CN110776175A - 便携式太阳能水循环过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明便携式太阳能水循环过滤装置，涉及水处理技术领域，包括太阳能供电装置和液压过滤系统，有益技术效果为本发明是一种体积小巧、质量轻便于携带野外获取饮用水的装置，利用太阳能控制液压系统对水净化和消毒，解决野外长时间饮用水的问题。太阳能供电装置包括单片机控制模块和能源模块，单片机控制模块设置在壳体的下端，能源模块设置在壳体的上端，单片机控制模块与能源模块连接，液压过滤系统由过滤棉、过滤颗粒、活性炭等多级过滤层所组成的可拆卸装置，所述液压过滤系统由过滤循环模块控制，滤循环模块设置在壳体的左侧，滤循环模块分别与单片机控制模块和能源模块连接。

Description

便携式太阳能水循环过滤装置
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，更具体的说是便携式太阳能水循环过滤装置。
背景技术
户外探险在国内已比较普及、流行，有众多爱好者，但许多爱好者因经验不足，准备不足，在野外迷路，被困荒野；地质灾难，如山区的地震，塌荒等突然间灾祸，山区群众被困。在上述情况下不可忽略的要素之一就是如何取饮用水。水是生命之源，没有食物人可以挺几天，但是没有水，生命往往活不过三天。荒野中河流可能有病原性的微生物，对身体有直接的危害，不适合直接饮用。灾区饮用水因地质原因被破坏被污染，也不适合直接饮用。所以一套过滤、消毒、提供饮用水的简便装置，是非常必要。是野外探险必须的保障用品，是方便救援人员携带的救援物资。
发明内容
本发明的目的是提供便携式太阳能水循环过滤装置，其有益效果为本发明是一种体积小巧、质量轻便于携带野外获取饮用水的装置，利用太阳能控制液压系统对水净化和消毒，解决野外长时间饮用水的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
便携式太阳能水循环过滤装置，包括太阳能供电装置和液压过滤系统，所述的太阳能供电装置包括单片机控制模块和能源模块，单片机控制模块设置在壳体的下端，能源模块设置在壳体的上端，单片机控制模块与能源模块连接，液压过滤系统由过滤棉、过滤颗粒、活性炭等多级过滤层所组成的可拆卸装置，所述液压过滤系统由过滤循环模块控制，滤循环模块设置在壳体的左侧，滤循环模块分别与单片机控制模块和能源模块连接。
作为本技术方案的进一步优化，本发明便携式太阳能水循环过滤装置，所述的单片机控制模块包括太阳能充电系统接口、步进电机驱动接口、水泵驱动接口、无线通讯模块接口、单片机、水质传感器接口、流速传感器接口、光电传感器接口、蜂鸣器接口、电源接入接口和电磁阀控制器接口；蜂鸣器接口、电源接入接口、电磁阀控制器接口、步进电机驱动接口和水泵驱动接口从左至右依次设置在工作板的前端，光电传感器接口、流速传感器接口、水质传感器接口和无线通讯模块接口从左至右依次设置在工作板的中部，单片机设置在工作后端的右侧。
作为本技术方案的进一步优化，本发明便携式太阳能水循环过滤装置，所述的能源模块包括工作台、电池板伸缩齿轮齿条机构、天气判断传感器组件、太阳能电池板、光电传感器、直流微型步进电机、蓄电池和电机驱动模块；工作台连接在壳体上，直流微型步进电机和蓄电池皆设置在工作台上，电机驱动模块与直流微型步进电机连接，天气判断传感器组件与电机驱动模块连接，两个光电传感器设置在工作台上，两个光电传感器皆与光电传感器接口连接，电池板伸缩齿轮齿条机构设置在直流微型步进电机上，太阳能电池板设置在电池板伸缩齿轮齿条机构上，蓄电池与太阳能电池板连接。
作为本技术方案的进一步优化，本发明便携式太阳能水循环过滤装置，所述的电池板伸缩齿轮齿条机构包括齿轮机构和齿条机构，齿轮机构与直流微型步进电机连接，齿条机构设置在工作台上，齿轮机构与齿条机构传动连接。
