CN111813016A - 一种水电解氢氧发生器控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了水电解技术领域的一种水电解氢氧发生器控制装置，包括MCU、水位检测模块、温度检测模块、压力检测模块、电磁阀控制模块、电流检测模块、散热控制模块、无线通信模块、电源模块、TDS检测模块、触摸显示屏、音频播放器、存储器、电解槽；水位检测模块、温度检测模块、压力检测模块、电磁阀控制模块、电流检测模块、散热控制模块、无线通信模块、电源模块、TDS检测模块、触摸显示屏、音频播放器、存储器均与MCU连接；电解槽的阳极与电源模块连接，阴极与电流检测模块连接。本发明的优点在于：实现对多台水电解氢氧发生器进行统一管理，提升了水电解氢氧发生器的工作稳定性，延长了使用使用寿命。

Description

一种水电解氢氧发生器控制装置

技术领域

本发明涉及水电解技术领域，特别指一种水电解氢氧发生器控制装置。

背景技术

能源随着人类的消耗而不断减少，且当前的市场竞争日趋激烈，能源价格不断上涨，开发和制取新能源成为现在的一个发展趋势。制氢技术的发展受到世界各国的高度重视，预测在未来的能源结构中占有很大的比重。水电解氢氧发生器是利用水电解产生氢气和氧气，是一种电化学设备。水电解氢氧发生器的工作原理：交流电通过变压器，在降压、整流之后，变成稳定的、可调的低压直流电，将其产生的低压直流电提供给电解槽，将水电离后形成氢离子和氧离子，在电解槽的阴极，氢离子会变成氢气，氧离子在阳极释放电子从而变成氧气。

然而，传统的水电解氢氧发生器在制取氢气和氧气的过程中，未对电解液的温度进行检测，未采取散热措施，未对水质进行检测，未设置通信模块，导致存在如下缺点：1、水电解氢氧发生器的电解槽在连续工作的过程中温度逐渐升高，使得电解液里容易产生水垢，当温度过高时会导致水电解氢氧发生器停止工作，影响工作效率；2、未对水质进行检测就直接进行电解，使得制取的氢气和氧气常携带杂质，且影响水电解氢氧发生器的使用寿命；3、不便于对多台水电解氢氧发生器进行统一管理。

因此，如何提供一种水电解氢氧发生器控制装置，实现对多台水电解氢氧发生器进行统一管理，提升水电解氢氧发生器的工作稳定性，延长使用使用寿命，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种水电解氢氧发生器控制装置，实现对多台水电解氢氧发生器进行统一管理，提升水电解氢氧发生器的工作稳定性，延长使用使用寿命。

本发明是这样实现的：一种水电解氢氧发生器控制装置，包括一MCU、一水位检测模块、一温度检测模块、一压力检测模块、一电磁阀控制模块、一电流检测模块、一散热控制模块、一无线通信模块、一电源模块、一TDS检测模块、一触摸显示屏、一音频播放器、一存储器以及一电解槽；

所述水位检测模块、温度检测模块、压力检测模块、电磁阀控制模块、电流检测模块、散热控制模块、无线通信模块、电源模块、TDS检测模块、触摸显示屏、音频播放器以及存储器均分别与MCU连接；所述水位检测模块、温度检测模块、压力检测模块、电磁阀控制模块、电流检测模块、散热控制模块以及无线通信模块均分别与电源模块连接；所述电解槽的阳极与电源模块连接，阴极与电流检测模块连接。

进一步地，所述MCU的引脚82、83、84以及85与水位检测模块连接，引脚15与温度检测模块连接，引脚55与压力检测模块连接，引脚64以及65与电磁阀控制模块连接，引脚16与电流检测模块连接，引脚31与散热控制模块连接，引脚，引脚6、11、28、50、75以及100与电源模块连接，引脚30与电解槽开关电源连接，引脚67、68、69、70、71以及88与无线通信模块连接，引脚36、37以及38与TDS检测模块连接，引脚25以及26与触摸显示屏连接，引脚1与音频播放器连接，引脚51与存储器连接。

进一步地，所述水位检测模块包括一水位传感器J12、一发光二极管LED2、一光电耦合器U9、一电阻R45以及一电阻R50；

所述水位传感器J12的引脚1与发光二极管LED2的输入端连接，引脚2与电源模块连接；所述电阻R50的一端与发光二极管LED2的输出端连接，另一端与光电耦合器U9的引脚1连接；所述光电耦合器U9的引脚2、3均接地，引脚4与电阻R48以及MCU连接；所述电阻R48与电源模块连接。

