功能如下：

第二CAN总线单元501，其用于接收第一CAN总线单元307的信息，并把第二处理单元504的指令输送到第一CAN总线单元307；

第二识别单元502，其用于把第二CAN总线单元501及操作按键模块404的指令信息进行判定识别，确定信息内容输送到第二运算单元503；

第二运算单元503，其用于把信息指令进行分析处理并转换成计算机内部语言形式；

第二处理单元504，其用于根据信息指令要求一方面处理第二运算单元的数据、另一方面从第二记忆存储单元505调出当前系统的各项参数，以向相应单元发出不同的执行指令；

第二记忆存储单元505，其用于把系统运行中的数据实时刷新记忆存储，并把泡沫流量传感器106出现故障时的信息存储下来，并根据系统要求随时受命调用指令；

参数设置单元509，其用于把选择键901按键信息转换成能够识别的电信号。

优选地，所述第一CPU微处理器201中各个模块的具体功能如下：

信号采样单元301，其用于把当前泡沫液流量、混合液流量信号采样，并同时把控制器103把中的选择键901接收到的用户指令送到第一识别单元303；

信号采集单元302，其用于把输出单元309的阀门当前开启度信号采集下来；

第一识别单元303，其用于把信号采样单元301、信号采集单元302的采样信息和采集信息进行判定识别，确定信息内容输送到第一运算单元304；

第一运算单元304，其用于把信息进行分析处理并转换成计算机内部语言形式；

第一处理单元305，其用于根据用户的要求调用CPU内部资源，并把第一记忆存储单元306的程序信息按系统要求调用，向相关单元发出符合用户规范的各种指令；

第一记忆存储单元306，其用于存储活动程序，所述活动程序用于使得阀门顺时针方向快速旋转使阀门开启度从系统运行时的开启度0%～100％的开启度所有使用时间＜15s，其次在30s时间时阀门逆时针方向快速旋转从100％～0％的阀门关闭使用时间＜15s，并且阀门能够根据用户的按键指令执行关闭动作；

第一CAN总线单元307，其用于实现与第二CAN总线单元501的信息交换；

放大单元308，其用于把第一处理单元305的信息指令进行放大处理，用以推动输出单元309；

输出单元309，其用于输出符合程序要求的驱动信号，使阀门在规定的方向、时间内完成旋转、停止。

所述第二CPU微处理器401中各个模块的具体功能如下：

第二CAN总线单元501，其用于实现与第一CAN总线单元307的信息交换并把信息内容送到第二识别单元502；

第二识别单元502，其用于把第一CAN总线单元307内容及参数设置单元509确定的工作模式指令信息进行判定识别，确定信息内容输送到第二运算单元503；

第二运算单元503，其用于把信息指令进行分析处理并转换成计算机内部语言形式；

第二处理单元504，其用于一方面把指令送到显示单元507使得显示屏上显示该模式的指示灯点亮，并同时显示阀门实时开启度，另一方面把第二记忆存储单元505内的当前阀门开启度信息调用出来，通过第二CAN总线单元501把信息传输到电控调节阀104中，以确定阀门运转方向、速度；

第二记忆存储单元505，其用于把执行自动冲洗模式前的各参数进行存储，并随时被调用，用以指导第二运算单元503发出的各项指令，符合系统的设置及操作要求；

显示单元507，其用于把需要显示的阀门开启度实时显示、当前泡沫比例、及泡沫液、混合液实时流量。

优选地，输出单元309经信号采样单元301把当时的阀门开启度信息经第一识别单元303、第一运算单元304进行识别运算后经第一处理单元305进行处理，第一处理单元305利用如下公式计算出阀门开启度f(x)：

f(x)＝Tf(N)；

其中，f(x)为阀门开启度，T为VMOS伺服电机驱动模块209的工作时间，f(N)为阀门伺服电机2010所旋转圈数；

第一处理单元305得到阀门开启度f(x)后，一方面将把阀门开启度f(x)送到第一记忆存储单元306把阀门开启度存储下来，以备调用，另一方面通过第一CAN总线单元307将阀门开启度输送到第二CAN总线单元501，进行信息交换；

第二CAN总线单元501把阀门开启度f(x)通过第二识别单元502进行判定识别信号的属性后由第二运算单元503进行逻辑运算，形成计算机语言信息，经第二处理单元进行数据分析处理后形成显示单元507所需要的驱动信号；

第二CPU微处理器401通过第二记忆存储单元505将显示阀门开启度的模拟仪表以程序方式存储在内部；第二处理单元504根据显示阀门开启度的模拟仪表和阀门开启度f(x)，在原先阀门位置基础上确定控制器103中的阀门开启度仪表指针向上方、下方、旋转度数做均匀的移动，直到系统达到所需的泡沫比例，并实时显示阀门的开启度。

优选地，所述水流量传感器101、泡沫流量传感器106均包括：穿线口701、壳体702、锁紧螺母703、焊接体704、传感头705、定位滚珠706、左右限位槽707、深度限位槽708、锁紧螺栓709、密封圈711；

壳体702为中空管状结构，壳体702的两端分别设置有穿线口701和传感头705；

焊接体704套接在壳体702外，焊接体704上加工有适合安装管路的弧线和锁紧螺栓709，锁紧螺栓709的内部设置有深度限位槽708以及左右限位槽707；

壳体702上设置有外径与锁紧螺栓708内径相配合的台阶712，台阶712上镶嵌有两个定位用的定位滚珠706；密封圈711设置在台阶712与锁紧螺栓709之间；

深度限位槽708与台阶712相配合限定了焊接体704与壳体702之间的安装深度，左右限位槽707与定位滚珠706相配合限定了焊接体704与壳体702之间同轴设置；

深度限位槽708位于左右限位槽707的底侧并且与左右限位槽707相连；

台阶712的底部（即台阶的与深度限位槽708对应配合的部分）卡紧在深度限位槽708内，并且台阶712与深度限位槽708的槽底面之间设置有密封圈711，台阶712的顶部（即台阶的与左右限位槽707对应配合的部分）通过定位滚珠706卡紧在左右限位槽707内；

锁紧螺母703拧紧在锁紧螺栓709上。

优选地，所述传感头705以镶嵌方式设置在壳体702内，壳体702内设置有传感器接收口710，传感器接收口710与传感头705相邻且口径小于壳体702的内径。

优选地，所述两个定位用的定位滚珠706关于壳体702的中轴线对称分布。

优选地，所述文丘里管105，包括依次连接的第一管段、第二管段、第三管段、第四管段、第五管段，还包括与第三管段中部管壁连接并相通的第六管段；

第一管段的入口构成压力水进口601，第一管段的外侧设置有水管路安装卡槽602，第六管段远离第三管段的一端构成泡沫原液吸入口603，第六管段的外侧设置有泡沫管路安装卡槽604，第五管段的出口构成混合液出口605；