作为本技术方案的进一步优化，本发明便携式太阳能水循环过滤装置，所述的天气判断传感器组件包括温度传感器、湿度传感器和光敏传感器，温度传感器、湿度传感器和光敏传感器皆设置在工作台上。
作为本技术方案的进一步优化，本发明便携式太阳能水循环过滤装置，所述的过滤循环模块包括开关、柱塞泵、水质传感器、紫外线灯、过滤装置和报警系统；开关安装在水箱上，水箱与壳体连接，水箱内部设置有隔板，隔板将水箱内部分为消毒腔和过滤腔，过滤腔内设置有水管，水管的两端分别与消毒腔和外部连通，柱塞泵安装在过滤腔呢，紫外线灯设置在隔板上，紫外线灯与水质传感器接口连接，多个水质传感器皆设置在消毒腔，水管上设有过滤装置和报警系统。
作为本技术方案的进一步优化，本发明便携式太阳能水循环过滤装置，所述的过滤装置包括一次过滤装置和二次过滤网，一次过滤装置安装在水管的进水口，过滤层为过滤棉和活性炭，两个二次过滤网分别设置安装在柱塞泵的进水口和出水口。
作为本技术方案的进一步优化，本发明便携式太阳能水循环过滤装置，所述的报警系统包括流速传感器和蜂鸣器；流速传感器设置在水管的末端且位于过滤腔内，蜂鸣器设置在流速传感器上，流速传感器与流速传感器接口连接，蜂鸣器与蜂鸣器接口连接。
作为本技术方案的进一步优化，本发明便携式太阳能水循环过滤装置，所述的单片机控制模块、能源模块和滤循环模块皆由控制系统驱动。
作为本技术方案的进一步优化，本发明便携式太阳能水循环过滤装置，所述的控制系统采用ARM系列的微处理器。
本发明便携式太阳能水循环过滤装置的有益效果为：
本发明便携式太阳能水循环过滤装置，本发明体积小巧、质量轻便于携带野外获取饮用水的装置，利用太阳能控制液压系统对水净化和消毒，解决野外长时间饮用水的问题；太阳能供电装置，是智能控制系统，通过对天气的判断，太阳能板伸缩，实现太阳能供电与蓄电，为过滤系统提供能源。液压过滤循环系统过滤装置是由过滤棉、过滤颗粒、活性炭等多级过滤层所组成的可拆卸装置，达到过滤水中杂质，吸附水中有机污染物，去除异味的目的。循环系统采用智能控制，当水质清度达到要求时停止循环，并设报警系统，提醒更换过滤层。同时采用紫外线对过滤后的水消毒，使之水达到可饮用的标准。
附图说明
图1为本发明便携式太阳能水循环过滤装置的整体结构示意图；
图2为单片机控制模块图的结构示意图；
图3为能源模块图的结构示意图；
图4为过滤循环模块图的结构示意图；
图5为本发明便携式太阳能水循环过滤装置的框架结构示意图；
图6为循环系统控制流程图的结构示意图；
图7为太阳能充电系统的控制模块电路图；
图8为电机驱动、水泵电机、太阳能伸缩电机的控制模块电路图；
图9为光敏传感器的控制模块电路图；
图10为温度、湿度传感器的控制模块电路图；
图11为蜂鸣器报警模块的控制模块电路图；
图12为系统输入电压稳压的控制模块电路图；
图13为2.4HZ无线通讯模块的控制模块电路图；
图14为水质传感器的控制模块电路图；
图15为电机位置检测光电门1的控制模块电路图；
图16为电机位置检测光电门2的控制模块电路图；
图17为STM32核心板的控制模块电路图；
图18为流速传感器的控制模块电路图。
图中：单片机控制模块100；太阳能充电系统接口101；步进电机驱动接口 102；水泵驱动接口103；无线通讯模块接口104；单片机105；水质传感器接口 106；流速传感器接口107；光电传感器接口108；蜂鸣器接口109；电源接入接口110；电磁阀控制器接口111；能源模块200；工作台201；齿轮机构202；齿条机构203；天气判断传感器组件204；太阳能电池板205；光电传感器206；直流微型步进电机207；蓄电池208；滤循环模块300；开关301；一次过滤装置302；二次过滤网303；柱塞泵304；流速传感器305；水质传感器306；紫外线灯307。