进一步地，所述温度检测模块包括一温度传感器J3、一电阻R11以及一电容C16；

所述温度传感器J3的引脚1接地，引脚2与电阻R11以及MCU连接，引脚3与电容C16以及电源模块连接；所述电容C16接地；所述电阻R11与电源模块连接。

进一步地，所述压力检测模块包括一压力传感器J11、一光电耦合器U8、一电阻R44以及一电阻R45；

所述压力传感器J11的引脚1与光电耦合器U8的引脚1连接，引脚2与电源模块连接；所述光电耦合器U8的引脚2、3均接地，引脚4与电阻R45以及MCU连接；所述电阻R45与电源模块连接。

进一步地，所述电磁阀控制模块包括一光电耦合器U17、一光电耦合器U21、一马达驱动芯片U19、一接线端子J25、一电阻R75、一电阻R77、一电阻R79、一电阻R81、一电阻R83、一电阻R85、一电容C44、一电容C46、一电容C47以及一电容C48；

所述光电耦合器U17的引脚1与电阻R75以及电容C44连接，引脚2接地，引脚3与电阻R77连接，引脚4与电源模块连接；所述电阻R75以及电阻R81均分别与MCU连接；所述光电耦合器U21的引脚1与电阻R81以及电容C46连接，引脚2接地，引脚3与电阻R83连接，引脚4与电源模块连接；

所述马达驱动芯片U19的引脚1与接线端子J25的引脚2连接，引脚2、3均与电容C47、电容C48以及电源模块连接，引脚4与J25的引脚1连接，引脚5、8均接地，引脚6与电阻R83以及电阻R85连接，引脚7与电阻R77以及电阻R79连接；所述电容C44、电容C46、电容C47、电容C48、电阻R79以及电阻R80均接地。

进一步地，所述电流检测模块包括一大功率精密电阻R1、一接线端子J9、一电流检测芯片U6B、一电阻R36、一电阻R38、一电阻R40、一电阻R41、一电阻R42、一电阻R43以及一电容C28；

所述大功率精密电阻R1的一端与接线端子J9的引脚2以及电解槽的阴极连接，另一端与接线端子J9的引脚1连接并接地；所述电阻R40的一端与接线端子J9的引脚2连接，另一端与电阻R42以及电流检测芯片U6B的引脚5连接；所述电阻R38的一端与接线端子J9的引脚1连接，另一端与电流检测芯片U6B的引脚6以及电阻R36连接；所述电流检测芯片U6B的引脚7与电阻R36以及电阻R41连接；所述电阻R41与电阻R43、电容C28以及MCU连接；所述电阻R42、电阻R43以及电容C28均接地。

进一步地，所述散热控制模块包括一抽风式风扇、一吹风式风扇、一光电耦合器U3、一三极管Q1、一二极管D1、一继电器SW1、一接线端子J4、一电阻R12、一电阻R14、一电阻R16、一电阻R18、一电阻R20、一电容C19以及一电容C21；

所述电阻R16的一端与MCU连接，另一端与电容C21以及光电耦合器U3的引脚1连接；所述光电耦合器U3的引脚2接地，引脚3与电阻R18连接，引脚4与电源模块连接；所述三极管Q1的引脚1与电阻R18以及电阻R20连接，引脚2接地，引脚3与二极管D1的输入端、电容C19以及继电器SW1的引脚2连接；所述电阻R14的一端与电容C19连接，另一端与所述电阻R12、二极管D1的输出端以及继电器SW1的引脚1连接；所述电阻R12与电源模块连接；所述继电器SW1的引脚3与电源模块连接，引脚4与接线端子J4的引脚1连接；所述电容C21、电阻R20以及接线端子J4的引脚2均接地；所述抽风式风扇以及吹风式风扇均分别与接线端子J4的引脚1和2连接。

进一步地，所述电源模块包括一电源适配器、一电解槽开关电源、一第一降压DCDC转化器、一第二降压DCDC转化器、一第三降压DCDC转化器以及一第四降压DCDC转化器；

所述电解槽开关电源与电解槽的阳极以及MCU连接；所述第一降压DCDC转化器的输入端与电源适配器的输出端连接，输出端与第二降压DCDC转化器以及散热控制模块连接；所述第二降压DCDC转化器的输入端与第一降压DCDC转化器的输出端连接，输出端与无线通信模块连接；所述第三降压DCDC转化器的输入端与电源适配器的输出端连接，输出端与第四降压DCDC转化器以及水位检测模块、散热控制模块以及电解槽连接；所述第四降压DCDC转化器的输入端与第三降压DCDC转化器的输出端连接，输出端与所述温度检测模块、压力检测模块、电磁阀控制模块以及MCU连接。