第一管段的内径处处一致，第二管段的内径由第二管段的入口向出口方向逐渐变窄，第三管段的内径处处一致，第四管段的内径由第四管段的入口向出口方向逐渐变宽，第五管段的内径由第五管段的入口向出口方向逐渐变宽，第六管段的内径由第六管段的入口向出口方向逐渐变窄。

优选地，第四管段的内径变化率大于第二管段的内径变化率，第二管段的内径变化率大于第五管段的内径变化率。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明的优点在于系统集成了泡沫比例混合器的所有器件，各种功能齐全、完备，能够充分满足了消防车战时和维护的各种要求、人性化的操作界面使得操作极为简单。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明提供的智能型泡沫比例混合系统的组成结构示意图；

图2是本发明提供的智能型泡沫比例混合系统的电控调节阀部分结构框图；

图3是本发明提供的智能型泡沫比例混合系统的电控调节阀部分CPU微处理器的电路结构框图；

图4是本发明提供的智能型泡沫比例混合系统的控制器部分结构框图；

图5是本发明提供的智能型泡沫比例混合系统的控制器部分CPU微处理器的电路结构框图；

图6是本发明提供的智能型泡沫比例混合系统的文丘里管结构示意图；

图7是本发明提供的智能型泡沫比例混合系统的水、泡沫流量传感器结构示意图；

图8至图11是本发明提供的智能型泡沫比例混合系统的4个画面显示内容示意图。其中，图8为主页面，图9为报警页面，图10为参数修改页面，图11为说明页面；

图12为本发明提供的智能型泡沫比例混合系统的水、泡沫流量传感器的详细结构示意图。

图中：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

下面根据实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

如图1～11所示，本发明提供的智能型泡沫比例混合系统，包括：水流量传感器101、CAN(Controller Ared Network)总线102、控制器103、电控调节阀104、文丘里管105、泡沫流量传感器106。文丘里管105包括：管口A、管口B、管口C；其中，管口A为进水管路连接口，管口B连接电控调节阀104的泡沫原液输出口，管口C为混合液输出口。进一步地，电控调节阀104用于根据水流量传感器101、泡沫流量传感器106的传感信息，对其自身的阀门开度进行控制，以调节文丘里管105所输出混合液的泡沫比例量。

所述水流量传感器101、泡沫流量传感器106分别接入电控调节阀104，电控调节阀104通过CAN总线102与所述控制器103连接，所述文丘里管105分别与压力水管路、电控调节阀104至泡沫原液存储罐之间的管路、进水管路连接，组成了一种负压环泵式智能型泡沫比例混合系统。本发明把两个控制单元（即，控制器103、电控调节阀104）利用CAN总线102进行连接通讯，极大提高了系统的纠错能力、抗干扰能力和传输效率。

由于采用CAN总线为底层协议，J1939协议作为通讯协议，废除了地址编码，采用通讯数据进行编码，可使不同节点同时接收到相同数据，使得网络各节点之间的通讯实时性强，并且容易构成冗余结构，提高了系统的高可靠性和灵活性，CAN总线102的两个输出端CAN-H-CAN-L与物理总线相连，充分保证了系统强纠错检测能力。目前CAN总线为底层协议，J1939协议作为通讯协议已成为汽车ECU系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线。

如图2所示，所述电控调节阀104包括：第一CPU微处理器201、电源稳压模块202、信息显示模块203、阀门设置模块204、整形转换模块207、CAN总线通讯接口2011、线性放大模块208、VMOS伺服电机驱动模块209、阀门伺服电机2010。

所述信息显示模块203、阀门设置模块204分别接入第一CPU微处理器201，水流量传感器101、泡沫流量传感器106经整形转换模块207接入第一CPU微处理器201。所述第一CPU微处理器201依次经线性放大模块208、VMOS伺服电机驱动模块209接入到阀门伺服电机2010。所述第一CPU微处理器201还经过CAN总线通讯接口2011与控制器103连接，所述电源稳压模块202分别与第一CPU微处理器201、水流量传感器101、泡沫流量传感器106连接以提供电源。

优选地，电源稳压模块202为K7805-1000型高效能、宽电压、开关稳压电源。所述的线性放大模块为德国英飞凌公司PL8461，所述的第一CPU微处理器为PIC18F25K80单片机。

所述第一CPU微处理器201包括：信号采样单元301、信号采集单元302、第一识别单元303、第一运算单元304、第一处理单元305、第一记忆存储单元306、第一CAN总线单元307、放大单元308、输出单元309、保护单元3010、设置单元3011。

所述信号采样单元301、信号采集单元302分别与所述第一识别单元303连接，所述识别单元与第一运算单元304连接，所述第一处理单元305分别与第一运算单元304、第一记忆存储单元306、第一CAN总线单元307、放大单元308、保护单元3010、设置单元3011连接，所述输出单元309还分别与信号采样单元301和放大单元308连接。

不稳定的汽车DC24V电源经K7805-1000型高效能、宽电压、高抗干扰性能的电源稳压模块给电控调节阀104中的多个模块提供电源，提高了系统的电源适应性（9～30VDC）,带负载能力（0～1A），电源波纹系数＜5mv，给系统稳定工作提过了有力保证。

所述控制器103包括：第二CPU微处理器401、宽电源稳压模块402、液晶显示屏403、操作按键模块404、CAN总线协议处理模块405、以太网接入处理模块406、伺服电机信号输出模块407、低液位传感器模块408、CAN总线通讯接口2011。

所述宽电源稳压模块402、液晶显示屏403、操作按键模块404、CAN总线协议处理模块405、以太网接入处理模块406分别接入第二CPU微处理器401，所述伺服电机信号输出模块407与所述第二CPU微处理器401连接，第二CPU微处理器401经过CAN总线通讯接口2011与所述电控调节阀104连接。

所述第二CPU微处理器401包括：第二CAN总线单元501、第二识别单元502、第二运算单元503、第二处理单元504、第二记忆存储单元505、网络单元506、显示单元507、页面设置单元508、参数设置单元509。

所述第二CAN总线单元501与第二识别单元502连接，所述第二识别单元502与第二运算单元503连接，所述第二处理单元504分别与第二CAN总线单元501、第二运算单元503、第二记忆存储单元505、网络单元506、显示单元507、页面设置单元508、参数设置单元509连接。

本发明的基本工作原理是：电控调节阀104采集水流量传感器101、泡沫流量传感器106、以及电控调节阀104的阀门的开启度信息，根据预先设定的泡沫比例，经过CPU内部复杂的控制逻辑运算处理后以程序控制方式对电控调节阀自身的阀门开度进行控制，（控制泡沫原液的流量）使混合液的泡沫比例量始终保持在设定值（不受水泵出水口的压力、流量变化的影响）。本发明主要解决的是如何保证本系统的智能性、高可靠性，实用性、可操作性，精确性。