具体实施方式
在发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合附图1-18和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
具体实施方式一：
下面结合图1-18说明本实施方式，便携式太阳能水循环过滤装置，包括太阳能供电装置和液压过滤系统，所述的太阳能供电装置包括单片机控制模块100 和能源模块200，单片机控制模块100设置在壳体的下端，能源模块200设置在壳体的上端，单片机控制模块100与能源模块200连接，所述液压过滤系统由过滤棉、过滤颗粒、活性炭等多级过滤层所组成的可拆卸装置，液压过滤系统由过滤循环模块300控制，滤循环模块300设置在壳体的左侧，滤循环模块300 分别与单片机控制模块100和能源模块200连接。在控制系统作用下，对便携式太阳能水循环过滤装置提供电力能源；在控制系统作用下，利用光敏传感器、温湿度传感器等传感器对天气判断，控制太阳能电池板的伸缩运动，进行太阳能电池板蓄电、供电操作；在控制系统作用下，利用水质传感器、流速传感器控制循环系统，实现智能化过滤。
具体实施方式二：
下面结合图1-18说明本实施方式，所述的单片机控制模块100包括太阳能充电系统接口101、步进电机驱动接口102、水泵驱动接口103、无线通讯模块接口104、单片机105、水质传感器接口106、流速传感器接口107、光电传感器接口108、蜂鸣器接口109、电源接入接口110和电磁阀控制器接口111；蜂鸣器接口109、电源接入接口110、电磁阀控制器接口111、步进电机驱动接口 102和水泵驱动接口103从左至右依次设置在工作板的前端，光电传感器接口 108、流速传感器接口107、水质传感器接口106和无线通讯模块接口104从左至右依次设置在工作板的中部，单片机105设置在工作后端的右侧。
所述的能源模块200包括工作台201、电池板伸缩齿轮齿条机构、天气判断传感器组件204、太阳能电池板205、光电传感器206、直流微型步进电机207、蓄电池208和电机驱动模块；直流微型步进电机207采用直流微型减速电机，光电传感器206采用对射式光电传感器，所述工作台201连接在壳体上，直流微型步进电机207和蓄电池208皆设置在工作台201上，电机驱动模块与直流微型步进电机207连接，天气判断传感器组件204与电机驱动模块连接，两个光电传感器206设置在工作台201上，两个光电传感器206皆与光电传感器接口108连接，两个光电传感器206用来检测电池板伸缩齿轮齿条机构的位置，电池板伸缩齿轮齿条机构设置在直流微型步进电机207上，太阳能电池板205 设置在电池板伸缩齿轮齿条机构上，蓄电池208与太阳能电池板205连接。
所述的电池板伸缩齿轮齿条机构包括齿轮机构202和齿条机构203，齿轮机构202与直流微型步进电机207连接，齿条机构203设置在工作台201上，齿轮机构202与齿条机构203传动连接。
所述的天气判断传感器组件204包括温度传感器、湿度传感器和光敏传感器，温度传感器、湿度传感器和光敏传感器皆设置在工作台201上。
当光线充足，太阳能电池板205工作时，整个装置由太阳能电池板205提供能源，蓄电池208蓄电；当在阴雨天气或者夜晚，太阳能电池板205不工作，由蓄电池208为整个装置提供电力能源。太阳能电池板205工作，由电池板伸缩齿轮齿条机构完成，根据温度传感器、湿度传感器、光敏传感器传感器对天气的判断，双路电机驱动模块控制直流微型步进电机207的正转反转以及速度，借助电池板伸缩齿轮齿条机构带动太阳能电池板205的伸缩；直流微型步进电机207带动齿轮机构202转动，齿轮机构202带动齿条机构203伸缩移动，齿条机构203带动太阳能电池板205伸缩。