进一步地，所述电解槽开关电源包括一光电耦合器U5、一三极管Q3、一二极管D3、一继电器SW3、一接线端子J6、一电阻R22、一电阻R23、一电阻R24、一电阻R25、一电阻R26、一电容C23以及一电容C24；

所述电阻R24的一端与MCU连接，另一端与电容C24以及光电耦合器U5的引脚1连接；所述光电耦合器U5的引脚2接地，引脚3与电阻R25连接；所述三极管Q3的引脚1与电阻R25以及电阻R26连接，引脚2接地，引脚3与二极管D3的输入端、电容C23以及继电器SW3的引脚2连接；所述电阻R23的一端与电容C23连接，另一端与所述电阻R22、二极管D3的输出端以及继电器SW3的引脚1连接；所述继电器SW3的引脚3与电源模块连接，引脚4与接线端子J6的引脚1连接；所述电容C24、电阻R26以及接线端子J6的引脚2均接地。

本发明的优点在于：

1、通过设置所述TDS检测模块、压力检测模块、电源模块以及无线通信模块，实现实时采集所述电解槽的水质数据、产气数据以及电解槽运行情况，并通过所述无线通信模块上传至服务器，实现对多台水电解氢氧发生器进行统一管理。

2、通过设置所述温度检测模块以及散热控制模块，对所述电解槽的水温进行实时监测，当水温过高时通过所述散热控制模块进行散热降温，避免所述电解槽在连续工作的过程中温度过高产生水垢，避免温度过高导致水电解氢氧发生器停止工作，进而极大的提升了水电解氢氧发生器的工作稳定性。

3、通过设置所述TDS检测模块对电解槽的水质进行检测，当水质不合格时不进行电解，使得制取的氢气和氧气更纯净，且延长了所述电解槽的使用寿命，并保障了用户的健康。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种水电解氢氧发生器控制装置的电路原理框图。

图2是本发明MCU的电路图。

图3是本发明水位检测模块的电路图。

图4是本发明温度检测模块的电路图。

图5是本发明压力检测模块的电路图。

图6是本发明电磁阀控制模块的电路图。

图7是本发明电流检测模块的电路图。

图8是本发明散热控制模块的电路图。

图9是本发明电源模块的电路原理框图。

图10是本发明电解槽开关电源的电路图。

图11是本发明TDS检测模块的电路图。

图12是本发明无线通信模块的电路图。

图13是本发明降压DCDC转化器的电路图。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：

通过设置所述TDS检测模块、压力检测模块、电源模块、无线通信模块、温度检测模块以及散热控制模块，实时采集所述电解槽的水质数据、产气数据以及电解槽运行情况，并通过所述无线通信模块上传至服务器，当所述电解槽的水温过高时通过散热控制模块进行散热降温，当水质不合格时不进行电解，进而对多台水电解氢氧发生器进行统一管理，提升水电解氢氧发生器的工作稳定性，延长使用使用寿命。

请参照图1至图13所示，本发明一种水电解氢氧发生器控制装置的较佳实施例，包括一MCU、一水位检测模块、一温度检测模块、一压力检测模块、一电磁阀控制模块、一电流检测模块、一散热控制模块、一无线通信模块、一电源模块、一TDS检测模块、一触摸显示屏、一音频播放器、一存储器以及一电解槽；所述MCU用于接收水位检测模块、温度检测模块、压力检测模块、电流检测模块以及TDS检测模块的检测数据，并控制所述电磁阀控制模块、散热控制模块、无线通信模块、电源模块、音频播放器、存储器以及电解槽的工作，接收所述触摸显示屏的操作指令；所述水位检测模块设于电解槽的储水箱，用于检测水位，当水位不在预设范围内时不进行电解，以提升装置运行的稳定性；所述温度检测模块设于电解槽内，用于检测水温，当水温过高时启动所述散热控制模块进行降温；所述压力检测模块用于检测气压，即产气数据；所述电磁阀控制模块用于控制所述电解槽的储水箱的进水口和排水口的阀门；所述电流检测模块用于检测电解槽的电流大小；所述散热控制模块用于为电解槽降温；所述无线通信模块用于与服务器进行通信；所述电源模块用于为水电解氢氧发生器控制装置供电；所述TDS检测模块用于检测水质；所述触摸显示屏用于向MCU下发控制指令以操作水电解氢氧发生器控制装置；所述音频播放器用于播放检测告警信息；所述存储器用于存储水质数据、产气数据以及电解槽运行情况等数据；所述电解槽用于电解水产生氢气和氧气；

