CN212222619U - 一种水质突变监测末端净水设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水质突变监测末端净水设备，属于末端净水水质监测技术领域，包括顺次连接的一级过滤段、二级过滤段、三级过滤段和出水段；所述过滤段上设有过滤滤芯；所述一级过滤段和/或三级过滤段上设有水质数据采集器，所述二级过滤段上设有水质数据采集器；所述水质数据采集器输出端与控制单元连接，控制单元输出端与报警单元连接。本实用新型水质数据采集器实时采集过滤段上的自来水水质信息，并将其传输至控制单元；控制单元根据该实时水质信息判断是否发生水质突变，若发生，控制报警单元发出报警动作，以提示用户注意饮水安全。

Description

一种水质突变监测末端净水设备

技术领域

本实用新型涉及末端净水水质监测技术领域，尤其涉及一种水质突变监测末端净水设备。

背景技术

进入21世纪以来，随着生活水平的提高，人们愈发对健康的重视。2016年印发的《“健康中国2030”规划纲要》中提及的大健康，也直接促进了与之相关的行业的研发热潮。饮水，作为生活刚需，毋庸置疑的成为了许多人关注的焦点事件。

作为末端净水领域最重要的一类设备——净水器，在保障饮用水水质安全起到了至关重要的作用。传统净水设备，通过各类滤芯组合过滤，达到过滤颗粒物、吸附异味、去除离子的目的。而在这一类滤芯组合中，每种滤芯在净化过程中，各司其职，出水水质相对固定。随着物联网行业的发展，越来越多的物联网净水设备也应运而生，纵观现有的物联网净水设备传感器，大概有两类传感器，一类是流量计，一类是TDS传感器。这两类传感器或者仅含有这两类传感器硬件的设备，应付日常使用问题不大，但是在应对水质突发情况，诸如，水管破裂导致污水注入自来水管道，反渗透膜破裂，甚至人为投毒等情况，并不能达到预期的监测效果，在此基础上，一种能够对末端净水设备水质突变进行实时监测的系统的发明就显得很有必要。从过滤机理、原理分析以及结合实际情况，前述的水质突变中的任何一种情况，无论是有机物、固体颗粒物还是溶解性无机物，均可通过浊度传感器、COD传感器、TDS传感器中的一种或几种组合判断得知，从确保安全的角度来说，更加全面，其可靠性大大提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中末端净水设备传感器无法对水质突变情况进行监测的问题，提供一种水质突变监测末端净水设备。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种水质突变监测末端净水设备，所述净水设备包括顺次连接的一级过滤段、二级过滤段、三级过滤段和出水段；所述过滤段上设有过滤滤芯；所述一级过滤段和/或三级过滤段上设有水质数据采集器，所述二级过滤段上设有水质数据采集器；所述水质数据采集器输出端与控制单元连接，控制单元输出端与报警单元连接。

作为一选项，所述水质数据采集器包括浊度传感器和/或COD传感器和/或TDS传感器。

作为一选项，所述过滤滤芯包括PP棉滤芯、活性炭滤芯、反渗透膜滤芯。

作为一选项，所述一级过滤段和/或二级过滤段和/或三级过滤段和/或出水段设有流量检测装置。

作为一选项，所述二级过滤段进水端设有增压装置，二级过滤段上的滤芯具体为反渗透膜滤芯。

作为一选项，所述一级过滤段进水端设有低压开关，二级过滤段出水端连接有高压开关。

作为一选项，所述二级过滤段出水端连接有压力罐和储水箱，所述储水箱输出端连接至一级过滤段进水端。

作为一选项，所述出水段连接有集水箱。

作为一选项，所述集水箱内设有水位检测装置，集水箱进水端设有进水开关。

作为一选项，所述设备还包括显示单元，控制单元输出端与显示单元连接。

需要进一步说明的是，上述各选项对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

（1）本实用新型水质数据采集器实时采集过滤段上的自来水水质信息，并将其传输至控制单元；控制单元根据该实时水质信息判断是否发生水质突变，若发生，控制报警单元发出报警动作，以提示用户注意饮水安全。

（2）本实用新型水质数据采集器包括浊度传感器和/或COD传感器和/或TDS传感器，用于采集自来水的浊度、COD（化学需氧量）、TDS（溶解性总固体）信息并传输至控制单元。

