CN204074617U - 基于超声波的水质传感器自动清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种基于超声波的水质传感器自动清洗装置，它主要包括了支柱、上支撑板、下支撑板，太阳能电池板，防雨型控制箱，多种水质传感器，传感器固定板，走线槽，丝杠滑台，上壳体、下壳体、以及超声波发生装置，利用超声波发生器及其振子发出超声波，对多种水质传感器柱头表面定期进行清洗，保障水下检测数据的准确性，本实用新型待清洗的传感器可方便地换成其它类型的水质检测传感器；可同时清洗多个传感器，清洗效率高，待清洗的传感器数量可根据实际需要选定，清洗系统仅需修改传感器固定板就可以满足需要，系统具有很强的灵活性和扩展性；将多种水质检测传感器密封在小范围内利用超声波清洗比在敞开的水域范围内清洗效果更好；不进行清洗时，五种传感器置于敞开的水域中，清洗装置的存在，不会影响传感器的测量数据；采用单片机搭建清洗装置测量控制系统，可定时进行自动清洗，成本低，易于推广使用。

Description

基于超声波的水质传感器自动清洗装置

技术领域

    本实用新型涉及一种水质传感器清洗装置，尤其涉及一种基于超声波的水质传感器自动清洗装置，适用于水质检测传感器及其它用于水下检测的传感器自动清洁。

背景技术

    现有水质传感器由于长时间浸泡在被测的水域中，其柱头表面会被很多微生物及其钙化物质污染，改变了原本应该检测到的数据，使得水质传感器检测到的数据误差较大，以往人们解决的方法是采取人工清洗方式，可是人工清洗维护的频率不高、人工清洗成本高、传感器容易损坏，且很难实现水质监测的完全自动化。

    目前已有的利用超声波清除污垢的中国专利，如CN101520425A（专利名称：五种传感器），利用超声波在整个敞开的水域范围内清洗，清洗效果不如在小范围水域内清洗效果好。又如专利CN201583496U（专利名称：自清洗智能浊度传感器），其结构设计固定单一，只能清洗固定的一种传感器，不具备灵活性。

发明内容

    本实用新型的目的是克服现有技术的不足，为实现水质监测的完全自动化提供一种基于超声波的水质传感器自动清洗装置。通过单片机来控制丝杠滑台的升降和清洗时间，本实用新型在密封的小范围内利用超声波发生器发出超声波，对多种水质传感器的柱头表面进行有效清洗，提高水质检测的测试精度。

 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种基于超声波的水质传感器自动清洗装置，包括超声波发生装置，其特征是，所述装置中框架的上支撑板上固定安装防雨型控制箱，控制箱内设置单片机搭建的控制系统，单片机控制上支撑板下的框架内侧面固定的丝杠滑台中的步进电机，丝杠滑台中的滑块经连接件连接上壳体，水质传感器固定在与上壳体固定的传感器固定板上，框架中下支撑板上固定下壳体，下壳体内置入超声波发生装置，上壳体和下壳体的对应面设置密封垫，丝杠滑台的返回位置与作业位置的距离等同上壳体和下壳体对应面的距离，单片机、水质传感器、超声波发生装置接工作电源。

所述单片机采用STC90C516RD。

所述框架由四根立柱，四根立柱内的中上部、中下部分别水平固定的上支撑板、下支撑板构成。

所述框架中四根立柱的顶端水平固定太阳能电池板，太阳能电池板可为单片机、丝杠滑台、水质传感器、超声波发生装置提供工作电源。

所述框架中四根支柱的中下部的高度满足丝杠滑台的底端在水面以上。

所述连接件呈T型或直角型，连接件横向杆的一端与丝杠滑台的滑块连接，连接件纵向杆的下端与上壳体固定。

所述丝杠滑台的滑块处于返回位置时，水质传感器处于水域中合适的检测位置。

所述超声波发生装置中的超声波发生器电缆由下壳体内引入下壳体外侧的走线槽中，下壳体与走线槽之间由水密接插件密封防水。

本实用新型通过控制箱内的单片机控制丝杠滑台在返回位置和作业位置之间来回滑动，当滑块处于返回位置时，多种水质传感器进行水下监测操作，通过单片机定期将滑块下降到作业位置时，上壳体、下壳体刚好吻合，密封垫使得上下壳体处于密封状态，此时超声波发生器发出超声波，通过超声波振动膜振荡使水质传感器上的污垢脱落，待清洗一段时间，滑块继续上升至返回位置处进行水下监测，而污垢随流动的水带出。与现有技术相比，本实用新型的优点在于在密封的小范围内利用超声波对多种水质传感器柱头进行清洗，表面清洗的效果和清洗效率远远高于在敞开的水域内清洗；本实用新型可以灵活更换传感器的种类和数量。本实用新型进一步保障了水质检测数据的可靠性、连续性和传感器耐久使用的可操作性。

