CN206788089U - 水质传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水质传感器，其包括：壳体、进水管、出水管、水力发电机、DC‑DC变换模块、第一TDS探针、第二TDS探针、控制器和通信模块；所述水力发电机设置于所述出水管内，所述水力发电机的输出端子电路连接于所述DC‑DC变换模块；所述第一TDS探针电路连接于所述DC‑DC变换模块的正极；所述第二TDS探针信号连接于所述控制器，所述通信模块与所述控制器信号连接；所述DC‑DC变换模块与所述控制器和通信模块电路连接。本实施例的水质传感器，通过进水管和出水管安装于自来水管道，并且通过水力发电机能将水的动能转换为电能，供控制器、第一TDS探针和通信模块使用，由此实现了对自来水管路中的水质的连续测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种水质传感器。
背景技术
水的导电率是一个重要的参数，通过该导电率能够计算溶解性固体总量(TDS)，但是现有技术的水质传感器(TDS检测仪)大多做成笔形，或以仪器+探头的形式出现。在测量导电率参数时，操作者将探头置于水中，通过操作仪器测出TDS值，也就是说，目前的水质传感器均是对开放水体进行测量，目前还不存在对管路内流动的水进行连续监测的水质传感器。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种水质传感器，其能对管道内流动的水的导电率进行连续测量。
本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：一种水质传感器，其包括：壳体、进水管、出水管、水力发电机、DC-DC变换模块、第一TDS探针、第二TDS探针和控制器；
所述壳体的呈两端封闭的空心的管状，在所述壳体的左端开设有进水口，所述进水口与所述进水管的一端连通，所述进水管的另一端形成有外螺纹；在所述壳体的右端开设有出水口，所述出水口与所述出水管的一端连通，所述出水管的另一端形成有外螺纹；
所述水力发电机设置于所述出水管内，所述水力发电机的输出端子电路连接于所述DC-DC变换模块；
所述第一TDS探针的针尖位于所述壳体内，所述第二TDS探针的针尖与所述第一TDS探针的针尖具有预定的距离；所述第一TDS探针电路连接于所述DC-DC变换模块的正极；
所述第二TDS探针信号连接于所述控制器；
所述DC-DC变换模块与所述控制器电路连接。
可选的，所述水质传感器还包括可充电电池，所述可充电电池电路连接于所述DC-DC变换模块的输出端子，所述控制器电路连接于所述可充电电池，所述第一TDS探针电路连接于所述可充电电池的正极。
可选的，所述DC-DC变换模块、控制器和可充电电池均位于所述壳体的外部。
可选的，所述水质传感器还包括储能芯片和储能电容，所述储能芯片电路的输入端连接于所述DC-DC变换模块，所述储能电路的输出端电路连接所述储能电容，所述储能电容的正极连接于所述第一TDS探针，所述储能电容还电路连接于所述控制器。
可选的，所述控制器的型号为CY8C4247的单片机。
可选的，所述水质传感器还包括容置盒，所述容置盒固定于所述壳体内，且与所述壳体的内壁面之间形成密封空间，所述DC-DC变换模块、控制器、储能芯片和储能电容均位于所述密封空间内。
可选的，所述容置盒上开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有具有孔的橡胶塞，所述水力发电机的输电线缆穿过所述橡胶塞的孔，伸入所述密封空间。
本实用新型具有如下有益效果：本实施例的水质传感器，通过进水管和出水管安装于自来水管道，并且通过水力发电机能将水的动能转换为电能，供控制器、第一TDS探针和通信模块使用，由此实现了对自来水管路中的水质的连续测量。
附图说明
图1为本实用新型的水质传感器的结构示意图；