所述水位检测模块、温度检测模块、压力检测模块、电磁阀控制模块、电流检测模块、散热控制模块、无线通信模块、电源模块、TDS检测模块、触摸显示屏、音频播放器以及存储器均分别与MCU连接；所述水位检测模块、温度检测模块、压力检测模块、电磁阀控制模块、电流检测模块、散热控制模块以及无线通信模块均分别与电源模块连接；所述电解槽的阳极与电源模块连接，阴极与电流检测模块连接。

所述MCU的引脚82、83、84以及85与水位检测模块连接，引脚15与温度检测模块连接，引脚55与压力检测模块连接，引脚64以及65与电磁阀控制模块连接，引脚16与电流检测模块连接，引脚31与散热控制模块连接，引脚，引脚6、11、28、50、75以及100与电源模块连接，引脚30与电解槽开关电源连接，引脚67、68、69、70、71以及88与无线通信模块连接，引脚36、37以及38与TDS检测模块连接，引脚25以及26与触摸显示屏连接，引脚1与音频播放器连接，引脚51与存储器连接。所述MCU的型号为STM32F103VET6，是一个32位基于ARM Cortex-M3核心的微处理器，自带512K闪存、USB、CAN的微控制器，最大主频为72Mhz，11个定时器，3路ADC，多达13个通信接口。

所述水位检测模块包括一水位传感器J12、一发光二极管LED2、一光电耦合器U9、一电阻R45以及一电阻R50；所述水位检测模块设于电解槽的储水箱里；所述光电耦合器U9的型号为EL3H7D；

所述水位传感器J12的引脚1与发光二极管LED2的输入端连接，引脚2与电源模块连接；所述电阻R50的一端与发光二极管LED2的输出端连接，另一端与光电耦合器U9的引脚1连接；所述光电耦合器U9的引脚2、3均接地，引脚4与电阻R48以及MCU连接；所述电阻R48与电源模块连接。

所述温度检测模块包括一温度传感器J3、一电阻R11以及一电容C16；所述温度传感器J3的型号为DS18B20，是常用的数字温度传感器，输出的是数字信号，具有体积小、硬件开销低、抗干扰能力强、精度高、独特的单线接口方式的特点，采用3.3V供电；

所述温度传感器J3的引脚1接地，引脚2与电阻R11以及MCU连接，引脚3与电容C16以及电源模块连接；所述电容C16接地；所述电阻R11与电源模块连接。

所述压力检测模块包括一压力传感器J11、一光电耦合器U8、一电阻R44以及一电阻R45；所述光电耦合器U8的型号为EL3H7D；所述压力检测模块输出开关量，正常状态应常开，当气压值超过最大气压值，开关闭合，所述光电耦合器U8输出低电平，对应所述MCU的IO口获得低电平，通过中断来通知所述MCU压力超限，实现压力检测。

所述压力传感器J11的引脚1与光电耦合器U8的引脚1连接，引脚2与电源模块连接；所述光电耦合器U8的引脚2、3均接地，引脚4与电阻R45以及MCU连接；所述电阻R45与电源模块连接。

所述电磁阀控制模块包括一光电耦合器U17、一光电耦合器U21、一马达驱动芯片U19、一接线端子J25、一电阻R75、一电阻R77、一电阻R79、一电阻R81、一电阻R83、一电阻R85、一电容C44、一电容C46、一电容C47以及一电容C48；所述光电耦合器U17以及光电耦合器U21的型号均为EL3H7D，所述马达驱动芯片U19的型号为L9110；本发明采用两路电磁阀控制电路，L9110是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，其中一路电磁阀控制所述电解槽的储水箱的出水，当有检测到所述电解槽的TDS不符合要求时，则打开电磁阀把水排出，另外一路则控制储水箱的进水，当最低水位时，则打开进水电磁阀。

所述光电耦合器U17的引脚1与电阻R75以及电容C44连接，引脚2接地，引脚3与电阻R77连接，引脚4与电源模块连接；所述电阻R75以及电阻R81均分别与MCU连接；所述光电耦合器U21的引脚1与电阻R81以及电容C46连接，引脚2接地，引脚3与电阻R83连接，引脚4与电源模块连接；

