CN207396397U - 一种实验室水质自动监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实验室水质自动监测系统，包括无线传输模块，远程终端、报警电路、若干个应用于供水系统的检测设备，所述供水系统包括供水端和多个用水端，所述检测设备应用于供水端和每一个用水端；检测设备通过无线传输模块与远程终端连接，检测设备还连接报警电路。本实用新型结构简单，通过检测设备可以自动实时全天候监测水质情况，可以自动记录并且及时导出检测结果上报至远程终端。

Description

一种实验室水质自动监测系统

技术领域

本实用新型涉及水质检测技术，尤其涉及一种实验室水质自动监测系统。

背景技术

临床实验室的日常工作，如：仪器、玻璃器皿的洗涤，冻干品的复溶、样本的稀释、试剂的配制等，都需要用到纯化水。因此，临床实验室用水的质量与临床检测质量密切相关。

临床实验室将水质分为一级水、二级水和三级水。一级水是理想的适用于通常目的的实验室用水，可用目前的水纯化技术生产。对于需要最小程度干扰的测定方法，或在不能证实或推断低纯度水是否对测定方法有干扰时使用。二级水用于常规检测方法，尤其适用于受微生物、低电阻率和硅酸盐影响小的测试方法。三级水用于玻璃器皿的预洗，最后的冲洗用水级别应适合玻璃器皿的使用目的。三级水还用做生产高一级别水的原水。

实验室风险管理已经逐渐成为临床实验室管理的一门新课题，纯水是很多实验过程中必不可少的介质，所以实验室用水是实验室风险管理的重要环节之一，是实验中必须控制的重要因素。2003年美国质量委员会的白皮书中提到美国实验室每年检测数超过70亿，实验室的检测报告对临床决定的影响已经超过70％，可见实验结果的准确性非常重要。但是诊断错误的比率在目前的检测来讲是很难评估的，实验室的错误率非常高，有报道说每300-1000事件中可能发生1例实验室错误，每900-2074个病人中可能会有1个病人遇到实验室错误，或每214-8316个实验室测试结果中可能发生1例实验室错误。实验室对水质要求越来越高，如果一旦水质出现问题，很可能导致整个实验的失败，在实验前对水质进行风险评估是一个重要选项。

实验室水质检测至少应该包括电阻率/电导率，此项指标的检测经常是人工通过单体的水质检测仪对实验室用水进行检测，需要人工进行检测，不能实现实时监测，耗费人力及时间，反应机制慢，不能提前预警，测量结果通过纸、笔记录，存在抄错、丢失的风险，并且测量结果不能自动远程传输。而且实验室用水可能涉及多级用水、供水，不能及时发现某一检测点的监测问题，水质出现问题时很难分析发现具体是哪一段供水管的水质出现问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种实验室水质电阻率/电导率自动监测系统，其能结构简单，可以实现对水质的预警和远程实时监测。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种实验室水质自动监测系统，包括无线传输模块，远程终端、报警电路、若干个应用于供水系统的检测设备，所述供水系统包括供水端和多个用水端，所述检测设备应用于供水端和每一个用水端；检测设备通过无线传输模块与远程终端连接，检测设备还连接报警电路。

优选的，所述无线传输模块为WIFI模块。

优选的，所述WIFI模块的型号为WF1001。

优选的，所述检测设备包括检测电路、给检测电路供电的电源电路、放置在水中且与检测电路连接的金属探头，检测电路分别连接报警电路和无线传输模块。

优选的，所述金属探头为PH电极，且PH电极的数量为两片。

优选的，所述电源电路包括电容C1至电容C7、电感L1、二极管D1、电源芯片U1，电容C1的一端、电容C2的一端和电源芯片U1的输入端均连接电源接口，电容C1的另一端和电容C2的另一端接地；二极管D1的负极和电感L1的一端均连接电源芯片U1的输出端，电容C3一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端和电感L1的另一端均连接电源芯片U1的反馈端，电源芯片U1的地端接地；电感L1的另一端连接检测电路。

优选的，所述水质检测电路包括电阻R1至电阻R8、可调电阻R9、发光二极管D2、发光二极管D3、二极管D4、三极管Q1至三极管Q3和单片机；电阻R1的一端和电阻R2的一端均连接三极管Q1的集电极，电阻R2的另一端连接单片机的信号接收端，电阻R1的另一端连接发光二极管D2的负极，发光二极管D2的正极连接电感L1的另一端；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端、电阻R6的一端、电阻R3的一端均连接三极管Q2的集电极，电阻R6的另一端连接单片机的控制端，电阻R3的另一端连接发光二极管D3的负极，发光二极管D3的正极连接电感L1的另一端；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极和电阻R4的一端均连接三极管Q3的集电极，电阻R4的另一端连接电感L1的另一端；三极管Q3的基极连接二极管D4的负极，二极管D4的正极通过电阻R7连接其中一片PH电极，电阻R8的一端连接在PH电极与电阻R7之间，电阻R8的另一端连接可调电阻R9的一端，可调电阻R9的滑动端和另一端、三极管Q3的发射极均接地；单片机的信号收发端连接无线传输模块，单片机的报警端连接报警电路。