所述电控调节阀104中的第一CPU微处理器201，控制器103中的第二CPU微处理器401经过程序设计，可使系统工作在：（1）手动模式、（2）自动模式、（3）程序模式、（4）自动冲洗模式，并在主画面中显示，如图8至11所示。其主要特征是通过选择键用户可方便选择工作模式，其中程序模式、自动冲洗模式是属于国内外首创。

手动模式：系统上电后2s时间，控制器103中的显示器进入主画面，其中，所述控制器103中的显示屏为3.5英寸液晶显示屏，LED背光，2秒快速启动，车载专用。基本满足消防车可靠，快速要求。上电后默认为“手动模式”，手动操作指示灯发红光，按下确认键902后，选择键901，即可调整电控调节阀104的开启度，此时两个传感器（水流量传感器101、泡沫流量传感器106）均不起作用，完全依赖手动调节泡沫原液的流量，输出的混合液比例是不可控的。手动模式的主要目的是为了解决消防车在灭火现场，系统出现上述两个传感器均损坏情况下，应急操作的措施以保证灭火战斗顺利进行，正常情况下不推荐使用“手动模式”。

自动模式：系统上电后，手动操作指示灯发红光，按下选择键901（此时该键作为操作模式选择用），当“自动操作”指示灯发红光时按下确认键902，系统进入自动模式，调整选择键901（此时该键作为泡沫比例设置用），左键泡沫比例下降，右键泡沫比例上升，比例增减速率为每按压一次变换1，调整范围1～10，基本涵盖了B类泡沫消防车灭火战斗所需要的比例范围，体现了本发明的实用性。

所述第二CPU微处理器401把操作按键模块404的功能与设定的泡沫比例进行处理后通过CAN总线通讯接口2011送到所述第一CPU微处理器201中并把通过与整形转换模块207连接的水流量传感器101、泡沫流量传感器106所采集到的流量信息，通过第一CPU微处理器中的信号采样单元301、信号采集单元302、第一识别单元303、第一运算单元304、第一处理单元305、第一记忆存储单元306一系列运算处理后送到线性放大单元208放大后经放大单元308输送到VMOS伺服电机驱动模块209，然后接入到阀门伺服电机2010。把水、泡沫流量信号、泡沫比例信号进行运算处理后，控制电控调节阀104的开启度，用来保证混合液的泡沫比例始终保持在设定的比例。第一CPU微处理器201同时通过第一CAN总线单元307经CAN总线通讯接口2011把信号传输到控制器103中的第二CPU微处理器401中进行显示、泡沫重新设定等功能操作。

所述第二CPU微处理器401经液晶显示屏403，在主页面显示实时水、泡沫流量和实时阀门开启度，由于显示器（即液晶显示屏403）本身支持3D动画面显示，所以阀门开启度是以模拟机械仪表的形式显示的，非常人性化的界面，给人以很强的现场感，操作者可以清楚了解系统运行的情况。具体地，第二CPU微处理器401通过如下计算方法实现阀门开启度的实时显示：

在系统运行在一定比例时，输出单元309经信号采样单元301把当时的阀门开启度信息（即阀门开启的百分比）经第一识别单元303、第一运算单元304进行识别运算后经第一处理单元305进行处理，一方面把处理后的信号送到第一记忆存储单元306把阀门开启度信息存储下来，以备调用，另外通过第一CAN总线单元307把信号输送到第二CAN总线单元501，进行信息交换。实际上阀门开启度f（x）显示，是VOMS伺服电机驱动模块209的工作时间(T)和阀门伺服电机2010所旋转圈数f（N）的函数：

f（x）＝Tf(N)。由于VOMS伺服电机驱动模块209是恒压恒流驱动（由高性能稳压电源提高驱动能量），外界电源的波动不影响驱动电机的旋转速度，即只要第一CPU处理器201精确地计算出在一定的工作时间(T)内伺服电机旋转的旋转圈数f（N）通过函数关

系：f（x）＝Tf(N)

即可方便精确地计算出阀门实际的开启的角度。这个信息通过第一CAN总线单元307输送到控制器103中即可。（需要特别指出的是，CAN总线承载的数据流是非常大的，如果采用传统的总线模式或RS485模式作为通讯，就可能存在信息堵塞，通讯不畅的故障，甚至导致系统崩溃。这就充分体现了CAN总线的优越性、实用性、可靠性。）第二CAN总线单元501把f（x）信号通过第二识别单元502进行判定识别信号的属性后由第二运算单元503进行逻辑运算，形成计算机语言信息，经第二处理单元进行数据分析处理后形成显示单元507所需要的驱动信号。第二CPU微处理器401在设计时就已经把显示阀门开启度的模拟仪表以程序方式并通过第二记忆存储单元505存储在CPU内部，一旦有操作信息需要，立刻把存储信息通过显示单元507把需要显示的信息在液晶显示屏403上显示出来。由于第二CPU微处理器401是32位微处理器，它具有超强的计算处理能力，他把第一CAN总线单元307传输的f（x）信息，进行上述一系列处理后，在原先阀门位置基础上确定仪表指针向上方、下方、旋转度数做均匀的移动，直到系统达到所需的泡沫比例。操作者可方便地实时观察到阀门的开启度。

另外如果要重新设定泡沫比例，只要操作操作按键模块404，系统就可工作在新设定的比例。CAN总线协议处理模块405把第二CPU微处理器401接收到的信息、及本身信息转换成CAN总线信号并按照J1939通讯协议形式通过总线通讯接口2011与控制器103中的第一CPU微处理器201进行信息交换。充分保证了系统强纠错检测能力，提高了系统的高可靠性和灵活性。

所述第二CPU微处理器401分别与以太网接入处理模块406、低液位传感器模块408连接。以太网接入处理模块406的引入使用，一是可以轻易做到计算机远程控制，二是可以在线编写调整程序，即拓宽了本发明的应用领域，又方便了系统调试、维护。系统在自动模式运行时如果泡沫液用完而电控调节阀104仍然在开启状态，势必造成空气通过文丘里管进入消防泵，这样是非常危险的，一是加大了泵的负载，二是降低了灭火效果，严重时会损坏消防泵，低液位传感器模块408的接入有效地解决了上述问题，当泡沫液低于设定液位时，低液位传感器模块408的传感器开关量信号接通，第二CPU微处理器401接到信号后，首先命令液晶显示屏403在主页面低液位报警灯发出红光提醒使用者泡沫液以将用完，另外通过伺服电机信号输出模块407利用CAN总线通讯接口2011把低液位信号送到第一CPU微处理器201，第一CPU微处理器201通过放大单元308、输出单元309命令阀门伺服电机2010迅速关闭阀门（只需15s），实现了低泡沫液报警保护功能。所述低液位传感器模块408是集成了液位显示（十位LED显示）、开关量输出功能的智能型专用模块。