所述马达驱动芯片U19的引脚1与接线端子J25的引脚2连接，引脚2、3均与电容C47、电容C48以及电源模块连接，引脚4与J25的引脚1连接，引脚5、8均接地，引脚6与电阻R83以及电阻R85连接，引脚7与电阻R77以及电阻R79连接；所述电容C44、电容C46、电容C47、电容C48、电阻R79以及电阻R80均接地。所述接线端子J25用于连接电磁阀。

所述电流检测模块包括一大功率精密电阻R1、一接线端子J9、一电流检测芯片U6B、一电阻R36、一电阻R38、一电阻R40、一电阻R41、一电阻R42、一电阻R43以及一电容C28；所述电流检测芯片U6B的型号为LM358，具有共模电压低、成本低的优点；所述大功率精密电阻R1和电解槽串联构成回路，检测电路采集所述大功率精密电阻R1两端的电压输入给电流检测芯片U6B的正向和反向端，所述电流检测芯片U6B的输出电压＝R36/R38*(Ui₊-Ui_-)，其中Ui₊为电流检测芯片U6B的正向输入端电压，其中Ui-为电流检测芯片U6B的反向输入端电压。

所述大功率精密电阻R1的一端与接线端子J9的引脚2以及电解槽的阴极连接，另一端与接线端子J9的引脚1连接并接地；所述电阻R40的一端与接线端子J9的引脚2连接，另一端与电阻R42以及电流检测芯片U6B的引脚5连接；所述电阻R38的一端与接线端子J9的引脚1连接，另一端与电流检测芯片U6B的引脚6以及电阻R36连接；所述电流检测芯片U6B的引脚7与电阻R36以及电阻R41连接；所述电阻R41与电阻R43、电容C28以及MCU连接；所述电阻R42、电阻R43以及电容C28均接地。

所述散热控制模块包括一抽风式风扇、一吹风式风扇、一光电耦合器U3、一三极管Q1、一二极管D1、一继电器SW1、一接线端子J4、一电阻R12、一电阻R14、一电阻R16、一电阻R18、一电阻R20、一电容C19以及一电容C21；所述光电耦合器U3的型号为EL3H7D，所述三极管Q1的型号为S8050；

由于所述电解槽长时间工作发热量大，因此采用外置的所述抽风式风扇以及吹风式风扇进行降温处理；所述MCU通过电阻R16输出高电平，经过所述光电耦合器U3输出低电平，则所述三极管Q1导通，所述继电器SW1闭合，所述抽风式风扇以及吹风式风扇开始工作；同理所述MCU输出低电平，所述抽风式风扇以及吹风式风扇停止工作。

所述电阻R16的一端与MCU连接，另一端与电容C21以及光电耦合器U3的引脚1连接；所述光电耦合器U3的引脚2接地，引脚3与电阻R18连接，引脚4与电源模块连接；所述三极管Q1的引脚1与电阻R18以及电阻R20连接，引脚2接地，引脚3与二极管D1的输入端、电容C19以及继电器SW1的引脚2连接；所述电阻R14的一端与电容C19连接，另一端与所述电阻R12、二极管D1的输出端以及继电器SW1的引脚1连接；所述电阻R12与电源模块连接；所述继电器SW1的引脚3与电源模块连接，引脚4与接线端子J4的引脚1连接；所述电容C21、电阻R20以及接线端子J4的引脚2均接地；所述抽风式风扇以及吹风式风扇均分别与接线端子J4的引脚1和2连接。

所述电源模块包括一电源适配器、一电解槽开关电源、一第一降压DCDC转化器、一第二降压DCDC转化器、一第三降压DCDC转化器以及一第四降压DCDC转化器；220V交流电压通过所述电源适配器输出24V/12V电压给第一降压DCDC转化器以及第三降压DCDC转化器；所述第一降压DCDC转化器输出12V电压给第二降压DCDC转化器以及散热控制模块供电；所述第二降压DCDC转化器将输入的12V电压转换为3.6V电压输出给无线通信模块供电；所述第三降压DCDC转化器输出5V电压给第四降压DCDC转化器、水位检测模块以及散热控制模块供电；所述第四降压DCDC转化器将输入的5V电压转换为3.3V电压给温度检测模块、压力检测模块、电磁阀控制模块以及MCU供电；所述电解槽开关电源将输入的220V交流电压转换为5V给电解槽供电；