优选的，所述报警电路包括电阻R10、电阻R11、二极管D5、电容C8、三极管Q4和蜂鸣器LS1；电阻R10的一端连接单片机的报警端，电阻R10的另一端和电阻R11的一端均连接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极和电阻R11的另一端接地，三极管Q4的集电极和二极管D5的正极均连接蜂鸣器LS1的正极，电容C8的一端、二极管D5的负极均连接蜂鸣器的负极，电容C8的一端还连接电感L1的另一端。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型结构简单，通过检测设备可以自动实时全天候监测水质情况，可以自动记录并且及时导出检测结果上报至远程终端。

附图说明

图1为本实用新型的一种实验室水质自动监测系统的模块图；

图2为本实用新型的电源电路结构图；

图3为本实用新型的检测电路、报警电路的结构图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

本实用新型提供一种实验室水质自动监测系统，其包括无线传输模块，远程终端、报警电路、若干个应用于供水系统的检测设备，所述供水系统包括供水端和多个用水端，如图1所示，供水端通常是指供水源，一般只有一个，用水端可以包括多级用水端，每一级用水端又具有多个用水端。检测设备应用于供水端和每一个用水端；检测设备通过无线传输模块与远程终端连接，检测设备还连接报警电路。工作时，检测设备对水质进行高精度监测，并实时将检测结果通过无线网络上报给远程终端，实现全天候远程监测。无线传输模块的一种实施方式是可以是进行短信通信，当超出阈值时，通过报警电路进行报警，另外还可以通过无线传输模块发送短信至远程终端，实现短信报警。远程终端例可为PC端或智能手机终端，可以远程移动实时监控。

上述无线传输模块为WIFI模块，WIFI模块如今在很多设备中都已经普及，应用广，采用WIFI模块更方便本系统的执行。进一步的，WIFI模块的型号优选但不限于为WF1001。

本实用新型中的检测设备包括检测电路、给检测电路供电的电源电路、放置在水中且与检测电路连接的金属探头，检测电路分别连接报警电路和无线传输模块。

作为优选的实施方式，金属探头为PH电极，且PH电极的数量为两片。那么本方案中，实际是对水质的PH值进行检测。

进一步的，如图2所示，电源电路包括电容C1至电容C7、电感L1、二极管D1、电源芯片U1，电容C1的一端、电容C2的一端和电源芯片U1的输入端V均连接电源接口J1，电容C1的另一端和电容C2的另一端接地；二极管D1的负极和电感L1的一端均连接电源芯片U1的输出端O，电容C3一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端和电感L1的另一端均连接电源芯片U1的反馈端F，电源芯片U1的地端G接地；电感L1的另一端连接检测电路。

电源电路主要起到为整个系统供电的作用，电源接口连接外部的电源，其电源芯片U1将外部的电源进行转换为5V直流电。

如图3所示，水质检测电路包括电阻R1至电阻R8、可调电阻R9、发光二极管D2、发光二极管D3、二极管D4、三极管Q1至三极管Q3和单片机U2；电阻R1的一端和电阻R2的一端均连接三极管Q1的集电极，电阻R2的另一端连接单片机U2的信号接收端ECI，电阻R1的另一端连接发光二极管D2的负极，发光二极管D2的正极连接电感L1的另一端；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端、电阻R6的一端、电阻R3的一端均连接三极管Q2的集电极，电阻R6的另一端连接单片机U2的控制端CCP0，电阻R3的另一端连接发光二极管D3的负极，发光二极管D3的正极连接电感L1的另一端；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极和电阻R4的一端均连接三极管Q3的集电极，电阻R4的另一端连接电感L1的另一端；三极管Q3的基极连接二极管D4的负极，二极管D4的正极通过电阻R7连接其中一片PH电极，电阻R8的一端连接在PH电极P1与电阻R7之间，电阻R8的另一端连接可调电阻R9的一端，可调电阻R9的滑动端和另一端、三极管Q3的发射极均接地；单片机U2的信号收发端CCP1连接无线传输模块，单片机U2的报警端TXD连接报警电路。

