CN213086959U - 一种浊度传感器及检测装置和节水马桶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浊度传感器，包括发光部，还包括第一光接收部和第二光接收部，第一光接收部和第二光接收部用于接收发光部发射并反射的光，第一光接收部和第二光接收部对称设置，并以发光部的中轴线为对称轴。本实用新型应用于马桶时，方便马桶的控制器在第一光接收部采集的第一浊度和第二光接收部采集的第二浊度均大于设定的阈值时，通过对比第一浊度和第二浊度是否偏差来判断是大便行为还是小便行为，从而借此区分大水量冲水和小水量冲水，进而不仅能够将马桶冲洗干净，还能够达到节水目的。

Description

一种浊度传感器及检测装置和节水马桶

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，特别是涉及一种浊度传感器及检测装置和节水马桶。

背景技术

随着智能马桶的普及，智能马桶的功能也越来越多，有臀洗功能、妇洗功能、烘干功能、自动冲水功能等。其中，自动冲水功能的一种常见的实现形式是采用浊度传感器检测马桶水封水的浊度，根据该浊度控制马桶冲水与否。现有技术的浊度传感器的发光部和光接收部面对面设置，通过光接收部接收到光线的强弱变化，来判断液体的浑浊度的变化。因此，这种浊度传感器只能判断液体的浑浊度，无法判断液体是否带有颗粒物(即无法判断是尿液还是大便或其他颗粒物导致的浑浊度变化)，从而导致马桶无法按大小便行为区分大水量冲水和小水量冲水。为了能够将排入马桶中的大便或其它固体物完全冲走，就必须采用大水量冲水，而对于排入马桶中的液体(例如尿液、茶水、牛奶等)采用大水量冲水方式，显然会造成水资源的浪费。因此，现有技术所采用的浊度传感器，导致马桶不节水。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的技术问题，提供了一种浊度传感器及检测装置和节水马桶。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种浊度传感器，包括发光部，还包括第一光接收部和第二光接收部，第一光接收部和第二光接收部用于接收发光部发射并反射的光，第一光接收部和第二光接收部对称设置，并以发光部的中轴线为对称轴。

进一步的，所述第一光接收部和第二光接收部位于所述发光部的出光面所在的一侧，且所述第一光接收部的受光面与所述第二光接收部的受光面相对。

进一步的，所述发光部的中轴线、第一光接收部的中轴线和第二光接收部的中轴线共面。

进一步的，所述发光部包括红外发射管，所述第一光接收部包括第一红外接收管，所述第二光接收部包括第二红外接收管，红外发射管、第一红外接收管和第二红外接收管并联连接，红外发射管所在的并联支路上连接有分压电阻，第一红外接收管所在的并联支路上连接有第一电容，第二红外接收管所在的并联支路上连接有第二电容。

进一步的，所述发光部、第一光接收部和第二光接收部设置在一电路板上。

进一步的，所述电路板上设置有温度传感器。

本实用新型另提供一种检测装置，包括如上述本实用新型所述的浊度传感器，还包括一可透光的固定本体，所述浊度传感器装于该固定本体。

进一步的，所述固定本体装于马桶便池底部的喷射口。

进一步的，所述固定本体为喷头，该喷头设有容纳部、管接头、喷水孔和不可过水的透光区域，喷水孔与管接头连通，且该喷水孔与透光区域位于喷头的同一侧；所述浊度传感器设置于容纳部，且其发光部对着透光区域；喷头密封连接于所述喷射口，且其喷水口和透光区域对着马桶的水封区域。

进一步的，还包括温度传感器，该温度传感器与所述浊度传感器集成在一起，或者，该温度传感器与所述浊度传感器分立，并安装在同一部位。

本实用新型另提供一种节水马桶，包括如上述本实用新型所述的浊度传感器，或者，包括如上述本实用新型所述的检测装置。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、由于本实用新型的浊度传感器还包括第一光接收部和第二光接收部，第一光接收部和第二光接收部用于接收发光部发射并反射的光，第一光接收部和第二光接收部对称设置，并以发光部的中轴线为对称轴，使得本实用新型应用于马桶时，方便马桶的控制器在第一光接收部采集的第一浊度和第二光接收部采集的第二浊度大于设定的阈值时，通过对比第一浊度与第二浊度是否偏差来判断是大便行为还是小便行为，从而借此区分大水量冲水和小水量冲水，进而不仅能够将马桶冲洗干净，还能够达到节水目的。

