CN203809265U - 高压清洗设备控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高压清洗设备控制器，属于高压清洗技术领域。它解决了现有的技术检测参数不够全面的问题。本高压清洗设备控制器包括单片机、以及分别与单片机的输入端连接的温度的温度传感器、电流互感器、压力传感器、脉冲式流量传感器以及电阻式水位传感器，脉冲式流量传感器与单片机之间连接有信号处理单元一，温度传感器、压力传感器、电流互感器与单片机之间连接有信号处理电路二，电阻式水位传感器与单片机之间连接有信号处理单元三，单片机的端口连接有触摸屏，单片机的输出端连接有显示屏和用于对高压泵出水口压力进行调节的步进电机。本控制器可全面实时监测高压清洗设备运行时的参数，测量精度高，使用安全性高。

Description

高压清洗设备控制器

技术领域

本实用新型属于高压清洗技术领域，涉及一种高压清洗设备控制器。

背景技术

目前，高压清洗设备在各行各业中应用越来越广，大流量的高压清洗设备常用于清洗行业，小流量的常用于加湿、人工造雾、试压等行业。现在在使用高压清洗设备时的电路控制部分，简单的直接使用断路器进行控制高压泵的启动和停止，复杂的使用PLC及辅助电路加上各种监测仪表进行控制，这些个控制中，简单的方法无法知道高压清洗设备的运行状况，复杂的方法又使成本大大提高，而且一般监测仪表也无法有效地得到的高压清洗设备的运行时的一些参数，由此导致设备在使用时无法发挥其最大性能。

针对上述存在的问题，现有的中国专利文献公开了一种高压清洗机的综合检测装置[申请号为：CN201010500637.9]。本装置由流量压力数字检测仪表，管路连接体和循环水箱组成；其中：流量压力数字检测仪表的流量、压力信号采集调理电路输出端以及数码管显示电路均连接单片机外围电路；管路连接体的进水管道经过流量传感器连接流量计，流量计接出水口，出水口连接被测高压清洗机进水管，高压清洗机的高压出水管连接在高压阀块的一个接口上，高压阀块的另一个接口连接高压水枪，高压阀块还连接有指针压力表和压力传感器；循环水箱里设置有水泵。本装置虽然能够检测高压清洗机的一些参数，但是检测参数不够全面，并且在参数超过设备允许范围时，没有进行相应地控制。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种高压清洗设备控制器，该控制器可全面实时监测高压清洗设备运行时的参数并根据所得参数做出相关的控制，测量精度高，使用安全性高。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：高压清洗设备控制器，所述高压清洗设备包括高压泵以及与高压泵进水口连接的水箱和用于带动高压泵运行的电机，其特征在于，所述控制器包括单片机、以及分别与单片机的输入端连接的用于采集电机外壳温度的温度传感器、用于采集电机工作电流的电流互感器、用于采集高压泵出水口压力的压力传感器、用于采集高压泵进水口流量的脉冲式流量传感器以及用于采集水箱内实时水位的电阻式水位传感器，所述脉冲式流量传感器与单片机之间连接有信号处理单元一，所述温度传感器、压力传感器、电流互感器与单片机之间连接有信号处理电路二，所述电阻式水位传感器与单片机之间连接有信号处理单元三，所述单片机的端口连接有用于对高压泵出水口的压力进行增压或减压操作的触摸屏，所述单片机的输出端连接有用于对接收到的各参数进行显示的显示屏和用于对高压泵出水口压力进行调节的步进电机。

该高压清洗设备控制器，在高压清洗设备使用时，安装在水箱内的电阻式水位传感器通过信号处理电路三将实时采集到水位信号传送给单片机，电阻式水位传感器测量精度高、水位反应灵敏，可以及时反应水位的变化；安装在高压泵出水口的压力传感器和安装在电机外壳上的温度传感器分别通过各自的信号处理电路二将实时采集到的出水口压力信号和温度信号传送给单片机；安装在高压泵进水口的脉冲式流量传感器通过信号处理电路一将实时采集到的进水口流量传送给单片机；安装在电机电源线上的电流互感器通过信号处理电路二将实时采集到的电流信号传送给单片机，单片机将接收到信号进行处理后分别在显示屏的相应位置上进行显示，使工作人员可以清楚明了的知道高压清洗设备各个参数在工作时的情况，防止意外事件的发生，在需要对高压泵出水口的压力进行调节时，通过触摸屏进行增压或减压的操作，单片机在接收到触摸屏输入的信号时发送信号给步进电机，通过步进电机对出水口的压力进行调节，操作方便，快捷。