报警电路包括电阻R10、电阻R11、二极管D5、电容C8、三极管Q4和蜂鸣器LS1；电阻R10的一端连接单片机的报警端，电阻R10的另一端和电阻R11的一端均连接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极和电阻R11的另一端接地，三极管Q4的集电极和二极管D5的正极均连接蜂鸣器LS1的正极，电容C8的一端、二极管D5的负极均连接蜂鸣器的负极，电容C8的一端还连接电感L1的另一端。

PH电极放入液体测试时，先给PH参考电极提供一参考电压，参考电极及测试电极与被测液体发送离子交换，PH测试探头与参考电极间会产生电压差，不同的电压差对应不同的PH值。在本实用新型中，与检测电路连接的PH电极作为测试探头，另一片PH电极则作为参考电极，与供电电路的输出，也就是电感L1的另一端连接，以5V电压作为参考电压。

上述电路工作原理为：当两个PH电极为伸入水中时，两个PH电极之间电压恒定，当水质变差时，会导致电导率强电流变大，PH探针电阻变小，从而电阻R8电压增大，当大于三极管Q3的工作电压时，三极管Q3导通，反相的三极管Q2截止，从而导致发光二极管D3灭灯，二极管D2亮灯。通过该电路的发光二极管的明暗可以判断水质的变化，通过施加电位测量液体中的电流信号进行电导率的测量，单片机根据检测结果进行电导率记录、保存，并上传至远程终端。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实验室水质自动监测系统，其特征在于，包括无线传输模块，远程终端、报警电路、若干个应用于供水系统的检测设备，所述供水系统包括供水端和多个用水端，所述检测设备应用于供水端和每一个用水端；检测设备通过无线传输模块与远程终端连接，检测设备还连接报警电路。

2.如权利要求1所述的实验室水质自动监测系统，其特征在于，所述无线传输模块为WIFI模块。

3.如权利要求2所述的实验室水质自动监测系统，其特征在于，所述WIFI模块的型号为WF1001。

4.如权利要求1所述的实验室水质自动监测系统，其特征在于，所述检测设备包括检测电路、给检测电路供电的电源电路、放置在水中且与检测电路连接的金属探头，检测电路分别连接报警电路和无线传输模块。

5.如权利要求4所述的实验室水质自动监测系统，其特征在于，所述金属探头为PH电极，且PH电极的数量为两片。

6.如权利要求5所述的实验室水质自动监测系统，其特征在，所述电源电路包括电容C1至电容C7、电感L1、二极管D1、电源芯片U1，电容C1的一端、电容C2的一端和电源芯片U1的输入端均连接电源接口，电容C1的另一端和电容C2的另一端接地；二极管D1的负极和电感L1的一端均连接电源芯片U1的输出端，电容C3一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端和电感L1的另一端均连接电源芯片U1的反馈端，电源芯片U1的地端接地；电感L1的另一端连接检测电路。

7.如权利要求6所述的实验室水质自动监测系统，其特征在于，所述检测电路包括电阻R1至电阻R8、可调电阻R9、发光二极管D2、发光二极管D3、二极管D4、三极管Q1至三极管Q3和单片机；电阻R1的一端和电阻R2的一端均连接三极管Q1的集电极，电阻R2的另一端连接单片机的信号接收端，电阻R1的另一端连接发光二极管D2的负极，发光二极管D2的正极连接电感L1的另一端；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端、电阻R6的一端、电阻R3的一端均连接三极管Q2的集电极，电阻R6的另一端连接单片机的控制端，电阻R3的另一端连接发光二极管D3的负极，发光二极管D3的正极连接电感L1的另一端；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极和电阻R4的一端均连接三极管Q3的集电极，电阻R4的另一端连接电感L1的另一端；三极管Q3的基极连接二极管D4的负极，二极管D4的正极通过电阻R7连接其中一片PH电极，电阻R8的一端连接在PH电极与电阻R7之间，电阻R8的另一端连接可调电阻R9的一端，可调电阻R9的滑动端和另一端、三极管Q3的发射极均接地；单片机的信号收发端连接无线传输模块，单片机的报警端连接报警电路。

8.如权利要求7所述的实验室水质自动监测系统，其特征在于，所述报警电路包括电阻R10、电阻R11、二极管D5、电容C8、三极管Q4和蜂鸣器LS1；电阻R10的一端连接单片机的报警端，电阻R10的另一端和电阻R11的一端均连接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极和电阻R11的另一端接地，三极管Q4的集电极和二极管D5的正极均连接蜂鸣器LS1的正极，电容C8的一端、二极管D5的负极均连接蜂鸣器的负极，电容C8的一端还连接电感L1的另一端。