程序模式：所述第一CPU微处理器201、第二CPU微处理器401分别与第一记忆存储单元306、第二记忆存储单元505连接，设计者根据大量试验数据，应用经验，把不同流量、不同泡沫比例下阀门需要的开启度的所有参数信息，首先输入到上述第一CPU微处理器201、第二CPU微处理器401并通过第一记忆存储单元306、第二记忆存储单元505分别存储。当系统泡沫流量传感器106发生故障时，首先在报警画面显示“泡沫传感器”故障，同时系统自动进入“程序模式”，此时系统将按照前一刻的参数运行。这只是程序模式应用的常规方式（目前美国大力采用的这样的方式），而本发明的“程序模式”却更加先进、实用，当按照前一刻的参数运行时，使用者可以根据需要重新设定泡沫比例，系统会根据新的设定，判别当前流量，自动控制阀门开启度。就是说即使系统泡沫流量计出现问题，仍然能够设定不同泡沫比例，并且确保混合液的输出是按照设定的比例精准输出的。充分体现了本发明的“智能”控制理念。

当系统处于“程序模式”时，所述第一CPU微处理器201中各个模块的具体功能如下：

信号采样单元301，其用于：把泡沫流量传感器106的信息进行采集，由于“程序模式”是在泡沫流量传感器106无信号时自动执行的，当信号采样单元301采集不到泡沫流量信号时，将向信号采集单元302发出无泡沫信号指令信息；

信号采集单元302，其用于：无泡沫流量的同时把当时的泡沫液流量、水流量及阀门的开启度的信息采集并向第一识别单元303发出指令信息；

第一识别单元303，其用于：把信号采样单元301、信号采集单元302的指令信息进行判定识别，确定信息内容输送到第一运算单元304；

第一运算单元304，其用于：把信号进行分析处理并转换成计算机内部语言形式；

第一处理单元305，其用于：根据设计者的要求调用CPU内部资源和第一记忆存储单元306所存储的数据，向相关单元发出符合设计者规范的各种指令；

第一记忆存储单元306，其用于：这一单元是执行“程序模式”的关键，做详细说明：本系统的设计者的设计理念是系统能够“智能”控制，就是说系统的关键器件——泡沫流量传感器106发生故障时，也要完成使用者所需要的混合液的比例能够按照自己的意愿执行。要完成此项任务，设计者的工作任务是非常庞大、繁琐、困难。要求设计者不但要有一定的理论知识，并且要具备相当的实际工作经验，是考量设计者对本系统超前的设计理念的理解、执行能力。第一步首先进行理论计算，首先根据函数关系f（x）＝Tf(N)计算出不同的泡沫比例所对应的阀门开启度，并且要把此时对应的混合液流量考虑进去。例如当前的泡沫比例为3％，对应的混合液流量为30L/s,那么此时阀门开启度是多少？如果泡沫比例调整为5％，阀门开启度又是多少？在整个系统中，混合液流量从10L/s～120L/s、泡沫比例从1%～10％、对应的阀门开启度0～100％，它们之间的组合数以万计，数据非常庞大，当然不会也不可能把每一个状态都进行计算。设计者根据泡沫消防车在灭火战斗中经常使用的泡沫比例和对应的混合液流量、泡沫液的流量（阀门开启度）的实际数据，从中找出规律，利用计算机进行优选法、概率法及统计学原理计算出各时刻的所有参数，这些数据仍然是非常庞大的。第二步：以上计算出的数据只是理论上的，并不具备实际使用价值，必需经过实际运行来验证数据的准确性。设计者把其中经常使用的关键点数据，通过测试系统进行验证，利用标准流量计，容积法等把不同的泡沫比例、不同的混合液流量、对应的阀门开启度进行逐一论证，对误差进行修改，从而获得了非常精确的数据同时存储到第一记忆存储单元306中，当系统需要时，调出其中数据供系统使用；

举例说明一下；系统运行时，泡沫流量传感器出故障无泡沫流量信号时，系统自动进入“程序模式”，如果操作者仍然需要系统在故障前一刻的运行状态（泡沫比例3％、混合液流量35L/s、阀门开启度25％），系统根据各单元的作用，发出保持原状态运行指令，使得系统在原状态下运行（目前国外产品均是这一工作模式）。如果使用者需要改变目前状态（泡沫比例5％、混合液流量50L/s、对应阀门开启度65％），只要操作选择键901，或改变消防泵转速（混合液流量），重新界定的新工作状态，系统会自动把新状态的所有信息从第一记忆存储单元306中调出对应数据，由第一处理单元305发出执行指令，确定对应的阀门开启度；

第一CAN总线单元307，其用于：把第一处理单元305的信息指令传输到控制器103中的第二CAN总线单元501，并同时接收其反馈的信息；

放大单元308，其用于把第一处理单元305的信息指令进行放大处理，用以推动输出单元309；

输出单元309，其用于驱动阀门伺服电机2010使阀门开启度达到系统要求。

系统处于“程序模式”时，所述第二CPU微处理器401中各个模块的具体功能如下：

第二CAN总线单元501，其用于接收第一CAN总线单元307的信息，并把第二处理单元504的指令输送到第一CAN总线单元307；

第二识别单元502，其用于把第二CAN总线单元501及操作按键模块404的指令信息进行判定识别，确定信息内容输送到第二运算单元503；

第二运算单元503，其用于把信息指令进行分析处理并转换成计算机内部语言形式；

第二处理单元504，其用于根据指令要求一方面处理第二运算单元的数据、另一方面从第二记忆存储单元505调出当前系统的各项参数（泡沫比例，泡沫流量、混合液流量，实时阀门开启度）；根据以上信息流，向相应单元发出不同的执行指令，（如：向电控调节阀104发出阀门伺服电机2010运行、显示单元507开始显示新状态下的各项新的参数、报警画面中的“泡沫流量计无信号”指示灯点亮）；

第二记忆存储单元505，其用于把系统运行中的数据实时刷新记忆存储，并把泡沫流量传感器106出现故障时的信息存储下来，并根据系统要求随时受命调用指令；

参数设置单元509，其用于把选择键901按键信息转换成能够识别的电信号。

自动冲洗模式：每当使用结束后，必需将系统进行水冲洗，以避免泡沫液干凅将阀门球体与泡沫流量传感器中的传感头粘主影响下次正常使用，目前通常是采用手动方式清洗，非常麻烦，效果也不好。本发明在设计上应用CPU微处理器的强大功能，利用程序方式开发了“自动冲洗模式”，每当使用结束后首先按一下确认键902，然后按选择键901，当主页面“自动冲洗红灯亮时，按下确认键902，系统自动进入冲洗模式，电控调节阀104自动开启到最大（＜15s）开始冲洗整个系统管路，冲洗时间设定设定为30s，时间到后，“自动冲洗”模式指示灯息灭，同时阀门伺服电机2010反转关闭阀门、或者按下确认键902，自动关闭阀门。显示了本发明的实用性。