（3）本实用新型过滤滤芯包括PP棉滤芯、活性炭滤芯、反渗透膜滤芯，用于过滤自来水中各种颗粒物，吸附余氯及部分有机物，去除离子及大小分子有机物，进而得到可饮用净水。

（4）本实用新型一级过滤段和/或二级过滤段和/或三级过滤段和/或出水段设有流量检测装置，用于采集各段实时水量信息，实现精准的净水处理。

（5）本实用新型二级过滤段进水端设有增压装置，二级过滤段上的滤芯具体为反渗透膜滤芯，增压装置用于为水增压，为反渗透膜滤芯正常工作提供条件。

（6）本实用新型一级过滤段进水端设有低压开关，一级过滤段水压低于启动压力时使增压装置停止工作，用于保护增压装置，防止其空转；二级过滤段出水端连接有高压开关，低压开关与高压开关的配合，能够实现无压状态下的制水操作。

（7）本实用新型二级过滤段出水端连接有压力罐和储水箱，压力罐用于存储纯水，储水箱用于收集经二次过滤后质检为水质不安全的非饮用水，储水箱输出端连接至一级过滤段进水端，将非饮用水进行再次一级过滤、二级过滤处理，直至二级过滤段的出水质检合格，保证用户的饮水安全。

（8）本实用新型出水段连接有集水箱，用于收集饮用净水。

（9）本实用新型集水箱内设有水位检测装置，集水箱进水端设有进水开关，水位检测装置用于检测集水箱内实时水位信息，并根据进水开关调节集水箱内的水量（水位）。

（10）本实用新型设备还包括显示单元，控制单元输出端与显示单元连接，用于显示实时水质信息，为用户健康饮水提供参考依据。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型实施例1的净水设备中器件连接示意图；

图2为本实用新型实施例1单片机与TDS传感器的连接示意图。

图中：一级过滤段1、低压开关11、浊度传感器12、COD传感器13、PP棉滤芯14、一级活性炭滤芯15、二级活性炭滤芯16、第一进水电磁阀17、第一TDS传感器18、第一流量计19、二级过滤段2、增压泵21、反渗透膜滤芯22、带废水比电磁阀23、逆止阀24、高压开关25、第二流量计26、压力罐27、三级过滤段3、三级活性炭滤芯31、第二TDS传感器32、出水段4、第二进水电磁阀41、浮球开关42、集水箱43、储水箱44、第三电磁阀45、第四电磁阀46、第五电磁阀47、第六电磁阀48、第三TDS传感器49。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示，在实施例1中，一种水质突变监测末端净水设备，设备具体包括顺次连接的一级过滤段1、二级过滤段2、三级过滤段3和出水段4；过滤段上设有过滤滤芯，用于过滤自来水中的杂质；一级过滤段1和/或三级过滤段3上设有水质数据采集器，二级过滤段2上设有水质数据采集器；水质数据采集器输出端与控制单元连接，控制单元输出端与报警单元连接。作为一具体实施例，一级过滤段1和三级过滤段3上设有水质数据采集器。水质数据采集器实时采集自来水水质信息，水质信息包括但不限于COD（化学需氧量）、浊度、TDS（溶解性总固体），并将该水质信息传输至控制单元；控制单元根据该实时水质信息判断是否发生水质突变，即判断当前过滤段上的水质信息是否超出阈值，若发生水质突变，控制报警单元发出报警动作，以提示用户注意饮水安全。需要说明的是，上述控制单元的信息处理过程属于现有技术，并不在本实用新型请求保护的范围之内。

需要进一步说明的是，该阈值通过多次试验得出，具体包括自来水中COD（化学需氧量）、浊度、TDS（溶解性总固体）在对应过滤段能够保证最后获得合格净水基础上的最大值。

进一步地，控制单元包括但不限于单片机、PLC、工控机、FPGA、ARM处理器等处理控制器件，本实施例中控制单元具体为STM32系列的单片机，计算能力强，成本低。

进一步地，控制单元可包括上述处理控制器件+云端服务器，控制单元接收的实时水质数据可通过本地处理控制器件进行逻辑判断处理，也可通过云端服务器进行判断，再经本地处理控制器件进行控制处理。