在上述的高压清洗设备控制器中，所述信号处理电路一包括发光二极管、电阻R1、电阻R2、电阻R3和光耦合器，电阻R2的一端与光耦合器中光发射器的正极连接，光发射器的负极与发光二极管的正极连接，电阻R1的两端分别与电阻R2的另一端和发光二极管的负极连接，电阻R1和电阻R2的连接处接有24V的电压，光耦合器的输出端分别与单片机的输入端和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端连接3.3V的电压，电阻R1和发光二极管负极的连接处连接水位开关或脉冲式流量传感器。

在上述的高压清洗设备控制器中，所述信号处理电路二包括电阻R4、MOS管Q1和运算放大器，MOS管Q1的源极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地，MOS管Q1的漏极与运算放大器的同相输入端连接，MOS管Q1的栅极与单片机的输出端连接，运算放大器的输出端分别连接单片机的输入端和运算放大器的反相输入端，MOS管Q1的源极连接电流互感器或压力传感器或温度传感器。

在上述的高压清洗设备控制器中，所述信号处理电路三包括电阻R8、电阻R9、电容C1、同相放大器和A/D转换器，所述电阻R8一端与电阻式水位传感器连接，另一端与同相放大器的输入端连接，电阻R9和电容C1并联后与电阻R8和同相放大器的连接点连接，同相放大器的输出端通过A/D转换器与单片机连接，所述电阻R8和电阻R9组成分压器。

在上述的高压清洗设备控制器中，所述控制器还包括供水按钮、用于启动或关闭高压清洗设备的启停按钮以及用于实现高压清洗设备关闭或开启的接触器，所述供水按钮和启停按钮通过信号处理电路一与单片机的输入端连接，所述接触器与单片机之间连接有信号输出电路。

在上述的高压清洗设备控制器中，所述信号输出电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、发光二极管、三极管、二极管和光耦合器，光耦合器中光发射器的正极与电阻R5连接，电阻R5的另一端接3.3V的电压，光耦合器中光发射器的负极与单片机的输出端连接，光耦合器的输出端分别连接电阻R6的一端和三极管的基极B，电阻R6的另一端与发光二极管的负极连接，发光二极管的正极连接24V的电压，三极管的发射极E与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端连接24V的电压，二极管的集电极C连接二极管的负极，二极管的正极接地，二极管的两端与接触器中的线圈并联连接，接触器中的开关与电机连接。

在上述的高压清洗设备控制器中，所述控制器还包括设置在水箱最高位和最低位的水位开关，所述水位开关通过信号处理电路一与单片机的输入端连接。

在上述的高压清洗设备控制器中，所述单片机的输出端还连接有报警器。在水箱中水位到达最高位或最低位时，可以通过报警器进行提醒，在温度传感器检测到的电机外壳温度超过一定范围时通过报警器进行报警，避免电机在温度过高的情况下，长时间工作造成损坏。

在上述的高压清洗设备控制器中，所述单片机的输出端还连接有用于实现远程操作的通讯模块。该控制器检测到的参数可以通过通讯模块与外部进行通讯，从而实现远程操作，使得控制更加方便，简单。

在上述的高压清洗设备控制器中，所述单片机的输出端还连接有用于改变高压泵运行频率的变频器。

与现有技术相比，本高压清洗设备控制器具有以下优点：

1、本实用新型能够通过显示屏对检测到的参数进行同时显示，参数显示全面，直观，成本低。

2、本实用新型中的测量设备均为传感器，检测精度较高；在检测过程中，实现对各个测试数据的同步测量，使数据测量精度得到了保证，另外，测量数据的实时显示可以提高高压清洗设备在运行时的控制精确度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是信号处理电路一的电路图。