所述第一降压DCDC转化器、第二降压DCDC转化器、第三降压DCDC转化器以及第四降压DCDC转化器采用的芯片型号均为SY8303，能够提供3A电流的降压DC-DC转换器负载电流，在宽输入范围内运行电压范围为4.5V至40V，采用峰值电流控制方案，开关频率可在500kHz至2.5MHz，5脚为输入电压管脚，输出电压Vout＝0.6*(1+R103/R105),通过调整R103和R105的比值产生不同的输出电压。

所述电解槽开关电源与电解槽的阳极以及MCU连接；所述第一降压DCDC转化器的输入端与电源适配器的输出端连接，输出端与第二降压DCDC转化器以及散热控制模块连接；所述第二降压DCDC转化器的输入端与第一降压DCDC转化器的输出端连接，输出端与无线通信模块连接；所述第三降压DCDC转化器的输入端与电源适配器的输出端连接，输出端与第四降压DCDC转化器以及水位检测模块、散热控制模块以及电解槽连接；所述第四降压DCDC转化器的输入端与第三降压DCDC转化器的输出端连接，输出端与所述温度检测模块、压力检测模块、电磁阀控制模块以及MCU连接。

所述电解槽开关电源包括一光电耦合器U5、一三极管Q3、一二极管D3、一继电器SW3、一接线端子J6、一电阻R22、一电阻R23、一电阻R24、一电阻R25、一电阻R26、一电容C23以及一电容C24；所述光电耦合器U5的型号为EL3H7D，所述三极管Q3的型号为S8050；所述MCU通过电阻R24输出高低电平来控制光电耦合器U5引脚3的输出，所述光电耦合器U5的输出控制三极管Q3的开关，从而实现所述继电器SW3的闭合与断开，所述继电器SW3的输出连接给电解槽供电的开关电源的AC输入，实现对电解槽电源的控制。

所述电阻R24的一端与MCU连接，另一端与电容C24以及光电耦合器U5的引脚1连接；所述光电耦合器U5的引脚2接地，引脚3与电阻R25连接；所述三极管Q3的引脚1与电阻R25以及电阻R26连接，引脚2接地，引脚3与二极管D3的输入端、电容C23以及继电器SW3的引脚2连接；所述电阻R23的一端与电容C23连接，另一端与所述电阻R22、二极管D3的输出端以及继电器SW3的引脚1连接；所述继电器SW3的引脚3与电源模块连接，引脚4与接线端子J6的引脚1连接；所述电容C24、电阻R26以及接线端子J6的引脚2均接地。

所述TDS检测模块用于检测水的TDS值，即水质，在具体实施时，只要选择能实现此功能的TDS检测模块即可，例如图11所示，通过交替给TDS_IO1和TDS_IO2高低电平，通过测量TDS_ADC电压值可以得到水体的等效电阻R_水，计算水的电导率σ＝(L/A)/R_水，其中L为两个探针的距离、A为探头的横向面积。根据经验公式水的TDS＝(0.55-0.7)*σ。为了获得准确的TDS，采用热电阻温度传感器获得温度进行TDS温度补偿，以提高TDS测量精度。通过NTC_ADC量测电压，获得温度传感器的等效电阻，然后在温度传感器的分度表查找获得当前水样的温度T，利用公式T_修正＝1+0.02*(T-25)获得温度校正系数T_修正，然后对TDS_ADC电压值进行修正。

所述无线通信模块用于与服务器进行通信，在具体实施时，只要选择能实现此功能的无线通信模块即可，并不局限于何种型号，例如华为me909s-821的4G模块，是基于海思芯片的物联网无线通信模块，集成DDR降低成本，采用车规级质量管控，同步开放FOTA易升级、降低维护成本。

本发明工作原理：

开启所述电源模块给水电解氢氧发生器控制装置供电，所述MCU通过水位检测模块检测电解槽的储水箱的水位在预设范围内，通过所述TDS检测模块检测到水质符合TDS标准后，通过所述触摸显示屏控制电解槽开始电解水产生氢气和氧气；所述MCU通过TDS检测模块实时采集电解槽的水质数据，通过所述压力检测模块实时采集产气数据，通过所述电源模块实时采集电解槽运行情况，并存储至所述存储器后，通过所述无线通信模块上传至服务器。

综上所述，本发明的优点在于：

1、通过设置所述TDS检测模块、压力检测模块、电源模块以及无线通信模块，实现实时采集所述电解槽的水质数据、产气数据以及电解槽运行情况，并通过所述无线通信模块上传至服务器，实现对多台水电解氢氧发生器进行统一管理。