进一步地，报警单元实现的是声光报警，具体包括LED灯和蜂鸣器，均与单片机数据I/O口连接，实现声光报警功能。

进一步地，水质数据采集器包括浊度传感器12和/或COD传感器13和/或TDS传感器，用于采集自来水的浊度、COD（化学需氧量）、TDS（溶解性总固体）信息并传输至控制单元。作为一具体实施例，一级过滤段1过滤滤芯前依次设有浊度传感器Y510-A、COD传感器NE-COD-10S，一级过滤段1过滤滤芯后设有第一TDS传感器18，其型号为TDS-37；三级过滤段3滤芯芯片后设有第二TDS传感器32，其型号为TDS-37。需要说明的是，传感器的数据传输端与单片机数据I/O引脚连接以此实现数据的传输，这属于本领域技术人员的公知常识，不在本实用新型专利的保护范围之内。作为一具体实施例，如图2所示，以TDS传感器与单片机的连接方式为例，单片机的I/O引脚（PA7引脚、PA5引脚）与TDS传感器的引脚2、引脚1连接，其中，TDS传感器的引脚2具体为该传感器的激励端，通过单片机提供激励源信号，以满足该传感器的工作条件；TDS传感器的引脚1具体为数据传输引脚，用于传输直流电压信号，即该传感器检测的实时TDS数据信息。

进一步地，过滤滤芯包括PP棉滤芯14、活性炭滤芯、反渗透膜滤芯22，用于过滤自来水中各种颗粒物，吸附余氯及部分有机物，去除离子及大小分子有机物，进而得到可饮用净水。作为一具体实施例，一级过滤段1上依次设有PP棉滤芯14、一级活性炭滤芯15、二级活性炭滤芯16，过滤大颗粒物、吸附余氯及部分有机物；二级过滤段2上设有反渗透（RO）膜滤芯22，过滤分离各类大小颗粒物、去除离子及大小分子有机物；三级过滤段3上设有三级活性炭滤芯31，再次对水中颗粒物进行吸附，得到可饮用的净水。

进一步地，一级过滤段1和/或二级过滤段2和/或三级过滤段3和/或出水段4设有流量检测装置。具体地，流量检测装置具体为流量计FM-04，一级过滤段1输出端设有第一流量计19，二级过滤段2输出端设有第二流量计26，流量计数据传输端与单片机数据I/O连接，以将检测的流量信息传输至单片机。作为一具体实施例，二级活性炭滤芯后依次设有第一进水电磁阀17、第一TDS传感器18和第一流量计19，第一进水电磁阀17与单片机输出端（I/O）连接，流量计与进水电磁阀配合，控制单元根据流量计反馈的实时信息控制电磁阀进水流量（单片机输出大小不同的电流至电磁阀控制线圈，进而控制电磁阀栓塞移动位置，进而控制进入集水段进水端的流速流量），进而实现精准的净水处理。

进一步地，二级过滤段2进水端设有增压装置，二级过滤段2上的滤芯具体为反渗透膜滤芯22，增压装置用于为水增压，为反渗透膜滤芯22正常工作提供条件。具体地，增压装置具体为增压泵21。

进一步地，二级过滤段2上设有带废水比电磁阀23，用于调节废水与纯水的排放比例，满足不同用户的纯水制备需求。具体地，反渗透膜滤芯22输出端连接有带废水比电磁阀23。

进一步地，二级过滤段2出水端连接有压力罐27和储水箱44，储水箱44输出端连接至一级过滤段1进水端。本实用新型二级过滤段2出水端连接有压力罐27和储水箱44，压力罐27用于存储纯水，储水箱44用于收集经二次过滤后质检为水质不安全的非饮用水，储水箱44输出端连接至一级过滤段1进水端，将非饮用水进行再次一级过滤、二级过滤处理，直至二级过滤段的出水质检合格，保证用户的饮水安全。具体地，二级过滤段2上设有第三TDS传感器49；压力罐27进水端设有第三电磁阀45，储水箱44进水端设有第四电磁阀46；储水箱44出水端连接至低压开关11与浊度传感器12之间，且储水箱44出水端与一级过滤段1的连接处与低压开关1之间设有第五电磁阀47，上述第三电磁阀45、第四电磁阀46、第五电磁阀47、第六电磁阀48均与单片机的数据I/O端连接。更为具体地，当第三TDS传感器49采集二级过滤段2输出水的水质信息并传输至单片机，单片机对当前水质信息进行分析，判断当前水质是否为合格的饮用水（纯水），若合格，单片机控制第三电磁阀45打开，第四电磁阀46关闭，压力罐27收集纯水；若不合格，单片机控制第三电磁阀45关闭，第四电磁阀46打开，第六电磁阀关闭48，储水箱44收集水质不安全的非饮用水，储水箱44中水收集一定程度后（储水箱44主要是用于本净水设备水处理的缓冲用，保证净水设备中的水处于流动状态）,作为一选项，可以为储水箱44体积的1/2时，单片机控制第五电磁阀47打开，将非饮用水进行再次一级过滤、二级过滤处理，直至二级过滤段的出水质检合格，再关闭第五电磁阀47，开启第六电磁阀48。