太阳能电池板205在推出距离、收缩距离由两个光电传感器206对驱动多晶硅太阳能电池板205的电池板伸缩齿轮齿条机构的电机位置进行检测来实现。即系统触发单片机调用OPEN函数时，光电门传感器此时输出高电平，此时工作指示LED灯不亮，TT电机正转，利用延时程序进行控制，停止后减速反转延时，电机停止转动，太阳能电池板完全推出，太阳能板工作。当系统触发单片机调用CLOSE函数时，光电门传感器此时输出低电平，此时工作指示LED灯亮，TT电机反转，利用延时程序进行控制，停止后减速正转延时，TT电机停止转动，太阳能电池板收回，不工作。
具体实施方式三：
下面结合图1-18说明本实施方式，所述的过滤循环模块300包括开关301、柱塞泵304、水质传感器306、紫外线灯307、过滤装置和报警系统；开关301 安装在水箱上，水箱与壳体连接，水箱内部设置有隔板，隔板将水箱内部分为消毒腔和过滤腔，过滤腔内设置有水管，水管的两端分别与消毒腔和外部连通，柱塞泵304安装在过滤腔呢，紫外线灯307设置在隔板上，紫外线灯307与水质传感器接口106连接，多个水质传感器306皆设置在消毒腔，水管上设有过滤装置和报警系统。过滤装置为多次多级过滤系统，过滤循环次数由水质传感器控制，水质传感器对水质信息随时监测，当水质达到要求时，泵停止工作，紫外线杀毒形成直接饮用的水。
所述的过滤装置包括一次过滤装置302和二次过滤网303，一次过滤装置 302安装在水管的进水口，过滤层为过滤棉和活性炭，当外面污水进入泵、水箱之前，需经过一次过滤装置，过滤水中颗粒、杂质，吸附有机污染物，去除异味；当外面污水进入泵、水箱之前，需经过一次过滤装置，过滤水中颗粒、杂质，吸附有机污染物，去除异味；两个二次过滤网303分别设置安装在柱塞泵 304的进水口和出水口，对一次过滤后的水箱的水进行循环过滤，除进一步过滤水中杂质，去除异味，同时让水箱中的水形成活水，减少细菌的形成，能长时间保存水质。
所述的报警系统包括流速传感器305和蜂鸣器；流速传感器305设置在水管的末端且位于过滤腔内，蜂鸣器设置在流速传感器305上，流速传感器305 与流速传感器接口107连接，蜂鸣器与蜂鸣器接口109连接。当流速低于设定值后蜂鸣器鸣响，对可拆装的过滤器，提醒更换过滤层。保障过滤系统正常工作。
具体实施方式四：
下面结合图1-18说明本实施方式，所述的单片机控制模块100、能源模块 200和滤循环模块300皆由控制系统驱动。
所述的控制系统采用ARM系列的微处理器。
本发明便携式太阳能水循环过滤装置的工作原理：在控制系统作用下，对便携式太阳能水循环过滤装置提供电力能源；在控制系统作用下，利用光敏传感器、温湿度传感器等传感器对天气判断，控制太阳能电池板的伸缩运动，进行太阳能电池板蓄电、供电操作；在控制系统作用下，利用水质传感器、流速传感器控制循环系统，实现智能化过滤。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.便携式太阳能水循环过滤装置，包括太阳能供电装置和液压过滤系统，其特征在于：所述太阳能供电装置包括单片机控制模块(100)和能源模块(200)，单片机控制模块(100)设置在壳体的下端，能源模块(200)设置在壳体的上端，单片机控制模块(100)与能源模块(200)连接，所述液压过滤系统由过滤棉、过滤颗粒、活性炭等多级过滤层所组成的可拆卸装置，液压过滤系统由过滤循环模块(300)控制，滤循环模块(300)设置在壳体的左侧，滤循环模块(300)分别与单片机控制模块(100)和能源模块(200)连接。
