CN108483791A - 一种微型智能控制水质调节装置 - Google Patents

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Abstract

一种微型智能控制水质调节装置,由智能控制模块、检测及照明模块、生物水箱和水质调节模块组合构成,通过电子感应器提取生物水箱内水体的温度、PH、CO2、TDS、NO2、TDS数值,经过数据处理传输到控制主机,并将信息同步到移动端,如数值超出正常范围,移动端将会显示警报状态并提示下一步操作、做出相应的指令,控制主机接收后通过预设程序调动水质调节装置内的各种调节设备联动工作,达到调整水质于指标范围内之目的,智能控制模块模块为开源模块,也可供用户自行设置定义、手动调节,为水族领域需长期进行水质维护提供了一种模块化、全智能、多项目、自动化的远程控制装置。

Description

一种微型智能控制水质调节装置
技术领域
本发明涉及水族领域用水品质的调控装备,特别是一种实施低能耗、全智能、多项目控制的微型水质调节装备。
背景技术
目前,在水族领域有相关水质检测产品出现,大多用于对单项指标检测,也有部分联动控制的产品被推出公知,例如温度控制、灯光控制等,但其缺陷是:系统结构简单,控制指标单一,且无法数据开源、自定义或修改。
发明内容
针对上述不足,本发明目的是提供一种模块化的,可实现全智能、多项目自动化控制,并且能以单独因子远程手动调节的实用水质控制装备。
为实现上述目的,本装备由智能控制模块、检测及照明模块、生物水箱和水质调节模块组合而成:
1.智能控制模块
智能控制模块的主要功能为对通过电子感应器提取的各种数据(温度、酸碱度、二氧化碳含量、TDS指标、亚硝酸盐含量)的数据处理,做出应对控制反应。
根据所饲养的生物(动物、植物、微生物)选用相应的数据指标范围表。当所检测指标超过预设范围时,控制主机会把数据情况通过无线网络,传输到移动端,进行报警,并请求自动控制程序是否开启,当用户选择执行或手动操作后,控制主机将会向通水量装置、温控装置、CO2供给装置、新水补给装置发送指令,并依据预设程序,对水质进行调节。
2.检测及照明模块
检查设备是对生物水箱水体进行各项指标的电子检测设备,包括
温度感应器:检测水体温度摄氏度。
PH感应器:检测水体酸碱度。
CO2感应器:检测水体二氧化碳含量。
TDS感应器:检测总溶解固体(英文:Total dissolved solids,缩写TDS)。
NO2感应器:检测亚硝酸盐含量。
照明模块:是生物所需光谱的专业灯光设备,包含数字调光装置。
3.生物水箱
是饲养、研究生物的容器,容积在8L-4000L之间。
4.水质调节模块
水质调节模块包括A.内部过滤装置;B.温度、PH调节装置;C.新水补给装置。
A.内部过滤装置
内部过滤装置主要由物理过滤和生化过滤两部分组成。物理过滤部分其滤材主要由过滤棉、海绵、活性炭等材料组成,旨在减少水体颗粒物,可过滤生物产生的排泄物、饲料残渣等水体污染物;生化过滤部分其滤材主要由多孔材料(玻璃环、陶瓷环、生物球、吸氨石等)组成,通过生化过滤之滤材培养硝化细菌及厌氧菌,通过硝化细菌的硝化作用,将水体有毒物质亚硝酸盐NO2硝化成NO3硝酸盐,再由厌氧菌进行脱氮反应,将硝酸盐NO3转化为无毒的游离氮N及臭氧O3
内部过滤装置的通水量由电磁阀及逆止阀控制,可调节水流大小,从内部调整运行效率;当指标在正常范围内时以低功耗、小流量模式运转,从而减少整体装备的功耗。
B.温度、PH调节装置
温度调节装置:有数控加热器或制冷设备(冷水机)两大类,根据所饲养的生物要求选配,通过市电控制主机、指令温控系统工作。
PH调节装置:PH的调节由二氧化碳供给设备来实现,通过一个电磁阀调节二氧化碳供给量,从而实现水质的PH值在0.5-1.5度范围内。
C.新水补给装置
由于装备的长时间运行,水的蒸发会造成总水量的减少及水体总溶解物浓度上升,体现为 TDS值的急剧升高,这将会威胁到水箱内生物的生存,作为一个全自动调节系统,有必要设计新水补给系统模块。
新水水源采用自来水或处理过的雨水,为实现能调节TDS指标的目的,新水补给装置中设计了两个前端水处理设备:一是RO反渗透过滤器,将新水过滤为TDS值<20的补给水,用于降低整体TDS指标;二是新水爆氧装置,将新水充分爆氧,去除水中的氯气等对生物有害的物质,控制 TDS值在200-1000之间,用于提高整体TDS指标。
为提高调整效率,生物水箱单独设置联动给排水装置以实现高效换水,根据控制主机程序设定,在水体波动有利于水箱内生物生存条件下,通过RO反渗透过滤器、新水爆氧器及排水装置的联动控制,实现最为安全的水体调整。
水位控制装置:为水质调节模块内的水位检测控制装置,它由电子型或机械型水位检测器构成,当水位超过警戒线时,将会强制终止系统运行,以保证运行安全。
附图说明
图1是本装备整体架构方框示意图。
图中1、智能控制模块,2、检测及照明模块,3、生物水箱,4、水质调节模块。
具体实施方式
本装备运行方式如下:
a.指标检测,通过检测设备提取温度、PH、CO2、TDS、NO2数值,传输到控制主机并将信息同步到移动端。如数值超出正常范围,在移动端将会显示警报状态,并提示下一步调整操作。
b.移动端的操作发布指令,由控制主机接收并通过系统预设程序调动水质调节器内的各种调节系统,联动工作,从而逐步将指标调整到正常范围。
c.智能控制器内的经验数据预设程序模块为开源模块,可供用户进行自定义、实验等操作。
本发明的积极效果是:提供了一种模块化的,可实现全智能、多项目自动化控制装备,通过对通水量、温度、CO2、水位、新水因子的控制,达到调整水质于正常指标范围之目的,解决了水族领域如水族箱、生物箱、景观鱼池等长期需自动水质维护问题;同时,该装备支持远程终端控制,可用于逐个因子手动调节,即时应对特殊情况需求。

