CN2426472Y - 单片机控制的饮用水紫外线消毒器 - Google Patents

Abstract

一种由单片机控制的饮用水紫外线消毒器,由筒体和控制器所构成,筒体内设有紫外线灯管和石英玻璃套管,筒体外有进水口和出水口,控制器由流量传感装置、数据采集系统、单片机、继电器等组成,流量传感装置安装于进水口处,继电器输出接点与紫外线灯相连接。单片机通过流量传感装置检查水流速度的变化,通过与内部软件设定的流速与打开灯管数量的关系比较,决定开启几支灯管,通过继电器打开相应的紫外线灯。

Description

单片机控制的饮用水紫外线消毒器

本实用新型涉及一种由单片机控制的饮用水紫外线消毒器，属于一种消毒器械。

饮用水消毒器是现代建筑集中供水系统中不可缺少的部分，而紫外线消毒器是其中最常用的一种，现有的饮用水紫外线消毒器主要由筒体、石英管、紫外线灯及控制器等部分组成。当水流经筒体时，位于石英管内的紫外线灯照射水流，达到消毒的作用，目前饮用水紫外线消毒器通常都是由多支紫外线灯管组成，根据水管中水的流速选择灯管数量，流速越高，灯管数量越多，以满足消毒效果的需求。在设计选型安装时，只能根据最高流速或额定流速设计选择饮用水紫外线消毒器的灯管数量。按最高流速选择虽可满足消毒要求，但对于实际使用情况来说，水流在一天中总是变化的，多数时间往往达不到最高流速，并不需要所有紫外线灯管都打开。所有灯都打开不仅浪费能源，而且减少紫外线灯管的使用寿命，现在有一种带电脑自动定时的消毒器，在非定时器设定时间内紫外线灯全部关闭，无法满足消毒要求，另一种带靶式流量控制器的饮用水消毒器(中国专利CN2295742Y)，虽能够实现只要有水流动就打开所有紫外线灯，水流停止即关闭所有紫外线灯的功能，但水流完全停止的状态非常少，且在水流较慢的情况下，也必需打开所有紫外线灯管仍然浪费能源和减少紫外线灯的寿命。

本实用新型的目的是要提供一种改进的由单片机控制的饮用水紫外线消毒器，其紫外线灯管开启的数量可随流进水流的速度而改变。达到节约能源，延长紫外线灯管使用寿命的作用，并保证所有流过筒体的水都能达到要求的消毒效果。

本实用新型是这样实现的：单片机控制的饮用水紫外线消毒器，由筒体和控制器所构成，筒体内设有紫外线灯管和石英玻璃套管，筒体两端设有以橡胶圈密封的法兰盘，筒体外壁上设有进水口和出水口，控制器由流量传感装置、数据采集系统、单片机、继电器等组成，流量传感装置安装于筒体的进水口处，继电器输出接点与紫外线灯相连接。单片机通过流量传感装置检查水流速度的变化，通过与内部软件设定的流速与所需打开灯管数量的关系表相比较，决定开启几支紫外线灯，并通过继电器打开相应的紫外线灯，以达到节约能源，延长紫外线灯的使用寿命及保证消毒效果的目的。流速与所需打开灯管数量的对应关系表可根据实验测试所得的满足国家饮用水消毒卫生标准的数值确定，并预先存入单片机系统中。

本实用新型的优点是：

1、因在水流的进口处安装了流量传感装置，当水流变化时，传

   感装置输入单片机的信号随之发生变化，通过单片机进行比

   较，运算，决定紫外线灯管的开启数量，从而即保证消毒效果，

   又节约能源，延长灯管寿命。

2、由于使用单片机分别控制每支灯管的开关，所以可以对每支

   灯管的打开时间进行累加，并保存在内部存贮器中。这样在要

   开启灯管时，可由单片机选择累计使用时间最短的灯管打开，

   以平均使用各支灯管，避免频繁使用同一支灯管而使其提前损

   坏。

3、使用单片机可以很方便地监视及显示各支紫外线灯电路的状

   态，可以方便地单独整定各支灯管的开闭时间。

本实用新型具体结构由以下实施例及其附图给出：

图1、为实施例一单片机控制的多管紫外线消毒器的示意图

图2、为实施例一的控制原理图

图3、为实施例一的控制输出回路图

图4、为实施例二安装反射式光电传感器的进水口A-A剖面图

图5、为实施例三安装霍尔传感器的进水口A-A剖面示意图

图6、为实施例三的霍尔传感器电路原理图

以下结合附图详细说明。

该饮用水紫外线消毒器，由筒体和控制器所构成，筒体内设有紫外线灯和石英玻璃套管，筒体两端设有以橡胶圈密封的法兰盘。筒体外壁上设有进水口和出水口，其特征在于所述的控制器由一流量传感装置通过数据采集系统与单片机相连，单片机的控制输出经继电器与紫外线灯的电源回路相连接。通过单片机判断水流的速度，并根据试验测定的满足国家饮用水消毒要求的水流速度与开启灯管数量的对应关系值，控制紫外线灯管打开的数量。