图2为本实用新型的水质传感器的另一结构示意图；
图3为本实用新型的水质传感器的电路结构示意图；
图4为本实用新型的水质传感器的另一电路结构示意图；
图中标记示意为：1-壳体；2-进水管；3-出水管；4-水力发电机；5-第一TDS探针；6-第二TDS探针；7-容置盒。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种水质传感器，尤其是一种检测水的导电率的水质传感器，所述传感器包括：壳体、进水管、出水管、水力发电机、DC-DC变换模块、第一TDS探针、第二TDS探针、控制器和通信模块。
所述壳体的呈两端封闭的空心的管状，在所述壳体的左端开设有进水口，所述进水口与所述进水管的一端连通，所述进水管的另一端形成有外螺纹；在所述壳体的右端开设有出水口，所述出水口与所述出水管的一端连通，所述出水管的另一端形成有外螺纹；以通过所述进水管的外螺纹和所述出水管的外螺纹将所述水质传感器连接于自来水管路。
所述水力发电机设置于所述出水管内，本实施例中，所述水力发电机为12V微型直流发电机，所述水力发电机的电机座固定于所述出水管的管壁，所述水力发电机的输出端子电路连接于所述DC-DC变换模块。
本实施例中，所述DC-DC变换模块可以为通过芯片LM2596实现的可调降压模块LM2596S-ADJ，以将所述水力发电机所产生的电力稳定在+5V，从而为检测电路供电以及为电源充电。
所述第一TDS探针的针尖位于所述壳体内，即与壳体内流动的水相接触，而且所述第一TDS探针电路连接于所述DC-DC变换模块的正极，以通过所述DC-DC变换模块向所述第一TDS探针提供电能。
所述第二TDS探针的针尖与所述第一TDS探针的针尖具有预定的距离，以使得第一TDS探针和第二TDS探针之间通过壳体内的水形成回路，从而使得有电流从第二TDS探针中流过。
本实施例中，所述第二TDS探针信号连接于所述控制器，以通过所述控制器检测所述第二TDS探针中的电流，本实施例中，所述控制器为CYPRESS生产的CY8C4247系列单片机，其自身具备运算放大电路和AD采样电路，能有效地将流经第二TDS探针的电流转换为数字信号，并且根据该数字信号计算水的导电率，并进一步根据水的导电率计算溶解性固体总量(TDS)。
为将所述控制器计算得到的溶解性固体总量数据向外发送，本实施例中，所述控制器集成蓝牙模块，可以直接通过所述控制器的蓝牙模块向外发送数据，从而使得水质传感器的结构更加紧凑，体积更小，安装更加方便。或者，所述水质传感器还包括通信模块，所述通信模块可以为GPRS模块，所述通信模块与所述控制器信号连接，以通过所述GPRS模块以无限的形式向外发送数据。
本实施例的水质传感器，通过进水管和出水管安装于自来水管道或者水龙头附近，并且通过水力发电机能将水的动能转换为电能，供控制器、第一TDS探针和通信模块使用，由此实现了对自来水管路中的水质的连续测量。
即本实用新型中，所述水质传感器能实现自供电，以及水质数据的在线监测和无线传输。
而且，为当自来水管路中的水静止时，依然可以向控制器、第一TDS探针、第二TDS探针和通信模块等元件提供能量，所述水质传感器还包括电池，所述电池为可充电电池，所述可充电电池电路连接于所述DC-DC变换模块的+5V输出端子，以当所述水力发电机处于发电状态时，所述DC-DC变换模块能够对所述可充电进行充电，同时，所述控制器电路连接于所述电池，所述第一TDS探针电路连接于所述电池的正极，所述通信模块也电路连接于所述电池。
当然，所述能量供应方案也可以通过储能电容实现，此时，所述水质传感器还包括储能芯片和储能电容，所述储能芯片电路的输入端连接于所述DC-DC变换模块，所述储能电路的输出端电路连接所述储能电容，所述储能电容的正极连接于所述第一TDS探针，而且，所述储能电容还电路连接于所述控制器。
作为一种实现形式，本实施例中，所述储能芯片的型号为S6AE102A，所述储能电容可选用韩国STARCAP的0.5F/5V电容。