2、所述第一光接收部和第二光接收部位于所述发光部的出光面所在的一侧，且所述第一光接收部的受光面与所述第二光接收部的受光面相对，使得安装浊度传感器时，只需设置一个与发光部对应的透光孔即可，从而使透光孔更易于进行不过水处理。

3、所述发光部的中轴线、第一光接收部的中轴线和第二光接收部的中轴线共面，使第一光接收部和第二光接收部能尽可能多的收到发光部发射并反射的光。

4、所述温度传感器的设置，使得本实用新型应用于马桶时，能够利用温度传感器检测马桶的水封温度，从而使马桶的的控制器能够结合水封温度控制冲水与否，使数据更准确、可靠，避免马桶水封温度突变(例如马桶进入热水或冰水)导致浊度传感器检测的浊度出现跳变造成误冲水现象(现有技术的浊度传感器也存在此问题)。

5、本实用新型利用该固定本体作为浊度传感器的载体，解决了浊度传感器固定和密封的问题。所述固定本体装于马桶便池底部的喷射口，避免在马桶上二次开孔，避免损坏马桶的外观结构，同时也解决了现有浊度传感器需在马桶上开孔安装造成的安装不便和破坏马桶外观结构的问题。

6、所述固定本体优选所述喷头，使其安装更便捷、更容易密封。

7、所述温度传感器与所述浊度传感器集成在一起，或者，所述温度传感器与所述浊度传感器安装在同一部位，使温度传感器安装时，免于额外开孔，避免损坏马桶的外观结构，同时也使温度传感器安装便捷。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种浊度传感器及检测装置和节水马桶不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型的浊度传感器(含温度传感器)的结构示意图；

图2是本实用新型的浊度传感器的电路结构示意图；

图3是本实用新型的温度传感器的电路结构示意图；

图4是本实用新型的喷头的结构示意图；

图5是本实用新型的浊度传感器(含温度传感器)装于喷头后的结构示意图；

图6是本实用新型的节水马桶的剖视图；

图7是本实用新型的节水马桶的原理框图；

图8是马桶冲水控制系统对尿液进行浊度测试的数据变化示意图；

图9是马桶冲水控制系统对茶水进行浊度测试的数据变化示意图。

具体实施方式

实施例，请参见图1-图4所示，本实用新型的一种浊度传感器，应用于马桶，包括用于向马桶的水封区域出光的发光部11、第一光接收部12和第二光接收部13，第一光接收部12和第二光接收部13用于接收发光部11发射并反射的光，第一光接收部12和第二光接收部13对称设置，并以发光部11的中轴线为对称轴。

本实施例中，所述第一光接收部12和第二光接收部13位于所述发光部11的出光面所在的一侧，且所述第一光接收部12的受光面与所述第二光接收部13的受光面相对，但第一光接收部12、第二光接收部13的布局不局限于此，在其它实施例中，第一光接收部的受光面和第二光接收部的受光面均朝向发光部的出光方向。所述发光部11的中轴线、第一光接收部12的中轴线和第二光接收部13的中轴线共面。