当系统处于“自动冲洗模式”时，所述第一CPU微处理器201中各个模块的具体功能如下：

信号采样单元301，其用于把当前泡沫液流量、混合液流量信号采样，并同时把控制器103把其中的选择键901接收到的用户指令送到第一识别单元303；

信号采集单元302，其用于把输出单元309的阀门当前开启度信号采集下来；

第一识别单元303，其用于把信号采样单元301、信号采集单元302的采样信息和采集信息进行判定识别，确定信息内容输送到第一运算单元304；

第一运算单元304，其用于把信息进行分析处理并转换成计算机内部语言形式；

第一处理单元305，其用于根据设计者的要求调用CPU内部资源，并把第一记忆存储单元306的程序信息按系统要求调用，向相关单元发出符合设计者规范的各种指令；

第一记忆存储单元306，其用于把设计者首先设计活动程序存储下来，这一单元做如下说明：首先设计出工作在“自动冲洗”模式下，阀门必须顺时针方向快速旋转使阀门开启度从系统运行时的开启度0%～100％的开启度所有使用时间＜15s，其次在30s时间时阀门必须逆时针方向快速旋转从100％～0％的阀门关闭使用时间＜15s，并且在自动冲洗时如果操作者想结束该模式，只需按一次确认键，阀门就执行关闭动作，同时控制器103中的显示单元507把显示工作在自动冲洗模式的指示灯关闭，宣告“自动冲洗模式结束”。以上诸多要求，通过编写程序的方式写进第一CPU微处理器201中的第一记忆存储单元306中，并且把完成以上内容所需调用其他单元的资源、如何执行等一并写进CPU；

第一CAN总线单元307，其用于实现与第二CAN总线单元501的信息交换（如阀门实时开启度、自动冲洗模式按键操作指令、伺服电机2010的旋转速度等等）；

放大单元308，其用于把第一处理单元305的信息指令进行放大处理，用以推动输出单元309；

输出单元309，其用于输出符合程序要求的驱动信号，使阀门在规定的方向、时间内完成旋转、停止。

当系统处于“自动冲洗模式”时，所述第二CPU微处理器401中各个模块的具体功能如下：

第二CAN总线单元501，其用于实现与第一CAN总线单元307的信息交换（如阀门实时开启度、自动冲洗模式按键操作指令、伺服电机2010的按程序规定的方向旋转等等）并把信息内容送到第二识别单元502；

第二识别单元502，其用于把第一CAN总线单元307内容及参数设置单元509确定的工作模式（自动冲洗）等指令信息进行判定识别，确定信息内容输送到第二运算单元503；

第二运算单元503，其用于把信息指令进行分析处理并转换成计算机内部语言形式；

第二处理单元504，其用于一方面把自动冲洗模式的指令送到显示单元507使得显示屏上显示该模式的指示灯点亮，并同时显示阀门实时开启度，另一方面把第二记忆存储单元505内的当前阀门开启度信息调用出来，通过第二CAN总线单元501把信息传输到电控调节阀104中，以确定阀门运转方向、速度等；

第二记忆存储单元505，其用于把执行自动冲洗模式前的各参数进行存储，并随时被调用，用以指导第二运算单元503发出的各项指令，符合系统的设置及操作要求；

显示单元507，其用于把需要显示的实时阀门开启度，自动冲洗模式指示灯信息显示在显示屏上，使操作者更加直观的了解系统运行状态。

所述电控调节阀104具有多重保护功能是采用如下方法实现的：a、在阀门的上下极限位置设置有两个机械式行程开关，当阀心转到极限位置时，开关触点断开，阀门驱动电机断电停止运行，这是目前普遍采用的方式，但是只有一重保护，使得电控调节阀时有损坏。（这是系统中的核心部件）本发明在此基础上通过第一CPU微处理器201的第一处理单元305、输出单元309、信号采样单元301、保护单元3010、设置单元3011实现多重保护。所述信号采样单元301分别与输出单元309、第一识别单元303连接，所述第一处理单元305分别与保护单元3010、设置单元3011连接，所述第一处理单元305还通过放大单元308与输出单元309连接，通过第一运算单元304与第一识别单元303连接。其工作原理如下：首先信号采样单元301把VMOS伺服电机驱动模块209的输出电流信号实时进行采样，一旦输出电流大于阀门伺服电机的额定电流1.2倍时，识别单元进行判断识别后，通过运算单元进行逻辑运算，处理单元把信号转换成单板机语言，第一CPU微处理器201立刻发出阀门伺服电机2010停止运行指令，有效保护了电控调节阀。

在以上基础上第一CPU微处理器201通过与阀门设置模块204连接进行深层次的保护。阀门设置模块的外部有两个微动开关，一个调整阀门关闭最小角度、一个调整阀门打开最大角度，通过主画面中的阀门开启度仪表，进行调整，一旦调整设定完成，阀门每次只能运行到设定角度，这又给电控调节阀起到一层保护，它另外一个作用是把阀门开启度显示仪表，调整到起始位置，使得显示更为精确。这样的设计充分体现了本发明的高可靠性和智能性。

所述文丘里管105，包括依次连接的第一管段、第二管段、第三管段、第四管段、第五管段，还包括与第三管段中部连接并相通的第六管段；其中，第一管段的入口构成压力水进口601，第一管段的外侧设置有水管路安装卡槽602，第六管段远离第三管段的一端构成泡沫原液吸入口603，第六管段的外侧设置有泡沫管路安装卡槽604，第五管段的出口构成混合液出口605。第一管段的内径处处一致，第二管段的内径由进口向出口方向逐渐变窄，第三管段的内径处处一致，第四管段的内径由进口向出口方向逐渐变宽，第五管段的内径由进口向出口方向逐渐变宽，第六管段的内径由进口向出口方向逐渐变窄。