图3是信号处理电路二的电路图。

图4是信号处理电路三的电路图。

图5是信号输出电路的电路图。

图中，1、单片机；2、显示屏；3、电流互感器；4、电阻式水位传感器；5、温度传感器；6、压力传感器；7、脉冲式流量传感器；8、启停按钮；9、供水按钮；10、信号处理电路一；11、信号处理电路二；12、信号处理电路三；13、触摸屏；14、接触器；15、变频器；16、步进电机；17、信号输出电路。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本高压清洗设备控制器，其中高压清洗设备包括高压泵以及与高压泵进水口连接的水箱和用于带动高压泵运行的电机，控制器包括单片机1、以及分别与单片机1的输入端连接的用于采集电机外壳温度的温度传感器5、用于采集电机工作电流的电流互感器3、用于采集高压泵出水口压力的压力传感器6、用于采集高压泵进水口流量的脉冲式流量传感器7以及用于采集水箱内实时水位的电阻式水位传感器4，脉冲式流量传感器7与单片机1之间连接有信号处理单元一，温度传感器5、压力传感器6、电流互感器3与单片机1之间连接有信号处理电路二11，电阻式水位传感器4与单片机1之间连接有信号处理单元三，单片机1的端口连接有用于对高压泵出水口的压力进行增压或减压的触摸屏13，单片机1的输出端连接有用于对接收到的各参数进行显示的显示屏2和用于对高压泵出水口压力进行调节的步进电机16。

具体来说，如图2所示，信号处理电路一10包括发光二极管、电阻R1、电阻R2、电阻R3和光耦合器，其中光耦合器主要由光发射器和光侦测器组成，在本实施例中光发射器为发光二极管，光侦测器为光晶体管，电阻R2的一端与光耦合器中光发射器的正极连接，光发射器的负极与发光二极管的正极连接，电阻R1的两端分别与电阻R2的另一端和发光二极管的负极连接，电阻R1和电阻R2的连接处接有24V的电压，光耦合器的输出端分别与单片机1的输入端和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端连接3.3V的电压，电阻R1和发光二极管负极的连接处连接水位开关或脉冲式流量传感器7。其中，光耦合器的工作原理为：输入的电信号驱动发光二极管，使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。

如图3所示，信号处理电路二11包括电阻R4、MOS管Q1和运算放大器，MOS管Q1的源极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地，MOS管Q1的漏极与运算放大器的同相输入端连接，MOS管Q1的栅极与单片机1的输出端连接，运算放大器的输出端分别连接单片机1的输入端和运算放大器的反相输入端，MOS管Q1的源极连接电流互感器3或压力传感器6或温度传感器5。MOS管Q1的栅极与单片机1的输出端连接，单片机1通过对MOS管的控制来实现信号处理单元二对模拟量的采样处理。

如图4所示，信号处理电路三12包括电阻R8、电阻R9、电容C1、同相放大器和A/D转换器，电阻R8一端与电阻式水位传感器4连接，另一端与同相放大器的正极输入端连接，同相放大器的负极输入端分别连接电阻R10、R11；电阻R10串联一个电阻R12后接地，电阻R11的另一端接同相放大器的输出端，同相放大器的输出端接电容C2后接地，电阻R9和电容C1并联后与电阻R8和同相放大器的连接点连接，同相放大器的输出端通过A/D转换器与单片机1连接，电阻R8和电阻R9组成分压器。优选地，同相放器采用LF412芯片，电路中的电阻R8和电阻R9组成分压器,提取传感器输出电压的1/4，而LF412芯片采用同相放大的方式放大信号，放大倍数为4。

优选地，控制器还包括供水按钮9、用于启动或关闭高压清洗设备的启停按钮8以及用于实现高压清洗设备关闭或开启的接触器14，供水按钮9和启停按钮8通过信号处理电路一10与单片机1的输入端连接，接触器14与单片机1之间连接有信号输出电路17。

如图5所示，信号输出电路17包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、发光二极管、三极管、二极管和光耦合器，光耦合器中光发射器的正极与电阻R5连接，电阻R5的另一端接3.3V的电压，光耦合器中光发射器的负极与单片机1的输出端连接，光耦合器的输出端分别连接电阻R6的一端和三极管的基极B，电阻R6的另一端与发光二极管的负极连接，发光二极管的正极连接24V的电压，三极管的发射极E与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端连接24V的电压，二极管的集电极C连接二极管的负极，二极管的正极接地，二极管的两端与接触器14中的线圈并联连接，接触器14中的开关与电机连接，使电机通电工作或断电停止。