本实施例中，所述发光部11、第一光接收部12和第二光接收部13设置在一电路板14 上，该电路板上设置有温度传感器2。温度传感器2用于检测马桶的水封温度。

本实施例中，如图2所示，所述发光部11包括红外发射管D1，所述第一光接收部12包括第一红外接收管D2，所述第二光接收部13包括第二红外接收管D3，红外发射管D1、第一红外接收管D2、第二红外接收管D3并联连接，红外发射管D1所在的并联支路上连接有分压电阻R1，以便于保护红外发射管D1；第一红外接收管D2所在的并联支路上连接有第一电容C1，第二红外接收管D3所在的并联支路上连接有第二电容C2，第一电容C1、第二电容C2均用于滤波。第一红外接收管D2和第二红外接收管D3的负极分别与一连接座CN1 的第3、4引脚连接，通过该连接座CN1与马桶的冲水控制器连接。如图3所示，图中Q1 所指部件即为温度传感器2，其型号为ds18b20，其第1引脚和第二引脚之间连接有上拉电阻R2，且其第2引脚通过另一连接座CN2与马桶的冲水控制器连接。第一红外接收管D2、第二红外接收管D3的数量均为一个，但不局限于此，第一红外接收管D2、第二红外接收管 D3的数量均可以为两个或两个以上，只需保证第一红外接收管D2、第二红外接收管D3数量一致，并保持对称即可。

本实用新型的一种浊度传感器，可将其设置在马桶的便池底部的喷射口处，避免在马桶上二次开孔，避免损坏马桶的外观结构。本实用新型应用于马桶时，可以在第一光接收部当前采集的第一浊度和第二光接收部当前采集的第二浊度大于设定的阈值时，通过对比当前的第一浊度和第二浊度是否偏差来判断是大便行为还是小便行为，从而借此区分大水量冲水和小水量冲水，进而不仅能够将马桶冲洗干净，还能够达到节水目的。

请参见图1-图7所示，本实用新型的一种检测装置，包括浊度传感器1和一可透光的固定本体，浊度传感器1采用上述本实用新型所述的浊度传感器，该浊度传感器1装于该固定本体。

本实施例中，所述固定本体具体为喷头7，如图4、图5所示，该喷头7设有容纳部、管接头73、喷水孔72和不可过水的透光区域，喷水孔72连通管接头73，且该喷水孔72 与透光区域位于喷头7的同一侧。所述容纳部具体为一容纳槽71，所述浊度传感器1设置于该容纳槽71中，且其发光部11对着透光区域。如图6所示，喷头7密封连接于马桶的马桶座8的便池底部的喷射口81，且其喷水口72和透光区域对着马桶座8的水封区域。所述透光区域具体包括一与容纳槽71连通的透光孔74，该透光孔74与所述发光部11的出光面相对，该透光孔74做封水处理，使透光孔74既保留透光功能，又能避免进水。所述管接头73用于连接水管。

本实施例中，本实用新型还包括温度传感器2，用于检测马桶的水封温度。所述温度传感器2与所述浊度传感器1集成在一起，具体，温度传感器2设置在浊度传感器1的一电路板14上，并且，温度传感器2位于所述发光部11的背光一侧，如图2所示。在其它实施例中，所述温度传感器与所述浊度传感器分立，但安装在同一部位，例如均安装在所述喷头的容纳部中。

本实用新型的一种检测装置，应用于马桶时，其浊度传感器1、温度传感器2与马桶的控制器、冲水电磁阀等配合使用。具体，第一光接收部12检测的第一浊度和第二光接收部13检测的第二浊度分别传输至马桶的控制器，在当前的第一浊度和第二浊度大于设定的阈值(简称第一浊度和第二浊度出现变化)时，控制器根据当前第一浊度与第二浊度偏差与否控制马桶的冲水电磁阀执行大水量冲水或小水量冲水。所述第一浊度由第一光接收部12的电压信号体现，所述第二浊度由第二光接收部13的电压信号体现。所述第一光接收部12、第二光接收部13均实时采集马桶的水封浊度(即连续采集，差不多0.5秒采集一次)。

请参见图1-图9所示，本实用新型的一种节水马桶，包括如上述本实用新型所述的检测装置。具体，如图7所示，所述浊度传感器1、温度传感器2的输出分别接至马桶的控制器3。

