CN106093331A - 反渗透进水sdi自动测试装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反渗透进水SDI自动测试装置及控制方法，主要适用于中水淤泥密度指数SDI的测量，采用STM32F103CVT6单片机作为主控芯片，通过温度检测电路采集一次温度，然后通过水泵控制电路打开增压水泵，增加水压至30psi后将被测原水输送至0.45μm微滤膜单元，经流量检测电路采集信号送至主控电路进行处理，当检测到流过500mL原水时，主控电路通过水泵控制电路关闭增压水泵，同时采集第一次测量时间，5分钟后进行第二次采集数据，计算出SDI的值，并存储分页显示63组数据；同时将数据通过WiFi传输至Android终端，Android终端可对测量设备远程控制，并且对取水区域进行定位；若两次所测量的水温变化超过1℃，将会报警提示，自动退出测试。其操控更便捷、测量更准确、功耗比较低。

Description

反渗透进水SDI自动测试装置及控制方法

技术领域

本发明涉及水质检测，SDI值越大，水质越差。

背景技术

现在有的反渗透进水SDI测试是通过人工来进行检测，即人工将设备带到被测水的区域，然后测量人员对设备进行组装。在测量的过程中，测量者需要通过秒表来计时，得到数据后需要计算出SDI值，并行进行统计数据。不仅测试人员的工作量大，并且测量数据的误差也会很大。也有一些资料显示，已有SDI测试实现了部分自动功能，但依然存在一些较为明显的缺陷：

其一、没有明确对数据的处理，这样给测量人员带来了统计测量数据的繁琐以及不能对数据进行储存查看。

其二、没有说明测试仪携带的便捷性。作为测量工具，便于携带和移动是测量工具的一个重要因素。

其三、测试装置供水是通过电磁阀来控制，关闭电磁阀，增压泵仍在工作，这样势必会对增压泵造成一定的损伤。

其四、面对现代化发展趋势，电子设备在向智能化、低功耗、物联网方向发展。在同样实现功能的情况下，追求设备的功耗问题。

发明内容

为了克服现有的技术水质检测的过程中，现有的测量缺陷。本发明使用SDI自动测试装置，可以将被测水从水源带回到办公室装在测量的水桶中进行测量，测量过程中只需测量人员对主控系统进行开始操作，或者在Android终端对设备进行远程控制，主控系统将会自动将测量数据进行计算，并进行统计，从而更简便的完成整个测试过程。

本发明解决SDI测试操作复杂，装置携带不便捷、数据处理不明确、功耗较高等技术问题。采用的技术方案是：测量人员通过人机交互操作开始测量。首先采集温度，其次通过控制增压泵将水桶中的被测水传送到调压阀，通过调压阀将被测水压调节至30psi后送到微滤膜单元过滤，使用0.45μm微滤膜，最后将水传送至电磁流量传感器，检测通过500mL的被测水需要的时间。通过主控制器进行对时间的采集，5分钟后进行第二次测量后，进行SDI值计算并显示。主控系统设有实时时钟单元，在不使用测量设备的时候可以作为万年历使用。当测量的时候，主控系统会将测量的时间一并储存至外部的EEPROM，便于历史数据查看时数据确认，与此同时还会将数据通过WiFi传输到Android终端，便于数据的统计及查看，并且Android终端可以远程对设备进行控制。Android终端可以在取样水的时候携带，并对原水的位置进行定位，测量后的数据可以一起储存在Android终端。由于计算SDI值需要对原水进行两次测量，并且两次的水温超过1℃会增大SDI值得误差，所以设有温度检测单元。

上述的人机交互操作采用4个独立的触摸按键来实现，按键的功能分别为“上翻”、“下翻”、“确认”、“返回”，4个独立按键分别都有第二功能。

上述的增压泵可通过主控制器来控制增压泵是否工作。当系统开始工作后，电磁流量计开始检测，通过500mL水后，主控制器会控制增压泵停止工作。在开始测量的时候可以通过人机交互操作打开增压泵，调节水压以及排气等。

上述的调压阀是由于SDI污染密度指数有其固定的算法，是在30psi给水压力下，用0.45μm微滤膜过滤500ml的原水所需要时间总结出来的一个数学公式，所以需要调压阀来调节固定的压力输出。

上述的0.45μm微滤膜是检测水质的关键器件。系统采用手动更换，因为过滤膜较为单薄，在更换的时候一是由于密封性，二是由于易于破损，三是价格较为高。所以不采用自动更换。将水第一次通过500mL后，反渗透膜会堵塞部分面积，在第二次测量的时候通过的时间会比第一次长。根据两次的时间将SDI值计算出来。