进一步地，一级过滤段1进水端设有低压开关11，二级过滤段2出水端连接有高压开关25。低压开关11用于在一级过滤段1水压低于启动压力时使增压装置停止工作，用于保护增压装置，防止其空转；高压开关25与低压开关11的配合，能够实现无压状态下的制水操作。需要进一步说明的是，反渗透膜滤芯22输出端顺次连接有逆止阀24、高压开关25、第二流量计26和压力罐27，逆止阀24用于防止纯水倒流，对RO膜产生背压，损伤RO膜。

进一步地，出水段4连接有集水箱43，用于收集饮用净水。需要进一步说明的是，本实施新型并不限制集水箱43的数量，可以为一个或多个，如图1所示，本实用新型包括两个集水箱43，以满足不同用户的用水需求。

进一步地，集水箱43内设有水位检测装置，集水箱43进水端设有进水开关，水位检测装置用于检测集水箱43内实时水位信息，并根据进水开关调节集水箱43内的水量（水位）。具体地，水位检测装置包括但不限于水位计或浮球液位计，本实施采用的是浮球液位计HQ-UQZ，浮球液位计设于集水箱43内部，浮球开关42设于集水箱43上表面，进水开关具体为第二进水电磁阀41。浮球液位计、进水电磁阀均通过24V直流电压供电。

进一步地，设备还包括显示单元，控制单元输出端与显示单元连接，用于显示实时水质信息，为用户健康饮水提供参考依据。具体地，显示单元可以为设备自带屏幕显示、各类型灯或者灯带颜色指示、HMI、手机APP或者短信提示中的一种或几种。作为一具体实施例，显示单元具体为LCD1602显示屏，用于显示实时水质情况，如浊度数据，是否适宜饮用等。

以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种水质突变监测末端净水设备，其特征在于：所述净水设备包括顺次连接的一级过滤段（1）、二级过滤段（2）、三级过滤段（3）和出水段（4）；

所述过滤段上设有过滤滤芯；

所述一级过滤段（1）和/或三级过滤段（3）上设有水质数据采集器，所述二级过滤段（2）上设有水质数据采集器；

所述水质数据采集器输出端与控制单元连接，控制单元输出端与报警单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种水质突变监测末端净水设备，其特征在于：所述水质数据采集器包括浊度传感器（12）和/或COD传感器（13）和/或TDS传感器。

3.根据权利要求1所述的一种水质突变监测末端净水设备，其特征在于：所述过滤滤芯包括PP棉滤芯（14）、活性炭滤芯、反渗透膜滤芯（22）。

4.根据权利要求1所述的一种水质突变监测末端净水设备，其特征在于：所述一级过滤段（1）和/或二级过滤段（2）和/或三级过滤段（3）和/或出水段（4）设有流量检测装置。

5.根据权利要求1所述的一种水质突变监测末端净水设备，其特征在于：所述二级过滤段（2）进水端设有增压装置，二级过滤段（2）上的滤芯具体为反渗透膜滤芯（22）。

6.根据权利要求5所述的一种水质突变监测末端净水设备，其特征在于：所述一级过滤段（1）进水端设有低压开关（11），二级过滤段（2）出水端连接有高压开关（25）。

7.根据权利要求1或5所述的一种水质突变监测末端净水设备，其特征在于：所述二级过滤段（2）出水端连接有压力罐（27）和储水箱（44），所述储水箱（44）输出端连接至一级过滤段（1）进水端。

8.根据权利要求1所述的一种水质突变监测末端净水设备，其特征在于：所述出水段（4）连接有集水箱（43）。

9.根据权利要求8所述的一种水质突变监测末端净水设备，其特征在于：所述集水箱（43）内设有水位检测装置，集水箱（43）进水端设有进水开关。

10.根据权利要求1所述的一种水质突变监测末端净水设备，其特征在于：所述设备还包括显示单元，控制单元输出端与显示单元连接。

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