本实施例中，本实用新型的马桶还包括用于检测人是否着座的着座传感器5，该着座传感器5的输出接至所述控制器3，以将实时采集的着座信息传输给控制器3。使控制器3能够进一步结合着座信息控制冲水时机。本实用新型的马桶还包括报警模块6，所述控制器3 的输出接至报警模块6，以在马桶进行大水量冲水后，第一浊度与第二浊度仍然存在偏差时发出报警信号。所述报警模块6可以是声音报警模块，例如蜂鸣器，也可以是光报警模块，例如，LED指示灯，或者，也可以是声光报警模块。

本实施例中，所述控制器3采用型号为STM32f103的单片机，其在开机的一分钟内所获取到的浊度值(该浊度值为干净的马桶水封的浊度值)默认为阈值，而后，第一红外接收管D2、第二红外接收管D3实时采集(即连续采集，差不多0.5秒采集一次)马桶的水封浊度并通过AD转换传递给控制器3，控制器3实时判断第一红外接收管D2传输的第一浊度和第二红外接收管D3传输的第二浊度是否有大于阈值的正向跳变，当出现持续的正向跳变时，结合温度信息和着重信息判断为是否有固体物进入马桶水封中(统称为大便行为)或是否有液体进入马桶水封中(统称为小便行为)，并据此控制马桶进行大水量冲水或小水量冲水。可以通过控制冲水开度和/或冲水时长切换大水量冲水和小水量冲水这两种冲水模式。

本实用新型的一种节水马桶，其工作原理为：针对小颗粒浑浊物，红外发射管D1发射的红外光经过小颗粒时，会被折射、漫反射，使得第一红外接收管D2、第二红外接收管D3的接收量是不同的，所以第一红外接收管D2和第二红外接收管D3的阻值会有明显的变化，且存在较大的差异性，导致第一红外接收管D2和第二红外接收管D3的电压信号存在偏差，亦即第一浊度和第二浊度存在偏差，结合着座信息(着座时间超过预设时间，该预设时间大约为30秒)可以判断为大便行为，在人离开时进行大水量冲水。针对液体(尿液、茶水、牛奶等)较为均匀的液体，红外发射管D1发射的红外光会被这些液体中的分子所吸收，在反射回来的时候会有明显的衰减，因而第一红外接收管D2和第二红外接收管D3的阻值都会同步变化，判断为小便行为，进行小水量冲水。以下，本实用新型举两个实例进一步说明第一红外接收管D2和第二红外接收管D3采集的浊度的变化。

如图8所示，图中横坐标代表数据号，即第一次采集、第二次采集、第三次采集等，纵坐标代表第一红外接收管D2和第二红外接收管D3分别采集的第一浊度和第二浊度(统称为浊度，即经AD转换后的电压值)，在采集初期，浊度大约为600，此时为正常的马桶水封水，当尿液进入马桶水封中时，浊度上升到700，冲水后，浊度又回归到600。

如图9所示，图中横坐标代表数据号，即第一次采集、第二次采集、第三次采集等，纵坐标代表第一红外接收管D2和第二红外接收管D3采集的浊度(即经AD转换后的电压值)，在采集初期，浊度大约为600，此时为正常的马桶水封水，当倒入茶水时，浊度上升到700，冲水后，浊度又回归到600。

因此，在冲刷完以后，第一红外接收管D2和第二红外接收管D3的阻值会回到初始值，如果此时两阻值偏差仍然较大(即第一浊度和第二浊度仍然偏差较大)，则提示报警(马桶堵塞未冲刷干净或者存在某个红外接收管异常)，通过异常判断，可以确保本实用新型的马桶冲水控制系统始终处于一个准确的状态，确保每次的冲刷都干净正常，防止用户以为冲干净就离开的情况，避免了粪便中的病毒传播。