上述的电磁流量传感器是用来检测被测水的流量的，通过对电磁流量传感器的接线选择以及设置，将流量的信息转换为数字信号送至主控制器，主控制器将信号进行处理。

上述的外部EEPROM是一款AT24C08储存芯片，串行可擦除只读储存器来储存测量数据，可保存63组数据，自动进行分页。

上述的WiFi传输是将数据传输在Android终端。便于测量人员对数据的查看以及对设备的远程控制。

上述Android终端的APP可对被测原水区域进行定位，在数据查看的时候可以更加便捷直观的分析以及查看数据，并且可以实时的接受设备传输回来的SDI值以及对设备的远程操控。

上述的温度检测是为了SDI值测量不失去意义，当两次取样的原水超过1℃时，会报警提示，5s后自动退出测试。

本发明的有益效果是，本发明可以便捷地自动测试。不需要带着设备去被测原水的区域，只需将被测原水取样带回，装在被测水桶里面进行检测即可。有效的消除了传统的将设备带到被测水源进行测量，测量人员进行设备组装、数据记录、数据统计的缺陷。主控系统可直观的观看数据，计算和存储都由主控制器进行处理。提高了测量人员的工作效率，并且也减小了数据的测量误差。设备的整个工作过程都是低功耗工作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明示意图；

图2为图1中的15；

图3为图1中的16；

图4为主控系统工作示意图。

图1中1.撑水架，2.压力表，3.面板式浮子流量计，4.调压阀，5.水桶盖，6.水桶，7.增压泵，8.滚轮，9.出水管，10.送水管，11.回水管，12.微滤膜单元，13.主控系统，14.放水阀，15.主控电路，16.电磁流量传感器

具体实施方式

打开水桶盖5，将取样回来的水倒入水桶6中，操作主控系统13，打开增压泵7，调节调压阀4，观看压力表2，将压力调节至30psi。

如图2所示，通过人机交互输入电路和显示电路来选择系统功能：

进入“密度检测”选项后，主控系统13首先通过温度检测电路来采集一次温度，然后通过水泵控制电路打开增压泵7，增加水压后将被测原水通过送水管10输送至微滤膜单元12，被测原水流过电磁流量传感器16(图3所示)，经流量检测电路采集信号送至主控电路STM32F103VCT6进行处理，当检测到流过500mL原水后，主控电路通过水泵控制电路关闭增压泵7，同时采集第一次测量时间，并开始5分钟倒计时，通过显示电路将倒计时信息显示在12864液晶屏上，倒计时结束后，主控电路再次向温度检测电路采集温度，对比两次温度相差是否超过1℃，如果超过则主控电路向报警电路发出信号，报警电路报警提示，5分钟后主控电路停止采集测量数据，显示电路控制液晶显示“温度变化，测试失败”。如果没有超过1℃，主控电路采集第二次测量数据，对两次测量数据记录，计算出SDI值，并请求是否保存此次测量数据，测量人员可通过输入电路中的触摸按键对数据进行存储，主控电路将通过实时时钟电路采集测试完成时刻一并将数据发送至存储电路，数据经存储电路保存到AT24C08，完成测量。

进入“历史数据”选项后，主控电路可从存储电路提取数据，并且通过显示电路将数据送至12864液晶显示，通过输入电路操作可显现翻页显示，长按“返回”按键可对AT24C08格式化。

进入“实时时钟”选项后，主控电路将时钟信息通过实时时钟电路将DS1302内的数据提取出来，经过处理后将数据传输到显示电路，液晶将显示时间信息。通过输入电路中的触摸按键可以对时钟进行调时操作，按下“确认”键进入调时界面，通过“上翻”、“下翻”对时间进行调整，调整好之后按下“返回”键确认所调时间。长按“返回”退出调时。

进入“系统信息”选项后，可查看关于本系统设计的相关信息。通过输入电路中的独立触摸按键，长按“上翻”键可打开增压泵7，长按“下翻”键可关闭增压泵7，长按“确认”键可通过存储电路对AT24C08进行格式化。

WiFi传输电路是通过WiFi将Android终端与测试装置进行连接，将被测数值通过WiFi把数据传输到Android终端，Android终端可对数据进行统计，便于测试人员对数据的统计，在对水取样的时候，携带Android终端，到达指定地点的时候打开APP开始定位，定位后将会把地址信息保存在APP的历史数据的列表里面。测试完成后会将信息自动组成一组保存。Android终端还可通过WiFi对设备进行远程控制。