优选地，在触摸屏13中设置用于启动或关闭高压清洗设备的启停按键以及供水按键。这样的设置可节省供水按钮9、启停按钮8的设置，可有效降低成本。

优选地，控制器还包括设置在水箱最高位和最低位的水位开关，水位开关通过信号处理电路一10与单片机1的输入端连接。水位开关设置在水箱的最高位和最低位，可对水箱内储水量进行有目标性的检测，通过显示屏2显示数值的闪烁来提醒使用者在水箱水位到达最高位时停止对水箱进行放水，到达最低位时给水箱吉尼销进行放水。

优选地，单片机1的输出端还连接有报警器。在水箱中水位到达最高位或最低位时，可以通过报警器进行提醒，在温度传感器5检测到的电机外壳温度超过一定范围时通过报警器进行报警，避免电机在温度过高的情况下，仍长时间工作造成损坏。

优选地，单片机1的输出端还连接有用于实现远程操作的通讯模块。该控制器检测到的参数可以通过通讯模块与外部进行通讯，从而实现远程操作，使得控制更加方便，简单。

优选地，单片机1的输出端还连接有用于改变高压泵运行频率的变频器15。

启停按钮8、供水按钮9、单片机1、电流互感器3、接触器14、变频器15、步进电机16均安装在电器控制箱中。

水位开关安装在水箱最高位和最低位，压力传感器6安装于高压泵的出水口，温度传感器5安装于电机外壳上，脉冲式流量传感器7安装于高压泵的进水口。

该高压清洗设备控制器的具体工作过程为：

按下启停按钮8或触摸屏13中的启停按键，该控制器通过信号处理电路一10得到将高压清洗设备启动的信号，传至单片机1，单片机1对信号进行处理后，发出信号控制接触器14中的开关接通，从而使电机得电电动高压泵运行，此时，电机电源线穿过电流互感器3，在电机启动时就有小电流通过电流互感器3感应产生，通过信号处理电路二11进行整流和信号匹配，再采样传至单片机1，单片机1处理采样后的信号，将处理所得的数值通过显示屏2显示；压力传感器6、温度传感器5通过各自的信号处理电路一10将采集到的信号传给单片机1，单片机1处理后将数值通过显示屏2进行显示；脉冲式流量传感器7将高速脉冲送至信号处理电路一10，在信号处理电路一10中进行去干扰、整形后传给单片机1，单片机1将脉冲信号进行短时计数后计算出流量值，通过显示屏2显示，电阻式水位传感器4实时采集水箱中的水位，通过信号处理电路三12进行滤波、高阻分压、放大和模数转换后传至单片机1，单片机1处理后将数值通过显示屏2进行显示；在需要对高压泵的压力进行调节时，通过触摸屏13进行增压或减压的操作，由单片机1通过高速脉冲输出电路传给步进电机16，步进电机16带动外部的调压机构对高压泵的压力进行调节；为了更方便的对高压清洗设备的各个参数进行连接或者进行操作，外部的通讯设备可以通过通讯模块与本控制器进行连接。本控制器电路接线简单，可直接监测参数及一些计算所得的参数能直接通过显示屏2显示出来，让使用者一目了然。当有些参数超过设备允许范围时，能及时报警并可以做出相关的控制，防止意外事件的发生。监测的参数能通过通讯模块与外部进行通讯，可以进行远程操作，更加方便，使用更加人性化。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了单片机1；2、显示屏2；3、电流互感器3；4、电阻式水位传感器4；5、温度传感器5；6、压力传感器6；7、脉冲式流量传感器7；8、启停按钮8；9、供水按钮9；10、信号处理电路一10；11、信号处理电路二11；12、信号处理电路三12；13、触摸屏13；14、接触器14；15、变频器15；16、步进电机16；17、信号输出电路17等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.高压清洗设备控制器，所述高压清洗设备包括高压泵以及与高压泵进水口连接的水箱和用于带动高压泵运行的电机，其特征在于，所述控制器包括单片机（1）、以及分别与单片机（1）的输入端连接的用于采集电机外壳温度的温度传感器（5）、用于采集电机工作电流的电流互感器（3）、用于采集高压泵出水口压力的压力传感器（6）、用于采集高压泵进水口流量的脉冲式流量传感器（7）以及用于采集水箱内实时水位的电阻式水位传感器（4），所述脉冲式流量传感器（7）与单片机（1）之间连接有信号处理单元一，所述温度传感器（5）、压力传感器（6）、电流互感器（3）与单片机（1）之间连接有信号处理电路二（11），所述电阻式水位传感器（4）与单片机（1）之间连接有信号处理单元三，所述单片机（1）的端口连接有用于对高压泵出水口的压力进行增压或减压的触摸屏（13），所述单片机（1）的输出端连接有用于对接收到的各参数进行显示的显示屏（2）和用于对高压泵出水口压力进行调节的步进电机（16）。