如果温度传感器检测的当前温度较预设值(该预设值为马桶水封的常温，开机时，控制器将获取到的马桶水封的常温值默认为预设值)(简称温度出现变化)，本实用新型会结合第一红外接收管D2和第二红外接收管D3的浊度去做计算，看马桶是否进入热水或冰水，做整合计算，从而避免马桶水封温度突变(例如马桶进入热水或冰水)导致浊度传感器1检测的浊度出现跳变造成误冲水现象。具体，控制器3在判断得到第一浊度和第二浊度出现变化时，还对获取的当前的马桶水封的温度与预设值进行比较，判断温度是否变化，若温度没有变化，说明马桶中没有进入热水或冰水。若温度出现变化，则控制器3进一步判断第一浊度和第二浊度的变化(即当前第一浊度与阈值的差值和第二浊度与阈值的差值)是否在温度引起的允许变化的误差范围内，若是，说明第一浊度和第二浊度的变化单纯是温度跳变引起的，而非大便行为或小便行为，因此，不启动冲水。若第一浊度和第二浊度的变化不在温度引起的允许变化的误差范围内，说明第一浊度和第二浊度的变化是由进入马桶中的固体物或液体引起的，属于大便行为或小便行为，因而需要进行大水量冲水或小水量冲水。所述误差范围为0～△U，△U＝±K*△T，K为设定值，通过实验获得，取值0.0192，△T为当前温度与预设值的差值。

所述控制器3结合着座信息控制冲水时机的工作过程为：在温度没有变化，且第一浊度和第二浊度出现变化，或者，在第一浊度、第二浊度和温度均出现变化，且第一浊度和第二浊度的变化没有在温度引起的允许变化的误差范围内时，控制器3判断当前马桶是否有人着座并超过预设时间(该预设时间取值30秒，但不局限于此)，若是则进一步判断人是否离座，并在人离座时，判断当前的第一浊度与第二浊度是否有偏差，若是则控制马桶进行大水量冲水，否则控制马桶进行小水量冲水。如此，可以避免用户着重并先排尿后排便时执行两次冲水动作，造成水资源浪费和引起用户不适的问题，也避免了用户大便时未离座即启动冲水而引起用户不适的问题。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种浊度传感器及检测装置和节水马桶，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (11)

1.一种浊度传感器，包括发光部，其特征在于：还包括第一光接收部和第二光接收部，第一光接收部和第二光接收部用于接收发光部发射并反射的光，第一光接收部和第二光接收部对称设置，并以发光部的中轴线为对称轴。

2.根据权利要求1所述的浊度传感器，其特征在于：所述第一光接收部和第二光接收部位于所述发光部的出光面所在的一侧，且所述第一光接收部的受光面与所述第二光接收部的受光面相对。

3.根据权利要求1或2所述的浊度传感器，其特征在于：所述发光部的中轴线、第一光接收部的中轴线和第二光接收部的中轴线共面。

4.根据权利要求1所述的浊度传感器，其特征在于：所述发光部包括红外发射管，所述第一光接收部包括第一红外接收管，所述第二光接收部包括第二红外接收管，红外发射管、第一红外接收管和第二红外接收管并联连接，红外发射管所在的并联支路上连接有分压电阻，第一红外接收管所在的并联支路上连接有第一电容，第二红外接收管所在的并联支路上连接有第二电容。

5.根据权利要求1所述的浊度传感器，其特征在于：所述发光部、第一光接收部和第二光接收部设置在一电路板上。

6.根据权利要求5所述的浊度传感器，其特征在于：所述电路板上设置有温度传感器。

7.一种检测装置，其特征在于：包括如权利要求1-5中任一项所述的浊度传感器，还包括一可透光的固定本体，所述浊度传感器装于该固定本体。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于：所述固定本体装于马桶便池底部的喷射口。

9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于：所述固定本体为喷头，该喷头设有容纳部、管接头、喷水孔和不可过水的透光区域，喷水孔与管接头连通，且该喷水孔与透光区域位于喷头的同一侧；所述浊度传感器设置于容纳部，且其发光部对着透光区域；喷头密封连接于所述喷射口，且其喷水口和透光区域对着马桶的水封区域。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的检测装置，其特征在于：还包括温度传感器，该温度传感器与所述浊度传感器集成在一起，或者，该温度传感器与所述浊度传感器分立，并安装在同一部位。

11.一种节水马桶，其特征在于：包括如权利要求1-6中任一项所述的浊度传感器，或者，包括如权利要求7-10中任一项所述的检测装置。

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