本实施例中，所述DC-DC变换模块、控制器、通信模块和电池均位于所述壳体的外部，本实施例中，所述DC-DC变换模块、第一TDS探针、第二TDS探针、控制器和通信模块也可以位于所述壳体的内部，此时，所述壳体的内部包括容置盒，所述容置盒固定于所述壳体内，且与所述壳体的内壁面之间形成密封空间，所述DC-DC变换模块、控制器、通信模块和可充电电池均位于所述密封空间内。
所述容置盒上开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有具有孔的橡胶塞，所述水力发电机的输电线缆穿过所述橡胶塞的孔，伸入所述密封空间，以通过所述橡胶塞实现对输电线缆的密封。
同时，所述第一TDS探针和第二TDS探针的探头均穿过所述容置盒，从而位于所述密封空间外部。
现有技术中的TDS检测仪有以下缺点：
a)每次检测均需要手动操作，或者需要单独引入电池供电才能实现连续检测，但持续一段时间就需要更换电池；
b)体积大，安装不方便，无法和水源结合在一起；
本实用新型将传感器设计成管道式结构，可以通过两端的管道接头(进水管和出水管)，接入到自来水管上，一般可安装在靠近水龙头的位置，或者安装在入户的总管道上，这样也方便拆卸和维护。第一DTS探针和第二DTS的探针的针头以及水力发电机的叶轮浸没在水中，而控制器和通信模块则置于壳体外，同时水力发电机通过防水胶管内的导线与控制器和通信模块电路连接。管道内水流动时可以推动叶轮发电，这样可以实现TDS的长期连续在线监测。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种水质传感器，其特征在于，包括：壳体、进水管、出水管、水力发电机、DC-DC变换模块、第一TDS探针、第二TDS探针和控制器；
所述壳体的呈两端封闭的空心的管状，在所述壳体的左端开设有进水口，所述进水口与所述进水管的一端连通，所述进水管的另一端形成有外螺纹；在所述壳体的右端开设有出水口，所述出水口与所述出水管的一端连通，所述出水管的另一端形成有外螺纹；
所述水力发电机设置于所述出水管内，所述水力发电机的输出端子电路连接于所述DC-DC变换模块；
所述第一TDS探针的针尖位于所述壳体内，所述第二TDS探针的针尖与所述第一TDS探针的针尖具有预定的距离；所述第一TDS探针电路连接于所述DC-DC变换模块的正极；
所述第二TDS探针信号连接于所述控制器；
所述DC-DC变换模块与所述控制器电路连接。
2.根据权利要求1所述的水质传感器，其特征在于，还包括可充电电池，所述可充电电池电路连接于所述DC-DC变换模块的输出端子，所述控制器电路连接于所述可充电电池，所述第一TDS探针电路连接于所述可充电电池的正极。
3.根据权利要求2所述的水质传感器，其特征在于，所述DC-DC变换模块、控制器和可充电电池均位于所述壳体的外部。
4.根据权利要求1所述的水质传感器，其特征在于，还包括储能芯片和储能电容，所述储能芯片电路的输入端连接于所述DC-DC变换模块，所述储能电路的输出端电路连接所述储能电容，所述储能电容的正极连接于所述第一TDS探针，所述储能电容还电路连接于所述控制器。
5.根据权利要求1所述的水质传感器，其特征在于，所述控制器的型号为CY8C4247的单片机。
6.根据权利要求4所述的水质传感器，其特征在于，还包括容置盒，所述容置盒固定于所述壳体内，且与所述壳体的内壁面之间形成密封空间，所述DC-DC变换模块、控制器、储能芯片和储能电容均位于所述密封空间内。
7.根据权利要求6所述的水质传感器，其特征在于，所述容置盒上开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有具有孔的橡胶塞，所述水力发电机的输电线缆穿过所述橡胶塞的孔，伸入所述密封空间。
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