Claims (2)

1.一种微型智能控制水质调节装置,其特征是:由智能控制模块、检测及照明模块、生物水箱和水质调节模块组合而成,
所述的智能控制模块由电子感应器提取温度、酸碱度、二氧化碳含量、TDS指标、亚硝酸盐含量的数据,并对数据进行处理、做出对应控制反应;所述的对应控制反应是根据所饲养的生物(动物、植物、微生物)对水质要求确定相应的数据指标范围,当所检测指标超过预设范围时,控制主机将数据通过无线网络传输到移动端,并进行报警,同时请求自动控制程序是否开启,当用户选择执行或手动操作后,控制主机将会向通水量装置、温控装置、CO2供给装置、新水补给装置发送指令,依据预设程序,对水质进行调节;
所述的检测及照明模块由对生物水箱水体进行各项指标的电子检测设备和专业灯光设备构成,所述的电子检测设备对水体的摄氏温度、酸碱度、二氧化碳含量、亚硝酸盐含量、TDS进行检测,所述的专业灯光设备是水箱中生物所需光谱的灯光设备,包含数字调光装置;
所述的生物水箱容积在8L-4000L之间,是适应饲养、研究生物的容器,所述的生物水箱单独设置联动给排水装置以实现高效换水,并根据控制主机程序设定,在水体波动有利于水箱内生物生存的条件下,通过RO反渗透过滤器、新水爆氧装置及给排水装置的联动控制,实现最为安全的水体调整;
所述的水质调节模块为水质调节装置,包括A.内部过滤设施,B.温度、PH调节设施,C.新水补给设施;
A.所述的内部过滤设施由物理过滤和生化过滤两部分组成,所述的物理过滤第一滤材由过滤棉、海绵或活性炭材料构成,旨在减少水体颗粒物,可过滤生物产生的排泄物、饲料残渣等水体污染物;所述的生化过滤第二滤材由玻璃环、陶瓷环、生物球、吸氨石多或孔材料构成,依靠第二滤材培养硝化细菌及厌氧菌,通过硝化细菌的硝化作用,将水体有毒物质亚硝酸盐NO2硝化成NO3硝酸盐,再由厌氧菌进行脱氮反应,将硝酸盐NO3转化为无毒的游离氮N及臭氧O3;所述的内部过滤设施其通水量控制硬件由电磁阀及逆止阀组成,以调节水流大小,从内部调整过滤设备的运行效率,当指标在正常范围内时以低功耗、小流量模式运转,从而减少整体装备的功耗;
B.所述的温度、PH调节设施,其中温度调节设备有数控加热器或制冷设备(冷水机)两大类,根据所饲养的生物要求选配,通过市电控制主机、指令温控器件工作;其中PH调节设施由二氧化碳供给设备来实现,通过电磁阀调节二氧化碳供给量,调节PH值在0.5-1.5度范围内;
C.所述的新水补给设施,其新水水源采用自来水或处理过的雨水,为实现能调节TDS指标,新水补给设施中具有两个前端水处理装置,一是RO反渗透过滤器,将新水过滤为TDS值<20的补给水,用于降低整体TDS指标,二是新水爆氧装置,将新水充分爆氧,去除水中的氯气等对生物有害的物质,控制TDS值在200-1000之间,用于提高整体TDS指标;由于装置长时间的运行,水的蒸发作用会造成总水量的减少及水体总溶解物浓度上升,体现为TDS值的急剧升高,威胁到水箱内生物的生存,所述的新水补给设施是水质调节模块中全自动调节的必要部分。
2.根据权利要求1所述的一种微型智能控制水质调节装置,其特征是:所述生物水箱的水位控制由所述水质调节模块内的电子型或机械型水位检测器控制,当水位超过警戒线时,将会强制终止装置运行,以保证装置的安全。
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