2.根据权利要求1所述的便携式太阳能水循环过滤装置，其特征在于：所述的单片机控制模块(100)包括太阳能充电系统接口(101)、步进电机驱动接口(102)、水泵驱动接口(103)、无线通讯模块接口(104)、单片机(105)、水质传感器接口(106)、流速传感器接口(107)、光电传感器接口(108)、蜂鸣器接口(109)、电源接入接口(110)和电磁阀控制器接口(111)；蜂鸣器接口(109)、电源接入接口(110)、电磁阀控制器接口(111)、步进电机驱动接口(102)和水泵驱动接口(103)从左至右依次设置在工作板的前端，光电传感器接口(108)、流速传感器接口(107)、水质传感器接口(106)和无线通讯模块接口(104)从左至右依次设置在工作板的中部，单片机(105)设置在工作后端的右侧。
3.根据权利要求1所述的便携式太阳能水循环过滤装置，其特征在于：所述的能源模块(200)包括工作台(201)、电池板伸缩齿轮齿条机构、天气判断传感器组件(204)、太阳能电池板(205)、光电传感器(206)、直流微型步进电机(207)、蓄电池(208)和电机驱动模块；工作台(201)连接在壳体上，直流微型步进电机(207)和蓄电池(208)皆设置在工作台(201)上，电机驱动模块与直流微型步进电机(207)连接，天气判断传感器组件(204)与电机驱动模块连接，两个光电传感器(206)设置在工作台(201)上，两个光电传感器(206)皆与光电传感器接口(108)连接，电池板伸缩齿轮齿条机构设置在直流微型步进电机(207)上，太阳能电池板(205)设置在电池板伸缩齿轮齿条机构上，蓄电池(208)与太阳能电池板(205)连接。
4.根据权利要求3所述的便携式太阳能水循环过滤装置，其特征在于：所述的电池板伸缩齿轮齿条机构包括齿轮机构(202)和齿条机构(203)，齿轮机构(202)与直流微型步进电机(207)连接，齿条机构(203)设置在工作台(201)上，齿轮机构(202)与齿条机构(203)传动连接。
5.根据权利要求3所述的便携式太阳能水循环过滤装置，其特征在于：所述的天气判断传感器组件(204)包括温度传感器、湿度传感器和光敏传感器，温度传感器、湿度传感器和光敏传感器皆设置在工作台(201)上。
6.根据权利要求1所述的便携式太阳能水循环过滤装置，其特征在于：所述的过滤循环模块(300)包括开关(301)、柱塞泵(304)、水质传感器(306)、紫外线灯(307)、过滤装置和报警系统；开关(301)安装在水箱上，水箱与壳体连接，水箱内部设置有隔板，隔板将水箱内部分为消毒腔和过滤腔，过滤腔内设置有水管，水管的两端分别与消毒腔和外部连通，柱塞泵(304)安装在过滤腔呢，紫外线灯(307)设置在隔板上，紫外线灯(307)与水质传感器接口(106)连接，多个水质传感器(306)皆设置在消毒腔，水管上设有过滤装置和报警系统。
7.根据权利要求6所述的便携式太阳能水循环过滤装置，其特征在于：所述的过滤装置包括一次过滤装置(302)和二次过滤网(303)，一次过滤装置(302)安装在水管的进水口，过滤层为过滤棉和活性炭，两个二次过滤网(303)分别设置安装在柱塞泵(304)的进水口和出水口。
8.根据权利要求6所述的便携式太阳能水循环过滤装置，其特征在于：所述的报警系统包括流速传感器(305)和蜂鸣器；流速传感器(305)设置在水管的末端且位于过滤腔内，蜂鸣器设置在流速传感器(305)上，流速传感器(305)与流速传感器接口(107)连接，蜂鸣器与蜂鸣器接口(109)连接。
9.根据权利要求1所述的便携式太阳能水循环过滤装置，其特征在于：所述的单片机控制模块(100)、能源模块(200)和滤循环模块(300)皆由控制系统驱动。
10.根据权利要求9所述的便携式太阳能水循环过滤装置，其特征在于：所述的控制系统采用ARM系列的微处理器。
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