CN2727154Y - 多功能制水机控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及多功能制水机微电脑控制技术领域，包括微处理器、驱动电路、存储器电路、电流和故障检测电路、显示编码电路，彩色荧光显示器等。制水机中设置有电解槽，槽内设置有正、负极板，极板上电压的大小决定了电解水酸碱度，该电压大小由微处理器通过驱动对应的继电器及其常开触点的开、闭，使电解槽极板得到大小、极性不同的直流电压，所有功能由微处理器统一进行处理。

Description

多功能制水机控制装置

技术领域

本实用新型涉及自动控制技术领域，特别涉及由计算机控制的电解水自动生成的技术领域。

背景技术

目前常用的电解水生成器只设强、中、弱三档，功能少，调节不方便，没有荧光屏显示，没有荧屏显示当前输出电解水适用对象，没有只用1只按钮即可实现多达8种功能选择和设置，没有IC总线数据通信传输只用两块集成电路即可完成对电解生成器电解生产过程的设置、显示、监控、驱动、报警，面板不带水量控制调节和出水比例调节，没有双向式自动清洗功能，直杆式出水管不能作双向旋转。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种由微处理器控制的智能化、一键式操作、由彩色荧光器显示多种功能的快速连续式电解水生成器。

为实现上述目的本实用新型采用以下技术方案：一种多功能制水机控制装置，包括电解槽极板、用于提供直流电压的整流电路、水压感应器、电流检测晶体管Q₃、故障检测晶体管Q₂、蜂鸣器、电压转换继电器组、极性转换继电器JDQ₆、上述继电器组对应触头、插头、插座、数据传输插头座CON6A6B、用于处理信息的微处理器、用于存储信息的数据存储器、驱动电路、上拉排电阻，该装置还设置有驱动编码电路、用于显示水质的彩色荧光显示器，且以微处理器为中心，直流+5V、-24V、交流5.5V电源、驱动电路、上拉排电阻、数据存储器、电压转换与极性转换继电器电路、电流检测电路、故障检测电路、驱动编码电路通过插头、座CON1A-1B至CON6A-6B，分别电连接至微处理器的相应端口，驱动电路的输出引脚线电连接至电压转换继电器线圈的一端，该五线圈的另一端电连接至晶体管的e₁脚，变压器B的五组次级绕组通过插头座CON1A-1B电连接至五只电压转换继电器的常开触头，该五组次级交流电压经整流滤波电路D在Kh处通过和插座CON5B电连接至电解槽电极，驱动编码电路脚与彩色荧光显示器电连通。

驱动电路引脚线与上拉排电阻的对应端在接点a₁-h₁处并接后连接至微处理器的P_10-17端口，驱动电路引脚线电连接至电压转换继电器线圈的一端，上述五只继电器线圈的另一端和JDQ₆的另一端13a并接后电连接至晶体管的e₁脚，其11脚引线电连接至蜂鸣器的一端i₁，蜂鸣器的另一端i₂接地，驱动电路的13脚电连接至极性转换继电器JDQ₆线圈的另一端13a；与继电器对应触头的五个常开接点分别电连接至插座CON1B的2-6号接点，通过插头CON1A与变压器B次级的五组交流电压对应电连接，五组交流电压分别通过整流电路D整流、电容E₅滤波成不同幅值的直流电压，在Kh处通过开关K₁₆及插座CON5B连接至电解槽的极板。

晶体管Q₁的集电极C₁接+12V电源，发射极e₁电连接至继电器线圈的另一端脚，基极b₁通过电阻R₃电连接至驱动电路的12脚；故障检测晶体管Q₂的发射极e₂与基极b₂通过整流电路并接于熔断器V二端，其集电极C₂在a₃点与上拉排电阻的2号电阻并接后连接至微处理器的P₂₆端口，电流检测晶体管Q₃的发射极e₃与故障检测晶体管Q₂的发射极e₂并接地，基极b₃通过电阻R₈与电解槽回路的电阻R5、K₁₆相接，集电极C₃与上拉排电阻的3号电阻并接后电连接至微处理器的P₂₇端口。