附图说明

    图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中传感器固定安装示意图；

图3为本实用新型中丝杠滑台放大结构示意图；

图中，1步进电机，2上支撑板，3滑块，4连接件，5传感器固定板，6.密封垫，7水质传感器，8超声波振动膜，9超声波发生器及其振子，10匹配电路，11下壳体，12超声波发生器电缆，13水密接插件，14走线槽，15正向限位，16作业位置，17反向限位，18返回位置，19丝杠，20上壳体，21防雨型控制箱，22.太阳能电池板，23.温度传感器，24浊度传感器，25电导率传感器，26溶解氧传感器，27 PH传感器， 28丝杠滑台，29立柱，30下支撑板，31水域，32连接板。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步说明，如图1所示，本实用新型的整体结构是，框架的上支撑板2上固定安装防雨型控制箱21，控制箱21内设置单片机搭建的控制系统，单片机控制上支撑板2下的框架内侧面固定的丝杠滑台28中的步进电机1，丝杠滑台28中的滑块3经连接件4连接上壳体20，水质传感器7固定在与上壳体20固定的传感器固定板5上，框架中下支撑板30上固定下壳体11，下壳体11内置入超声波发生器及其振子9，上壳体20和下壳体11的对应面设置密封垫6，丝杠滑台28的返回位置18与作业位置16的距离等同上壳体20和下壳体11对应面的距离，单片机、水质传感器7、超声波发生装置器及其振子9接工作电源。

如图2所示，待清洗的水质传感器7为温度传感器23、浊度传感器24、电导率传感器25、溶解氧传感器26、PH传感器27。

如图1所示，框架由四根立柱29，四根立柱29内的中上部、中下部分别水平固定的上支撑板2、下支撑板30构成。依靠四个立柱29固定于水下地面进行支撑，稳固而牢靠。上支撑板2上，固定安装采用单片机搭建的清洗装置测量控制系统。测量控制系统被置于防雨型控制箱21中，防雨型控制箱21具有一定的防水功能，且在防雨型控制箱21的上方平行放置着太阳能电池板22，可为整个水质传感器自动清洗装置提供能源动力，且可为控制箱遮风挡雨。

如图3所示，丝杠滑台28由步进电机1、滑块3、丝杠19、连接板32等部分组成，正向限位15、反向限位17、作业位置16、返回位置18处均安装光电开关或接近开关。整个丝杠滑台28处于水面上方，避免生锈，延长使用寿命。需保证丝杠滑台28上的滑块3位于反向极限位置17与返回位置18时，水质传感器位于水域31中有效检测位置，即清洗装置的存在，不会影响水质传感器7原来的测量数据。

单片机通过定时自动控制步进电机1转动带动丝杠19旋转从而带动丝杠滑台28的滑块3升降。假如每天清洗一次，那么每天同一时间关闭监测状态，将滑块3降至作业位置16处，上壳体20、下壳体11刚好吻合，密封垫6使得上下壳体之间处于密封状态，待稳定后，在密封的水域内运行的超声波发生器及其振子9发出超声波，通过超声波振动膜8振荡使五种传感器23~27上的污垢脱落，待清洗一段时间，污垢随流动的水带出。然后将滑块3升至返回位置18处，重新进入监测状态，水质传感器7进行水下检测操作。单片机采用STC90C516RD，亦可采用其它相关型号。

上壳体20通过连接件4与滑块3固定连接，水质传感器7又通过传感器固定板5与上壳体20相连，为了保证水质传感器7检测数据的可靠性，五种传感器7没于水面的深度必须深于上壳体20没于水面的深度。

下壳体11与超声波发生器相连，超声波发生器装置包括超声波发生器及其振子9、超声波振动膜8、匹配电路10，超声波发生器电缆12。除了超声波发生器外的超声波发生器装置其它部分位于下壳体11内部，超声波发生器电缆12由下壳体11内部引入走线槽14中，下壳体11与走线槽14之间由水密接插件13密封防水。

超声波发生装置具体由超声波振动膜8，超声波发生器及其振子9，匹配电路和电缆12组成。

当然，上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于超声波的水质传感器自动清洗装置，包括超声波发生装置，其特征是，所述装置中框架的上支撑板上固定安装防雨型控制箱，控制箱内设置单片机搭建的控制系统，单片机控制上支撑板下的框架内侧面固定的丝杠滑台中的步进电机，丝杠滑台中的滑块经连接件连接上壳体，水质传感器固定在与上壳体固定的传感器固定板上，框架中下支撑板上固定下壳体，下壳体内置入超声波发生装置，上壳体和下壳体的对应面设置密封垫，丝杠滑台的返回位置与作业位置的距离等同上壳体和下壳体对应面的距离，单片机、水质传感器、超声波发生装置接工作电源。

2.根据权利要求1所述的基于超声波的水质传感器自动清洗装置，其特征是，所述单片机采用STC90C516RD。

3.根据权利要求1所述的基于超声波的水质传感器自动清洗装置，其特征是，所述框架由四根立柱，四根立柱内的中上部、中下部分别水平固定的上支撑板、下支撑板构成。

4.根据权利要求1或3所述的基于超声波的水质传感器自动清洗装置，其特征是，所述框架中四根立柱的顶端水平固定太阳能电池板，太阳能电池板可为单片机、丝杠滑台、水质传感器、超声波发生装置提供工作电源。

5.根据权利要求1或3所述的基于超声波的水质传感器自动清洗装置，其特征是，所述框架中四根支柱的中下部的高度满足丝杠滑台的底端在水面以上。

6.根据权利要求1所述的基于超声波的水质传感器自动清洗装置，其特征是，所述连接件呈T型或直角型，连接件横向杆的一端与丝杠滑台的滑块连接，连接件纵向杆的下端与上壳体固定。

7.根据权利要求1所述的基于超声波的水质传感器自动清洗装置，其特征是，所述丝杠滑台的滑块处于返回位置时，水质传感器处于水域中合适的检测位置。

8.根据权利要求1所述的基于超声波的水质传感器自动清洗装置，其特征是，所述超声波发生装置中的超声波发生器电缆由下壳体内引入下壳体外侧的走线槽中，下壳体与走线槽之间由水密接插件密封防水。