第四管段的内径变化率大于第二管段的内径变化率，第二管段的内径变化率大于第五管段的内径变化率。

工作原理是：利用水泵出水口压力水进入文丘里管内，通过喷嘴快速流入，在吸入室内形成负压，顺利把泡沫罐内泡沫原液吸入，并在文丘里管内混合后输出到水泵进水管。能否按系统要求吸入一定量的泡沫，并且适合压力水的压力范围（目前我国中低压消防泵的压力范围0.3MPa～2.0MPa），是文丘里管的设计关键，通过对吸入室、喷嘴、泡沫吸入口的流道进行计算机3维模拟仿真设计，在满足系统要求前提下，尽可能做到小巧，是本发明系统不可或缺的关键部件。所述文丘里管采用304不锈钢制作，在工作中，适应不同压力、流量，（压力范围0.3MPa～2.0MPa、流量范围10L/s～125L/s）形式和设计上完全不同于标准文丘里管的设计模式，具有耐腐蚀，工作可靠，安装方便，（设有共安装用的卡槽）充分体现了本发明的高可靠性，实用性。

所述水流量传感器101、泡沫流量传感器106均包括：穿线口701、壳体702、锁紧螺母703、焊接体704、传感头705、定位滚珠706、左右限位槽707、深度限位槽708、锁紧螺栓709、密封圈711。所述传感头705通过镶嵌与壳体702连接，所述焊接体704上加工有适合安装管路的弧线和锁紧螺栓709，锁紧螺栓709内部设计有深度限位槽708以及左右限位槽707。安装时首先在管路上打孔，然后把焊接体704的弧线与管路上孔的弧线对应后焊接，（只要弧线对应，才可焊接）这样就确定了锁紧螺栓709内部的左右限位槽707方向，而壳体702合适位置加工有一道外径与锁紧螺栓709内径相配合的台阶，台阶上镶嵌有两个定位用的定位滚珠706，当把壳体702安进焊接体704时，上下深度由锁紧螺栓709内部深度限位槽708控制，左右方向由定位滚珠706和左右限位槽707控制，从而精准地保证了传感头705中的涡街式叶轮的旋转方向垂直于水流方向，安装位置确定后，只要拧紧锁紧螺母703即可。从工艺上保证传感器能够可靠地采集到液体流量信号。

所述水流量传感器、泡沫流量传感器采用304不锈钢制造，以双频励磁采样和传输信号，输出形式为频率信号。（它对高、低频率信号均可进行采样处理，但是却能有效滤除干扰信号），由于采用了CAN总线通讯，水流量传感器、泡沫流量传感器的供电只需要5V电源。一般车载传感器供电均为电瓶供电电压，目的是提高抗干扰性能，但是过高的电压对器件要求高，损坏率高，而信号传输基本上是0～5V或4～20ma的模拟信号。本发明由于采用CAN总线通讯方式能够有效地克服各种干扰信号，所以采用5v电压供电，即提高了可靠性，又降低了成本。为提高采样信号的精度采用双频励磁采样和传输信号，即在2.5KHz左右和100Hz范围内对信号采集传输，而CAN总线通讯方式的采用使得这种传输方式成为可能。体现了本发明的高精确性、高可靠性、实用性。

所述控制器103是与显示器一体设计，由于采用了ARM Cortex-A832位单片机为控制单元，使得系统具有强大的运算处理功能，显示器的液晶显示屏为3.5英寸液晶显示屏，LED背光，2秒快速启动，车载专用，显示器支持3D动画显示，亮度可达450cd/m²、具有超宽电压使用范围（9～60V），极强的抗振动能力（3G5～2000HZ3轴方向）和抗冲击能力（3轴±30G）、防护等级IP64、嵌入式安装形式极大方便了用户、适应于各种恶劣环境。所述液晶显示屏可显示以下4个画面：主画面801、故障信息报警画面802、参数修改画面803、说明画面804。主画面801前面已详细论述过，说明画面804一目了然，下面就故障信息报警画面802、参数修改画面803做进一步说明。

操作时根据需要，通过翻页键可快速进入相应画面，所述故障信息报警画面802共有7项报警内容，基本涵盖了系统可能出现故障的所有信息，可以全面了解到系统工作现状，根据故障部位不同，所对应的故障指示灯发红光，使得使用者可以快速找到故障位置并加以排除。本发明的故障信息报警画面充分体现了设计者利用CPU的强大功能，把可能出现的问题进行采集，判断、处理再把预先设定的故障现象进行存储，利用程序控制方式，使故障原因显示在画面中，是本发明“智能”控制的又一体现。

所述参数修改画面803，主要特征为生产者如何把产品进行标定而设计的。按选择键，循环切换水流量系数、泡沫流量系数、泡沫管径、水管径四个参数，当参数被选中时对应的边框变粗，按左箭头键数值减一，一直按压该建则数值持续减小；按右箭头键数值加一，一直按压该键则数值持续增大：泡沫管径和水管径是对应的实际管道的直径，数值一定要在40mm、50mm、65mm、80mm、100mm、125mm中进行选择，其他的设置会导致系统工作失常，例如，当泡沫管径为50mm时，对应的水管径为40mm、50mm、65mm、80mm、或100mm，当泡沫管径为60mm时，对应的水管径为125mm。水流量系数和泡沫流量系数是用来校准水流量传感器和泡沫流量传感器的，只有合适的系数才能使系统工作在最佳的状态，所显示的才是实际的混合液流量和泡沫比例。

水流量校准：将系统安装在测试台上，启动水泵观察测试台上的标准流量计显示的流量，将本控制器显示的流量进行比较校准。例如控制器上面显示的流量数值为760（L/min）、标准流量计显示的数值为810（L/MIN），则可按下面方法校准：

当前显示的数值系数为100，可通过下式计算出应修改的新流量系数值：

100（A）×810（B）/760（C）=107（D）(四舍五入)

式中：A——当前显示的数值系数

B——标准流量计显示数值

C——控制器显示的数值

D——需要重新修改的系数值

以上步骤重复2～3次，控制器所显示的流量即是实际流量。

泡沫流量传感器校准：采用常用的容积法校准。可用水作介质，在计量桶配合下进行：通过控制器手动按键把阀门开到某一角度，水泵出口压力调整到0.8MPa左右，把通过计量桶测量并计算的流量值与控制器上显示屏显示的值进行对比，如果两个值有差别则需要对泡沫流量系数进行调整，如果泡沫流量系数显示的数值为A，则应按下式计算结果修正泡沫流量系数：

A×B/C＝D

式中：A——当前显示的数值系数

B——计量桶实测值

C——控制器显示值

D——需要重新修改的系数值。

可再把阀门开到另一角度复核,一般2～3次控制器所显示的泡沫液流量即是实际流量。这项测试可以通过生产者在测试台上对产品进行系统测试，也可以通过使用者在安装过程中进行测试修改，超前的设计理念使得本发明深层次的体现了高精确度、智能控制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种智能型泡沫比例混合系统，其特征在于，包括：控制器（103）、CAN总线（102）、电控调节阀（104）、文丘里管（105）、水流量传感器（101）、泡沫流量传感器（106）；