数据存储器的引脚5、6电连接至微处理器的14、15脚，存储器的引脚8电连接至+5V电源，存储器的引脚1-5、7接地。

微处理器的串行通信口PO₀、PO₁、PO₂、复位信号、+5V与-24V直流电压、5.5V交流电压通过数据传输插头座CON6A6B电连接至驱动编码电路和显示器，其中，5.5V交流电压通过插头座CON6A6B的1、3脚电连接至与荧光屏显示器Q的1、2、27、28的灯丝脚，插头座CON6A6B的2脚接通的-24V电源电连接至显示编码电路的34脚和显示器的12、16、21引脚，数据传输插头座CON6A6B的4脚接通的+5V电源，电连接至驱动编码电路的45脚，插头座CON6A6B的5脚接地，数据传输插头座CON6A6B的6、7、8脚连通微处理器的通信口引线37、38、39与驱动编码电路的引线脚6、8、9，驱动编码电路的输出端口引脚16-36顺序电连接至显示器Q的3-11、13-15、17-20、23、25、26脚，驱动二极管D₆、D₇阴极并接电连接至显示器的12、16、21脚。

由于采用以上技术方案，本实用新型具有以下显著效果：

一.数字化多功能的电解水生成器控制电路：

1.单片集成电路荧光VFD驱动和控制：直接驱动荧光屏，同时完成功能选择设置。

2.单片机微处理器中心数据管理和处理：实时监测电路工作状态和设备运行状态，协调完成各种设置指令，出现故障发出报警信号，使电解水生成器稳定工作，确保安全使用，产品升级和更改适用对象只需更换软件程序。

3.IC总线数据通信传输：减少连接线提高数据传输速度。

二.简单实用的2键式控制：

4.单键控制选择和设置使用功能：单键菜单式选择设置操作并显示结果，能减少误操作。容易记忆，能减少误操作。

5.单键控制选择电解槽自动清洗和滤芯寿命计量清零：独立辅助按钮，能自动完成双向式清洗、解除清洗和更换过滤芯后滤芯寿命计量清零。

三.清晰明亮的荧光VFD显示器：

6.独创独特的荧光显示器：彩色显示设计，能增强显示直观感和产品的活力。

7.设置功能中文显示或英文显示：直接显示当前输出电解水适用范围，能帮助引导设置。

8.运行状态中文显示或英文显示：直接显示当前输出电解水酸碱性质，能帮助引导选择。

9.报警系统中文显示或英文显示：直接叫醒使用者并显示报警原因，能及时提示使用者须急待解决的存在问题。

10.特殊功能可作动态或数字显示：直接显示设备运行情况，能反映设备是否在正常工作。

四.操作和报警提示：

11.选择设置过程均带信响提示：发出短信声，能回答表示你的诉求以被接受和认可。

12.自动清洗完毕信响报警提示：发出短信声，能回答表示清洗工作以完成，并自动返回原状态。

13.电路有故障信响报警提示和显示：发出连续不断的短信声并显示原因，能回答显示有故障。

14.电解过电流信响报警提示和显示：发出连续不断的短信声并显示原因，能回答显示过电流。

15.请更换滤芯信响报警提示和显示：发出连续不断的短信声一分钟，能回答显示请更换滤芯，并在每次重新使用时都会报警提示一次，直到更换滤芯和滤芯计量被清零后才停止报警，确保使用者安全和卫生。

五.三种极性显示：

16.输出电解水状态极性显示为碱性离子水、酸性离子水、中性纯净水，能直观提示当前被选择输出电解水的极性和性质。

附图说明

图1、本实用新型面板图。

图2、本实用新型原理框图。

图3、本实用新型电气原理框图。

图4、本实用新型电气原理图

图5、本实用新型显示部分电气原理图

图6、本实用新型整机工作原理示意图

其中：IC-AT8951或AT89C51微处理器，IC₁-L7805三端稳压器，IC₂、IC₄、IC₆-BD104整流电路，IC₃-24C02数据存储器，IC₅-ULN2803驱动电路，IC₇-PT6311或C16311驱动编码电路，JDQ₁-JDQ₅-电压转换继电器组，JDQ₆-极性转换继电器，K₁₁-K₁₆-继电器常开触头，Q-彩色荧光显示器，V-熔断器，D-PBU604桥式整流电路，PZ₁、PZ₂-A472J上拉排式电阻，CON1A-1B-CON5A-5B-插头插座，CON6A-6B-数据传输插头座，M、N-电极，Q₂-故障检测晶体管，Q₃-电流检测晶体管，S₁-功能选择按钮，S₂-自动清洗/复位按钮，G-水压感应开关，SW₁-电源开关，B₁-变压器，F₁-熔断器，D₆、D₇-驱动二极管。