主控系统13的工作流程如图4所示。

撑水架1承载水桶6与增压泵7，压力表2、面板式浮子流量计3和调压阀4固定在撑水架1上。撑水架1可通过滚轮8移动。测量结束后放掉水桶6中的水，可通过滚轮8将撑水架1移动至下水道处，打开放水阀14将水桶6中测量完成的水进行处理。清理管道9、10和电磁流量传感器16。

Claims (11)

1.反渗透进水SDI自动测试装置，包括撑水架、压力表、面板式浮子流量计、调压阀、水桶盖、水桶、增压泵、滚轮、出水管、送水管、回水管、微滤膜单元、放水阀、电磁流量传感器和主控系统，主控系统包括主控电路(主控芯片为STM32F103VCT6)、温度检测电路、显示电路、流量检测电路、输入电路、水泵控制电路、存储电路、实时时钟电路、报警电路、WiFi传输电路、降压电路；所述压力表与面板式浮子流量计、调压阀的连接，出水管、放水阀和增压泵的连接，增压泵和送水管的连接，送水管和微滤膜单元的连接，微滤膜单元和电磁流量变送器的连接；所述撑水架与滚轮的连接；所述主控电路分别与温度检测电路、显示电路、流量检测电路、输入电路、水泵控制电路、存储电路、实时时钟电路、报警电路、WiFi传输电路的连接，WiFi传输电路与Android终端的连接。

2.如权利要求1所述的反渗透进水SDI自动测试装置，其特征在于：撑水架，不仅可以承载水桶和增压泵，还有固定在上面的压力表和调压阀，撑水架底部安装有滚轮，可便捷的移动。

3.如权利要求1所述的反渗透进水SDI自动测试装置，其特征在于：流量检测电路，将采集回来的信号经过处理后送到主控电路处理，这样会保证采集的信号稳定，在信号的采集时将误差降到最小。

4.如权利要求1所述的反渗透进水SDI自动测试装置，其特征在于：输入电路，采用触摸方式进行对系统功能的选择，保证在人机交互操作时，不会出现迟滞的现象，并且也可以增加系统的美观。

5.如权利要求1所述的反渗透进水SDI自动测试装置，其特征在于：水泵控制电路，该电路通过被主控电路的控制，对增压泵起到了一个很好的保护作用，同时解决了功耗的损耗问题，省去了增压泵在系统中做的无用功。

6.如权利要求1所述的反渗透进水SDI自动测试装置，其特征在于：存储电路，包括一非易失性的EEPROM，用以存储运行数据和运行状态。

7.如权利要求1所述的反渗透进水SDI自动测试装置，其特征在于：主控电路，使用STM32F103VCT6，具有功耗低，抗干扰能力强。

8.如权利要求1所述的反渗透进水SDI自动测试装置，其特征在于：温度检测电路和报警电路，用以减少SDI测试中由于温度变化而产生的误差，当两次取样的水源超过1℃时，系统会报警提示，5s后自动退出测试。

9.如权利要求1所述的反渗透进水SDI自动测试装置，其特征在于：WiFi传输电路，其主要用于将数据传输至Android终端，并且可以通过Android终端可对装置进行远程操控。

10.如权利要求1所述的反渗透进水SDI自动测试装置，其特征在于：Android终端，终端可对测量数据进行数据列表整理，并且可以在被测水域进行定位。

11.采用权利要求1所述的反渗透进水SDI自动测试装置的控制方法，其特征在于：采用STM32F103VCT6作为主控芯片，首先通过温度检测电路采集一次温度，然后通过水泵控制电路打开增压水泵，增加水压至30psi后将被测原水通过送水管输送至0.45μm微滤膜单元，经流量检测电路采集信号送至主控电路STM32F103VCT6进行处理，当检测到流过500mL原水后，主控电路通过水泵控制电路关闭增压水泵，同时采集第一次测量时间，5分钟后进行第二次采集数据，计算出SDI的值，并请求是否保存该数据。实时时钟电路可以作为万年历显示，也可将测量数据实时存储。存储电路使用硬件EEPROM，可以存储63组数据，自动分页显示。两次测量时需要进行温度检测，当水温变化超过1℃，将会报警提示(设有报警电路)，5秒后自动退出测试。显示电路将测量信息显示出来，可以查阅历史数据，进行菜单的选择。按键输入电路采用四个独立的触摸按键，并且配有蜂鸣器和指是灯提示触摸是否触发。