2.根据权利要求1所述的高压清洗设备控制器，其特征在于，所述信号处理电路一（10）包括发光二极管、电阻R1、电阻R2、电阻R3和光耦合器，电阻R2的一端与光耦合器中光发射器的正极连接，光发射器的负极与发光二极管的正极连接，电阻R1的两端分别与电阻R2的另一端和发光二极管的负极连接，电阻R1和电阻R2的连接处接有24V的电压，光耦合器的输出端分别与单片机（1）的输入端和电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端连接3.3V的电压，电阻R1和发光二极管负极的连接处连接水位开关或脉冲式流量传感器（7）。

3.根据权利要求1所述的高压清洗设备控制器，其特征在于，所述信号处理电路二（11）包括电阻R4、MOS管和运算放大器，MOS管的源极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地，MOS管的漏极与运算放大器的同相输入端连接，MOS管的栅极与单片机（1）的输出端连接，运算放大器的输出端分别连接单片机（1）的输入端和运算放大器的反相输入端，MOS管的源极连接电流互感器（3）或压力传感器（6）或温度传感器（5）。

4.根据权利要求1所述的高压清洗设备控制器，其特征在于，所述信号处理电路三（12）包括电阻R8、电阻R9、电容C1、同相放大器和A/D转换器，所述电阻R8一端与电阻式水位传感器（4）连接，另一端与同相放大器的输入端连接，电阻R9和电容C1并联后与电阻R8和同相放大器的连接点连接，同相放大器的输出端通过A/D转换器与单片机（1）连接，所述电阻R8和电阻R9组成分压器。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的高压清洗设备控制器，其特征在于，所述控制器还包括供水按钮（9）、用于启动或关闭高压清洗设备的启停按钮（8）以及用于实现高压清洗设备关闭或开启的接触器（14），所述供水按钮（9）和启停按钮（8）通过信号处理电路一（10）与单片机（1）的输入端连接，所述接触器（14）与单片机（1）之间连接有信号输出电路（17）。

6.根据权利要求5所述的高压清洗设备控制器，其特征在于，所述信号输出电路（17）包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、发光二极管、三极管、二极管和光耦合器，光耦合器中光发射器的正极与电阻R5连接，电阻R5的另一端接3.3V的电压，光耦合器中光发射器的负极与单片机（1）的输出端连接，光耦合器的输出端分别连接电阻R6的一端和三极管的基极B，电阻R6的另一端与发光二极管的负极连接，发光二极管的正极连接24V的电压，三极管的发射极E与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端连接24V的电压，二极管的集电极C连接二极管的负极，二极管的正极接地，二极管的两端与接触器（14）中的线圈并联连接，接触器（14）中的开关与电机连接。

7.根据权利要求6所述的高压清洗设备控制器，其特征在于，所述控制器还包括设置在水箱最高位和最低位的水位开关，所述水位开关通过信号处理电路一（10）与单片机（1）的输入端连接。

8.根据权利要求7所述的高压清洗设备控制器，其特征在于，所述单片机（1）的输出端还连接有报警器。

9.根据权利要求8所述的高压清洗设备控制器，其特征在于，所述单片机（1）的输出端还连接有用于实现远程操作的通讯模块。

10.根据权利要求9所述的高压清洗设备控制器，其特征在于，所述单片机（1）的输出端还连接有用于改变高压泵运行频率的变频器（15）。