具体实施方式：参见附图1-5

(1)打开水量调节器(通过图1下部水量调节旋钮5打开)，净化水流入水压感应器，当足够水压和流量时，水压感应开关G通过插头插座CON4A-4B被启动输出低信号到微处理器P₂₅端口，微处理器开始执行驱动输出。

(2)微处理器内设置了多组执行程序，不同的使用对象适用不同的PH值电解功能水，其结果以作为程序写进微处理器。

(3)微处理器根据功能选择已设置的程序确定驱动输出相应的极性电压和电流到电解槽极板MN，电解槽即开始进行电解工作。

(4)使用者只需根据显示适用范围进行选择设置，如使用者只选用“治疗饮用”功能，则选择设置将被记录在数据储存器IC3，下次使用只需打开水量调节器旋钮5，数据将会重新调出使用，微处理器将会自动执行其程序，整个过程是微秒级。

(5)不同的地区水质和需求，只需提供不同的程序微处理器和适用对象显示器，无须改变生成器的基本电路和结构，这就是微处理器多功能快速连续式电解功能水生成器的优点。

(6)电解槽和功率器件出现过电流，电流检测电路的Q₃导通会发出信号到微处理器P₂₆端口，微处理器会终止输出并发出信号报警和显示。

(7)主电路出现故障影响正常电解，故障检测电路Q₂导通会发出信号到微处理器P₂₇端口，微处理器会终止输出并发出信号报警和显示。

电解水生成器系将经滤芯过滤、净化后的普通自来水经过电解装置特殊处理后，制成人们日常饮用所需的净化水和碱性离子水，或生成人们日常外用的美容和消毒所需的酸性离子水。

本实用新型基本工作原理如下：

(1)来水进入净水器，经过第一级过滤去处泥沙、铁锈、有机物和细菌，第二级去除有害重金属，第三级去除余氯后把自来水转化成净化水，再经过水量调节器、电解槽电解后输出功能水。

(2)水量调节器关闭时：没有净化水输出，同时水压感应器未能感应到足够的水压，感应开关G处于常开状态，微处理器启动输入口a₂电位为高电位，判断为未启动，输出驱动为零，整流器电路D没有电压输出经极性转换电路JDQ₆、K₁₆到电解槽电极，此时，不电解，饮用水出水口也没有功能水输出。

(3)水量调节器打开时：净化水通过水量调节器输出到电解槽，同时水压感应器感应到水流和水压，启动开关G闭合，微处理器启动输入口a₂得到低电位信号，驱动电路输出驱动继电器JDQ₁-JDQ₅中任一继电器吸合，则B₃₈-B₇₈中任一组交流电通过插头插座CON1A-1B被送到整流器电路D、E₁转换成直流电，再通过极性控制电路JDQ₆、K₁₆将电压加载到电解槽两极板MN间，经水压感应器输出的净化水也同时进入电解槽，在电解槽极板间电场力的作用下，净化水中离子被电离，负离子向阳极移动，正离子向阴极移动，在阳极侧得负离子水，在阴极侧得正离子水。负离子功能水可供饮用，正离子功能水可供外用。分别从出水口和排放水口输出。

(4)改变电解槽极板MN间的电压和电流，就可以得到PH值不同的各种离子功能水。

本实用新型中在电解槽中设置有由稀有材料制做的极板M、N，当向电极板MN提供不同的直流电压时，电解槽中极化电流值大小不等，电极板两边会产生不同的电场，水会被电离，极化电流越大，电解槽中的净化水电离的越充分，而且，由于极化电流的不同可导致离子化后水的酸碱度即PH值不同，通常碱性离子水可直接饮用、煮饭烹调、吃药冲奶等，酸性离子水可杀菌消毒、美容淋浴，即方便又具保健作用。