2、通过设置所述温度检测模块以及散热控制模块，对所述电解槽的水温进行实时监测，当水温过高时通过所述散热控制模块进行散热降温，避免所述电解槽在连续工作的过程中温度过高产生水垢，避免温度过高导致水电解氢氧发生器停止工作，进而极大的提升了水电解氢氧发生器的工作稳定性。

3、通过设置所述TDS检测模块对电解槽的水质进行检测，当水质不合格时不进行电解，使得制取的氢气和氧气更纯净，且延长了所述电解槽的使用寿命，并保障了用户的健康。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种水电解氢氧发生器控制装置，其特征在于：包括一MCU、一水位检测模块、一温度检测模块、一压力检测模块、一电磁阀控制模块、一电流检测模块、一散热控制模块、一无线通信模块、一电源模块、一TDS检测模块、一触摸显示屏、一音频播放器、一存储器以及一电解槽；

所述水位检测模块、温度检测模块、压力检测模块、电磁阀控制模块、电流检测模块、散热控制模块、无线通信模块、电源模块、TDS检测模块、触摸显示屏、音频播放器以及存储器均分别与MCU连接；所述水位检测模块、温度检测模块、压力检测模块、电磁阀控制模块、电流检测模块、散热控制模块以及无线通信模块均分别与电源模块连接；所述电解槽的阳极与电源模块连接，阴极与电流检测模块连接。

2.如权利要求1所述的一种水电解氢氧发生器控制装置，其特征在于：所述MCU的引脚82、83、84以及85与水位检测模块连接，引脚15与温度检测模块连接，引脚55与压力检测模块连接，引脚64以及65与电磁阀控制模块连接，引脚16与电流检测模块连接，引脚31与散热控制模块连接，引脚，引脚6、11、28、50、75以及100与电源模块连接，引脚30与电解槽开关电源连接，引脚67、68、69、70、71以及88与无线通信模块连接，引脚36、37以及38与TDS检测模块连接，引脚25以及26与触摸显示屏连接，引脚1与音频播放器连接，引脚51与存储器连接。

3.如权利要求1所述的一种水电解氢氧发生器控制装置，其特征在于：所述水位检测模块包括一水位传感器J12、一发光二极管LED2、一光电耦合器U9、一电阻R45以及一电阻R50；

所述水位传感器J12的引脚1与发光二极管LED2的输入端连接，引脚2与电源模块连接；所述电阻R50的一端与发光二极管LED2的输出端连接，另一端与光电耦合器U9的引脚1连接；所述光电耦合器U9的引脚2、3均接地，引脚4与电阻R48以及MCU连接；所述电阻R48与电源模块连接。

4.如权利要求1所述的一种水电解氢氧发生器控制装置，其特征在于：所述温度检测模块包括一温度传感器J3、一电阻R11以及一电容C16；

所述温度传感器J3的引脚1接地，引脚2与电阻R11以及MCU连接，引脚3与电容C16以及电源模块连接；所述电容C16接地；所述电阻R11与电源模块连接。

5.如权利要求1所述的一种水电解氢氧发生器控制装置，其特征在于：所述压力检测模块包括一压力传感器J11、一光电耦合器U8、一电阻R44以及一电阻R45；

所述压力传感器J11的引脚1与光电耦合器U8的引脚1连接，引脚2与电源模块连接；所述光电耦合器U8的引脚2、3均接地，引脚4与电阻R45以及MCU连接；所述电阻R45与电源模块连接。

6.如权利要求1所述的一种水电解氢氧发生器控制装置，其特征在于：所述电磁阀控制模块包括一光电耦合器U17、一光电耦合器U21、一马达驱动芯片U19、一接线端子J25、一电阻R75、一电阻R77、一电阻R79、一电阻R81、一电阻R83、一电阻R85、一电容C44、一电容C46、一电容C47以及一电容C48；

所述光电耦合器U17的引脚1与电阻R75以及电容C44连接，引脚2接地，引脚3与电阻R77连接，引脚4与电源模块连接；所述电阻R75以及电阻R81均分别与MCU连接；所述光电耦合器U21的引脚1与电阻R81以及电容C46连接，引脚2接地，引脚3与电阻R83连接，引脚4与电源模块连接；