控制器（103）通过CAN总线（102）连接电控调节阀（104）；

水流量传感器（101）、泡沫流量传感器（106）均接入电控调节阀（104）；

文丘里管（105）包括：管口A、管口B、管口C；

-管口A为进水管路连接口；

-管口B连接电控调节阀（104）的泡沫原液输出口；

-管口C为混合液出口；

进一步地，电控调节阀（104）用于根据水流量传感器（101）、泡沫流量传感器（106）的传感信息，对其自身的阀门开度进行控制，以调节文丘里管（105）所输出混合液的泡沫比例量。

2.根据权利要求1所述的智能型泡沫比例混合系统，其特征在于，所述电控调节阀（104），包括：第一CPU微处理器（201）、电源稳压模块（202）、信息显示模块（203）、阀门设置模块（204）、整形转换模块（207）、CAN总线通讯接口（2011）、线性放大模块（208）、VMOS伺服电机驱动模块（209）、阀门伺服电机（2010）；

所述电源稳压模块（202）、信息显示模块（203）、阀门设置模块（204）、整形转换模块（207）分别接入第一CPU微处理器（201）；水流量传感器（101）、泡沫流量传感器（106）通过整形转换模块（207）接入第一CPU微处理器（201）；所述第一CPU微处理器（201）依次经线性放大模块（208）、VMOS伺服电机驱动模块（209）接入到阀门伺服电机（2010）；所述第一CPU微处理器（201）通过CAN总线通讯接口（2011）与控制器（103）连接，所述电源稳压模块（202）分别与水流量传感器（101）、泡沫流量传感器（106）连接；

其中，所述第一CPU微处理器（201），包括：信号采样单元（301）、信号采集单元（302）、第一识别单元（303）、第一运算单元（304）、第一处理单元（305）、第一记忆存储单元（306）、第一CAN总线单元（307）、放大单元（308）、输出单元（309）、保护单元（3010）、设置单元（3011）；

所述信号采样单元（301）、信号采集单元（302）分别与所述第一识别单元（303）连接，所述第一识别单元（303）与第一运算单元（304）连接，所述第一处理单元（305）分别与第一运算单元（304）、第一记忆存储单元（306）、第一CAN总线单元（307）、放大单元（308）、保护单元（3010）、设置单元（3011）连接，所述输出单元（309）还分别与信号采样单元（301）和放大单元（308）连接；

所述控制器（103），包括：第二CPU微处理器（401）、宽电源稳压模块（402）、液晶显示屏（403）、操作按键模块（404）、CAN总线协议处理模块（405）、以太网接入处理模块（406）、伺服电机信号输出模块（407）、低液位传感器模块（408）、CAN总线通讯接口（2011）；

所述宽电源稳压模块（402）、液晶显示屏（403）、操作按键模块（404）、CAN总线协议处理模块（405）、以太网接入处理模块（406）分别接入第二CPU微处理器（401），所述伺服电机信号输出模块（407）与所述第二CPU微处理器（401）连接，第二CPU微处理器（401）经过CAN总线通讯接口（2011）与所述电控调节阀（104）连接；

其中，所述第二CPU微处理器（401），包括：第二CAN总线单元（501）、第二识别单元（502）、第二运算单元（503）、第二处理单元（504）、第二记忆存储单元（505）、网络单元（506）、显示单元（507）、页面设置单元（508）、参数设置单元（509）；

所述第二CAN总线单元（501）与第二识别单元（502）连接，所述第二识别单元（502）与第二运算单元（503）连接，所述第二处理单元（504）分别与第二CAN总线单元（501）、第二运算单元（503）、第二记忆存储单元（505）、网络单元（506）、显示单元（507）、页面设置单元（508）、参数设置单元（509）连接。

3.根据权利要求2所述的智能型泡沫比例混合系统，其特征在于，所述第一CPU微处理器（201）中各个模块的具体功能如下：

信号采样单元（301），其用于：把泡沫流量传感器（106）的信息进行采集，当信号采样单元（301）采集不到泡沫流量信号时，将向信号采集单元（302）发出无泡沫信号指令信息；

信号采集单元（302），其用于：在无泡沫流量的同时将当时的泡沫液流量、水流量及阀门的开启度的信息进行采集并向第一识别单元（303）发出指令信息；

第一识别单元（303），其用于：把信号采样单元（301）、信号采集单元（302）的指令信息进行判定识别，确定信息内容输送到第一运算单元（304）；

第一运算单元（304），其用于：把信号进行分析处理并转换成计算机内部语言形式；

第一处理单元（305），其用于：根据用户的要求调用CPU内部资源和第一记忆存储单元（306）所存储的数据，向相关单元发出符合用户规范的各种指令；

第一记忆存储单元（306），其用于：存储不同的泡沫比例、不同的混合液流量、对应的阀门开启度之间的关系数据，以供第一处理单元（305）调出使用；

第一CAN总线单元（307），其用于：把第一处理单元（305）的信息指令传输到控制器（103）中的第二CAN总线单元（501），并同时接收其反馈的信息；

放大单元（308），其用于把第一处理单元（305）的信息指令进行放大处理，用以推动输出单元（309）；

输出单元（309），其用于驱动阀门伺服电机（2010）使阀门开启度达到系统要求；

所述第二CPU微处理器（401）中各个模块的具体功能如下：

第二CAN总线单元（501），其用于接收第一CAN总线单元（307）的信息，并把第二处理单元（504）的指令输送到第一CAN总线单元（307）；

第二识别单元（502），其用于把第二CAN总线单元（501）及操作按键模块（404）的指令信息进行判定识别，确定信息内容输送到第二运算单元（503）；

第二运算单元（503），其用于把信息指令进行分析处理并转换成计算机内部语言形式；

第二处理单元（504），其用于根据信息指令要求一方面处理第二运算单元（503）的数据、另一方面从第二记忆存储单元（505）调出当前系统的各项参数，以向相应单元发出不同的执行指令；

第二记忆存储单元（505），其用于把系统运行中的数据实时刷新记忆存储，并把泡沫流量传感器（106）出现故障时的信息存储下来，并根据系统要求随时受命调用指令；

参数设置单元（509），其用于把选择键（901）按键信息转换成能够识别的电信号。

4.根据权利要求2所述的智能型泡沫比例混合系统，其特征在于，所述第一CPU微处理器（201）中各个模块的具体功能如下：

信号采样单元（301），其用于把当前泡沫液流量、混合液流量信号采样，并同时把控制器（103）把中的选择键（901）接收到的用户指令送到第一识别单元（303）；

信号采集单元（302），其用于把输出单元（309）的阀门当前开启度信号采集下来；

第一识别单元（303），其用于把信号采样单元（301）、信号采集单元（302）的采样信息和采集信息进行判定识别，确定信息内容输送到第一运算单元（304）；

第一运算单元（304），其用于把信息进行分析处理并转换成计算机内部语言形式；

第一处理单元（305），其用于根据用户的要求调用CPU内部资源，并把第一记忆存储单元（306）的程序信息按系统要求调用，向相关单元发出符合用户规范的各种指令；

第一记忆存储单元（306），其用于存储活动程序，所述活动程序用于使得阀门顺时针方向快速旋转使阀门开启度从系统运行时的开启度0%～100％的开启度所有使用时间＜15s，其次在30s时间时阀门逆时针方向快速旋转从100％～0％的阀门关闭使用时间＜15s，并且阀门能够根据用户的按键指令执行关闭动作；