为了得到不同的极板电压和极化电流，本实用新型中设置有五组继电器JDQ_1-5，由其控制的五组常开触头(K_11-15)的通断按不同的功能需求接通或断开电源变压器B的五组次级线圈B_38-78，该五组线圈提供4V、8V、12V、16V、21V交流电压，该五组交流电压分别经整流滤波电路D、E₅，分时向电解槽极板M、N提供五组不同的直流电压，电压极性通过继电器JDQ₆的触头K₁₆可改变，由其得到大小不同的极化电流，使电解槽中得到由于水的电离程度不同导致PH值不同的离子水。整个控制装置由微理器IC根据功能选择(如杀菌消毒、美容淋浴、煮饭烹调等)设置的程序确定驱动输出相应的电压和电流到电解槽，使其进行电解工作。

使用者只需根据彩色荧光屏显示器Q显示的适用范围通过功能选择按钮S₁，单键选择适合本人的功能设置(饮用、美容等)见附图1。每次的选择均会存储记录在存储器IC₃中，下次使用时打开水量旋钮，数据会重新调出使用，该功能设置不变，无需每次开机重新设定所需功能。为使微处理器控制执行继电器，本实用新型设置了放大驱动电路IC₅。

本实用新型中还设置了电流检测和故障检测电路，当电解槽或变压器、继电器等电路出现过电流或短路故障时，相应晶体管Q₁-Q₃导通，a₃、a₄点电位降低，并作用到微处理器P_26、27端口，微处理器IC会终止输出并发出信号报警和显示，i₁点电位升高发出故障信号蜂鸣器鸣叫。

本实用新型只设置一只单键S₁按钮菜单式控制选择和设置八个使用功能操作简便、安全快捷，减少误操作，荧光显示器彩色显示输出各种电解水的性质、适用对象、滤芯寿命、设备故障、运行状态，增加了显示直观感和产品活力。对不同地区的不同水质或其它功能的需求，只需修改相应程序和适用对象显示器，无须改变本实用新型的基本电路和结构。

电源开关选用自锁式机械开关，可彻底关断电源，保证设备安全、可靠。

清洗/复位按钮S₂即可启动和解除对电解槽的清洗，又可作为滤芯寿命计量清零。以上功能均通过设置相应程序使微处理器IC实时监测电路工作状态和设备运行状况，协调完成各种设置功能，当主电路或电解电路出现故障时微处理器会发出报警信号，使电解水生成器工作快速、连续、稳定、安全。

实践证明，经本实用新型电解处理生成的电解型离子水安全、卫生，无论是饮用、烹饪还是杀菌外用，对人体提高免疫力、增加肌体抵抗力，健美皮肤等均具有良好作用。

Claims (5)

1.一种多功能制水机控制装置，包括电解槽极板(M)(N)、用于提供直流电压的整流电路(IC₂、IC₄、IC₆)、水压感应器(G)、电流检测晶体管Q₃、故障检测晶体管Q₂、蜂鸣器(FMQ₁)、电压转换继电器组(JDQ₁-JDQ₅)、极性转换继电器JDQ₆、上述继电器组对应触头(K₁₁-K₁₆)、插头(CON1A-CON5A)、插座(CON1B-CON5B)、数据传输插头座CON6A6B、用于处理信息的微处理器(IC)、用于存储信息的数据存储器(IC₃)、驱动电路(IC₅)、上拉排电阻(PZ₁)、(PZ₂)，其特征在于：该装置还设置有驱动编码电路(IC₇)、用于显示水质的彩色荧光显示器(Q)，且以微处理器(IC)为中心，直流+5V、-24V、交流5.5V电源、驱动电路(IC₅)、上拉排电阻(PZ₁)、(PZ₂)、数据存储器(IC₃)、电压转换与极性转换继电器电路、电流检测电路、故障检测电路、驱动编码电路(IC₇)通过插头、座CON1A-1B至CON6A-6B，分别电连接至微处理器(IC)的相应端口，驱动电路(IC₅)的输出引脚线(18-14)电连接至电压转换继电器(JDQ₁-JDQ₅)线圈的一端(18a-14a)，该五线圈的另一端(18b-14b)电连接至晶体管(Q₁)的e₁脚，变压器B的五组次级绕组(B₃₈-B₇₈)通过插头座CON1A-1B电连接至五只电压转换继电器(JDQ₁-JDQ₅)的常开触头(K₁₁-K₁₅)，该五组次级交流电压经整流滤波电路D在Kh处通过(K₁₆)和插座CON5B电连接至电解槽电极(M)、(N)，驱动编码电路(IC₇)(18-36)脚与彩色荧光显示器(Q)电连通。