所述马达驱动芯片U19的引脚1与接线端子J25的引脚2连接，引脚2、3均与电容C47、电容C48以及电源模块连接，引脚4与J25的引脚1连接，引脚5、8均接地，引脚6与电阻R83以及电阻R85连接，引脚7与电阻R77以及电阻R79连接；所述电容C44、电容C46、电容C47、电容C48、电阻R79以及电阻R80均接地。

7.如权利要求1所述的一种水电解氢氧发生器控制装置，其特征在于：所述电流检测模块包括一大功率精密电阻R1、一接线端子J9、一电流检测芯片U6B、一电阻R36、一电阻R38、一电阻R40、一电阻R41、一电阻R42、一电阻R43以及一电容C28；

所述大功率精密电阻R1的一端与接线端子J9的引脚2以及电解槽的阴极连接，另一端与接线端子J9的引脚1连接并接地；所述电阻R40的一端与接线端子J9的引脚2连接，另一端与电阻R42以及电流检测芯片U6B的引脚5连接；所述电阻R38的一端与接线端子J9的引脚1连接，另一端与电流检测芯片U6B的引脚6以及电阻R36连接；所述电流检测芯片U6B的引脚7与电阻R36以及电阻R41连接；所述电阻R41与电阻R43、电容C28以及MCU连接；所述电阻R42、电阻R43以及电容C28均接地。

8.如权利要求1所述的一种水电解氢氧发生器控制装置，其特征在于：所述散热控制模块包括一抽风式风扇、一吹风式风扇、一光电耦合器U3、一三极管Q1、一二极管D1、一继电器SW1、一接线端子J4、一电阻R12、一电阻R14、一电阻R16、一电阻R18、一电阻R20、一电容C19以及一电容C21；

所述电阻R16的一端与MCU连接，另一端与电容C21以及光电耦合器U3的引脚1连接；所述光电耦合器U3的引脚2接地，引脚3与电阻R18连接，引脚4与电源模块连接；所述三极管Q1的引脚1与电阻R18以及电阻R20连接，引脚2接地，引脚3与二极管D1的输入端、电容C19以及继电器SW1的引脚2连接；所述电阻R14的一端与电容C19连接，另一端与所述电阻R12、二极管D1的输出端以及继电器SW1的引脚1连接；所述电阻R12与电源模块连接；所述继电器SW1的引脚3与电源模块连接，引脚4与接线端子J4的引脚1连接；所述电容C21、电阻R20以及接线端子J4的引脚2均接地；所述抽风式风扇以及吹风式风扇均分别与接线端子J4的引脚1和2连接。

9.如权利要求1所述的一种水电解氢氧发生器控制装置，其特征在于：所述电源模块包括一电源适配器、一电解槽开关电源、一第一降压DCDC转化器、一第二降压DCDC转化器、一第三降压DCDC转化器以及一第四降压DCDC转化器；

所述电解槽开关电源与电解槽的阳极以及MCU连接；所述第一降压DCDC转化器的输入端与电源适配器的输出端连接，输出端与第二降压DCDC转化器以及散热控制模块连接；所述第二降压DCDC转化器的输入端与第一降压DCDC转化器的输出端连接，输出端与无线通信模块连接；所述第三降压DCDC转化器的输入端与电源适配器的输出端连接，输出端与第四降压DCDC转化器以及水位检测模块、散热控制模块以及电解槽连接；所述第四降压DCDC转化器的输入端与第三降压DCDC转化器的输出端连接，输出端与所述温度检测模块、压力检测模块、电磁阀控制模块以及MCU连接。

10.如权利要求9所述的一种水电解氢氧发生器控制装置，其特征在于：所述电解槽开关电源包括一光电耦合器U5、一三极管Q3、一二极管D3、一继电器SW3、一接线端子J6、一电阻R22、一电阻R23、一电阻R24、一电阻R25、一电阻R26、一电容C23以及一电容C24；

所述电阻R24的一端与MCU连接，另一端与电容C24以及光电耦合器U5的引脚1连接；所述光电耦合器U5的引脚2接地，引脚3与电阻R25连接；所述三极管Q3的引脚1与电阻R25以及电阻R26连接，引脚2接地，引脚3与二极管D3的输入端、电容C23以及继电器SW3的引脚2连接；所述电阻R23的一端与电容C23连接，另一端与所述电阻R22、二极管D3的输出端以及继电器SW3的引脚1连接；所述继电器SW3的引脚3与电源模块连接，引脚4与接线端子J6的引脚1连接；所述电容C24、电阻R26以及接线端子J6的引脚2均接地。

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