第一CAN总线单元（307），其用于实现与第二CAN总线单元（501）的信息交换；

放大单元（308），其用于把第一处理单元（305）的信息指令进行放大处理，用以推动输出单元（309）；

输出单元（309），其用于输出符合程序要求的驱动信号，使阀门在规定的方向、时间内完成旋转、停止；

所述第二CPU微处理器（401）中各个模块的具体功能如下：

第二CAN总线单元（501），其用于实现与第一CAN总线单元（307）的信息交换并把信息内容送到第二识别单元（502）；

第二识别单元（502），其用于把第一CAN总线单元（307）的内容及参数设置单元（509）确定的工作模式指令信息进行判定识别，确定信息内容输送到第二运算单元（503）；

第二运算单元（503），其用于把信息指令进行分析处理并转换成计算机内部语言形式；

第二处理单元（504），其用于一方面把指令送到显示单元（507）使得显示屏上显示该模式的指示灯点亮，并同时显示阀门实时开启度，另一方面把第二记忆存储单元（505）内的当前阀门开启度信息调用出来，通过第二CAN总线单元（501）把信息传输到电控调节阀（104）中，以确定阀门运转方向、速度；

第二记忆存储单元（505），其用于把执行自动冲洗模式前的各参数进行存储，并随时被调用，用以指导第二运算单元（503）发出的各项指令，符合系统的设置及操作要求；

显示单元（507），其用于实时显示阀门开启度、当前泡沫比例、及泡沫液、混合液实时流量。

5.根据权利要求2所述的智能型泡沫比例混合系统，其特征在于，输出单元（309）经信号采样单元（301）把当时的阀门开启度信息经第一识别单元（303）、第一运算单元（304）进行识别运算后经第一处理单元（305）进行处理，第一处理单元（305）利用如下公式计算出阀门开启度f（x）：

f（x）＝Tf(N)；

其中，f（x）为阀门开启度，T为VMOS伺服电机驱动模块（209）的工作时间，f(N)为阀门伺服电机（2010）所旋转圈数；

第一处理单元（305）得到阀门开启度f（x）后，一方面将把阀门开启度f（x）送到第一记忆存储单元（306）把阀门开启度存储下来，以备调用，另一方面通过第一CAN总线单元（307）将阀门开启度输送到第二CAN总线单元（501），进行信息交换；

第二CAN总线单元（501）把阀门开启度f（x）通过第二识别单元（502）进行判定识别信号的属性后由第二运算单元（503）进行逻辑运算，形成计算机语言信息，经第二处理单元（502）进行数据分析处理后形成显示单元（507）所需要的驱动信号；

第二CPU微处理器（401）通过第二记忆存储单元（505）将显示阀门开启度的模拟仪表以程序方式存储在内部；第二处理单元（504）根据显示阀门开启度的模拟仪表和阀门开启度f（x），在原先阀门位置基础上确定控制器（103）中的阀门开启度仪表指针向上方、下方、旋转度数做均匀的移动，直到系统达到所需的泡沫比例，并实时显示阀门的开启度。

6.根据权利要求1所述的智能型泡沫比例混合系统，其特征在于，所述水流量传感器（101）、泡沫流量传感器（106）均包括：穿线口（701）、壳体（702）、锁紧螺母（703）、焊接体（704）、传感头（705）、定位滚珠（706）、左右限位槽（707）、深度限位槽（708）、锁紧螺栓（709）、密封圈（711）；

壳体（702）为中空管状结构，壳体（702）的两端分别设置有穿线口（701）和传感头（705）；

焊接体（704）套接在壳体（702）外，焊接体（704）上加工有适合安装管路的弧线和锁紧螺栓（709），锁紧螺栓（709）的内部设置有深度限位槽（708）以及左右限位槽（707）；

壳体（702）上设置有外径与锁紧螺栓（708）内径相配合的台阶（712），台阶（712）上镶嵌有两个定位用的定位滚珠（706）；密封圈（711）设置在台阶（712）与锁紧螺栓（709）之间；

深度限位槽（708）与台阶（712）相配合限定了焊接体（704）与壳体（702）之间的安装深度，左右限位槽（707）与定位滚珠（706）相配合限定了焊接体（704）与壳体（702）之间同轴设置；

深度限位槽（708）位于左右限位槽（707）的底侧并且与左右限位槽（707）相连；

台阶（712）的底部卡紧在深度限位槽（708）内，并且台阶（712）与深度限位槽（708）的槽底面之间设置有密封圈（711），台阶（712）的顶部通过定位滚珠（706）卡紧在左右限位槽（707）内；

锁紧螺母（703）拧紧在锁紧螺栓（709）上。

7.根据权利要求6所述的智能型泡沫比例混合系统，其特征在于，所述传感头（705）以镶嵌方式设置在壳体（702）内，壳体（702）内设置有传感器接收口（710），传感器接收口（710）与传感头（705）相邻且口径小于壳体（702）的内径。

8.根据权利要求6所述的智能型泡沫比例混合系统，其特征在于，所述两个定位用的定位滚珠（706）关于壳体（702）的中轴线对称分布。

9.根据权利要求1所述的智能型泡沫比例混合系统，其特征在于，所述文丘里管（105），包括依次连接的第一管段、第二管段、第三管段、第四管段、第五管段，还包括与第三管段中部管壁连接并相通的第六管段；

第一管段的入口构成压力水进口（601），第一管段的外侧设置有水管路安装卡槽（602），第六管段远离第三管段的一端构成泡沫原液吸入口（603），第六管段的外侧设置有泡沫管路安装卡槽（604），第五管段的出口构成混合液出口（605）；

第一管段的内径处处一致，第二管段的内径由第二管段的入口向出口方向逐渐变窄，第三管段的内径处处一致，第四管段的内径由第四管段的入口向出口方向逐渐变宽，第五管段的内径由第五管段的入口向出口方向逐渐变宽，第六管段的内径由第六管段的入口向出口方向逐渐变窄。

10.根据权利要求9所述的智能型泡沫比例混合系统，其特征在于，第四管段的内径变化率大于第二管段的内径变化率，第二管段的内径变化率大于第五管段的内径变化率。

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