2.如权利要求1所述的一种多功能制水机控制装置，其特征在于：驱动电路(IC5)引脚线(1-8)与上拉排电阻(PZ₁)的对应端在接点a₁-h₁处并接后连接至微处理器(IC₁)的P_10-17端口，驱动电路(IC5)引脚线(18-14)电连接至电压转换继电器(JDQ1-JDQ5)线圈的一端(18a-14a)，上述五只继电器线圈的另一端(18b-14b)和JDQ₆的另一端13a并接后电连接至晶体管(Q₁)的e₁脚，其11脚引线电连接至蜂鸣器(FMQ1)的一端i₁，蜂鸣器的另一端i₂接地，驱动电路(IC₅)的13脚电连接至极性转换继电器JDQ₆线圈的另一端13a；与继电器(JDQ₁-JDQ₅)对应触头(K₁₁-K₁₅)的五个常开接点分别电连接至插座CON1B的2-6号接点，通过插头CON1A与变压器B次级(B₃₈-B₇₈)的五组交流电压对应电连接，五组交流电压分别通过整流电路D整流、电容E₅滤波成不同幅值的直流电压，在Kh处通过开关K₁₆及插座CON5B连接至电解槽的极板(M)、(N)。

3.如权利要求1所述的一种多功能制水机控制装置，其特征在于：晶体管Q₁的集电极C₁接+12V电源，发射极e₁电连接至继电器(JDQ₁-JDQ₆)线圈的另一端(18b-13b)脚，基极b₁通过电阻R₃电连接至驱动电路(IC₅)的12脚；故障检测晶体管Q₂的发射极e₂与基极b₂通过整流电路(IC₆)并接于熔断器V二端，其集电极C₂在a₃点与上拉排电阻的2号电阻并接后连接至微处理器(IC)的P₂₆端口，电流检测晶体管Q₃的发射极e₃与故障检测晶体管Q₂的发射极e₂并接地，基极b₃通过电阻R₈与电解槽回路的电阻R₅、K₁₆相接，集电极C₃与上拉排电阻的3号电阻并接后电连接至微处理器(IC)的P₂₇端口。

4.如权利要求1所述的一种多功能制水机控制装置，其特征在于：数据存储器(IC₃)的引脚5、6电连接至微处理器(IC)的14、15脚，存储器(IC₃)的引脚8电连接至+5V电源，存储器(IC₃)的引脚1-5、7接地。

5.如权利要求1所述的一种多功能制水机控制装置，其特征在于：微处理器(IC)的串行通信口PO₀、PO₁、PO₂、复位信号、+5V与-24V直流电压、5.5V交流电压通过数据传输插头座CON6A6B电连接至驱动编码电路(IC₇)和显示器(Q)，其中，5.5V交流电压通过插头座CON6A6B的1、3脚电连接至与荧光屏显示器Q的1、2、27、28的灯丝脚，插头座CON6A6B的2脚接通的-24V电源电连接至显示编码电路(IC₇)的34脚和显示器(Q)的12、16、21引脚，数据传输插头座CON6A6B的4脚接通的+5V电源，电连接至驱动编码电路(IC₇)的45脚，插头座CON6A6B的5脚接地，数据传输插头座CON6A6B的6、7、8脚连通微处理器(IC)的通信口引线37、38、39与驱动编码电路(IC₇)的引线脚6、8、9，驱动编码电路(IC₇)的输出端口引脚16-36顺序电连接至显示器(Q)的3-11、13-15、17-20、23、25、26脚，驱动二极管D₆、D₇阴极并接电连接至显示器的12、16、21脚。

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