本实用新型实施例一如图1、2、3所示，为一种由单片机控制的多灯管饮用水消毒器，筒体(1)内设有多支紫外线灯(2)和石英玻璃套管(3)，筒体两端设有以橡胶圈密封的法兰盘(4)。筒体(1)外壁上设有进水口(5)和出水口(6)，传感装置(7)为一标准液体流量传感器，传感器安装于消毒器进水口(5)的侧面，[固定支架(17)和旋转叶轮(18)为实施例二、三中的组成部分]。传感装置(7)输出的标准信号进入图2所示的单片机系统。传感器标准信号(8)进入数据采集系统(9)，数据采集系统为一模数转换(A/D)电路，将传感器输出的模拟信号转化为数字信号，供单片机(10)使用，单片机(10)将采集来的水流速度信号与程序中预先整定的数值比较，根据预先输入的流速与应该打开灯管数量的对应表，判断应该打开紫外线灯的数量。如图3所示的输出回路(12)中，单片机通过向输出回路(12)发出低电平信号(13)，使光电耦合器(14)的输入端(13)为低电平，光耦不导通，光耦(14)的输出端(15)为低电平，继电器(16)不动作，其常闭接点闭合，紫外线灯管回路导通，紫外线灯管开启运行。各支灯管输出回路的结构均相同，为保证消毒的可靠性，一律使用继电器常闭接点，单片机输入光耦的信号(13)为高时，继电器动作，接点断开，对应灯管关闭。由于各支灯管的输出回路完全相同，却又各自独立，所有回路的开闭状态全由单片机控制，因此单片机可累计各支灯管的运行时间，并存入与单片机(10)相连的电可擦除存贮器(11)中。并可根据各支灯管的累计运行时间，优先开启运行时间较少的灯管，平均了各支灯管的使用时间，延长了整个紫外线消毒器的使用寿命。

本实用新型的实施例一中给出的传感装置(7)为标准液体流量传感器，这种方式虽可以提供精确的流量测量，但由于成本较高，普及推广性不好。因为对灯管开启数量的控制与流量变化范围的对应关系，其精度要求非常低，所以只要粗略测量流量即可做出判断。因此本实用新型提供了实施例二和实施例三采用简单的传感装置替代实施例一中的流量传感器。

实施例二与实施例一基本一样，仅对实施例一中的流量传感装置进行了替换，不采用液体流量传感器，而是由光电传感器通过对叶轮的转速测量，判断水流速度，本实用新型实施例二的传感装置部分如图4所示，图4为图1的A-A剖面图，在筒体外侧的进水口(5)的前段内侧，通过焊接于进水管内壁的支架(17)固定可转动叶轮(18)，叶轮外侧焊接一圆环(19)，圆环某处固定一反光镜(20)，进水口管壁开一小窗(21)，由承压玻璃构成并密封，玻璃外侧安装反射式光电传感器(22)。当水流经过进水口时，带动叶轮及其外圆环转动，通过反光镜(20)反光，每转一圈，反射式光电传感器(22)接收到一个光信号，并产生一个电脉冲信号(23)，电脉冲信号(23)经数据采集系统(9)(此时的数据采集系统不是A/D转换器，而是由脉冲计数器构成)进入单片机，单片机根据脉冲频率判断水流速度，从而决定紫外线消毒器灯管开启的数量，这样的流速测量虽有一定误差，但足以保证消毒的效果，同时起到节能和延长灯管寿命的作用。

在实施例二中使用了反射式光电传感器(22)，进行流量测量，此时存在一个问题是进水口管壁要开一个玻璃窗，虽能实现，但对玻璃压力及密封的要求较高，本实用新型的实施例三是用霍尔传感器替代了反射式光电传感器实现流速检测。

如图5所示，转动外环(19)的一点固定一永磁铁(24)。进水口管壁外面固定一霍尔传感器(25)，管壁上不用开孔，由于筒体由不锈钢材料构成，对磁铁没有屏蔽作用，所以当水流带动叶轮旋转时，每次永磁铁经过霍尔传感器(25)时，磁场发生一次变化，如图6所示，开关型霍尔传感器(25)输出的霍尔电压就变化一次，相当于输出一个脉冲信号。该信号经运算放大器(26)放大后，送入三极管(27)的基极，三极管便导通一次，其输出信号(28)为一脉冲信号，进入数据采集系统(9)，供单片机采集，单片机根据脉冲频率计算出水流速度，进而决定紫外线灯管开启的数量。

综上所述，本实用新型具有了结构简单，节约能源，灯管使用时间长，控制功能强大，运行方式灵活等优点。

Claims (4)

1、一种由单片机控制的饮用水紫外线消毒器，由筒体(1)和控制器(29)所构成，筒体(1)内设有紫外线灯(2)和石英玻璃套管(3)，筒体两端设有以橡胶圈密封的法兰盘(4)，筒体外壁上设有进水口(5)和出水口(6)，其特征在于所述的控制器(29)由一带有传感装置(7)的单片机(10)构成，传感装置(7)安装于筒体外侧的进水口(5)处，单片机(10)经输出回路(12)与紫外线灯的电源开关回路相连接，单片机(10)根据水流速度控制调节紫外线灯管开启的数量。

2、根据权利要求1的由单片机控制的饮用水紫外线消毒器，其特征在于所述的传感装置(7)由装在进水管(5)外侧的反射式光电传感器(22)，和装在进水管(5)内的叶轮(18)、叶轮外环(19)、反光镜(20)及管壁上的玻璃窗口(21)构成。

3、根据权利要求1的由单片机控制的饮用水紫外线消毒器，其特征在于所述的传感装置(7)由装在进水管(5)外的霍尔传感器(25)和装在进水管(5)内的叶轮(18)、叶轮外环(19)、永磁铁(24)构成。

4、根据权利要求1的由单片机控制的饮用水紫外线消毒器，其特征在于，单片机根据存贮器(11)中记录的各支灯管累计运行的时间长短，均衡开启各灯管。

Images