CN108563153A - 一种新型的饮用水杀菌器集成控制*** - Google Patents
一种新型的饮用水杀菌器集成控制*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种新型的饮用水杀菌器集成控制***。本发明包括嵌入式中央处理单元、温度检测模块、UVT透过率检测模块、流量输入检测模块、紫外线强度监控模块、UV强度调节模块、清洗模块、电源和功率检测模块以及触摸操作面板。本发明提供一种UV输出可调节的、UV强度稳定的新型的饮用水杀菌器集成控制***。
Description
技术领域
本发明涉及紫外线杀菌技术领域,尤其涉及一种新型的饮用水杀菌器集成控制***。
背景技术
紫外线杀菌在水处理杀菌消毒领域有着广泛的应用,其原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,造成生长性细胞和再生性细胞死亡或不能繁殖后代,达到杀菌的效果。真正具有杀菌作用的是UVC紫外线,C波段紫外线(UVC)很易被生物体的DNA吸收,尤以253.7nm左右的紫外线最佳。紫外线杀菌消毒技术的原理是基于现代防疫学、医学和光动力学的基础上,利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水,将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死。
公开号是CN2426472Y的专利文件公开了一种单片机控制的饮用水紫外线消毒器,这种饮用水紫外线消毒器由筒体和控制器构成,筒体内设有紫外线灯管和石英玻璃套管,控制器由流量传感器、数据采集***、单片机、继电器等组成,通过监测水流量控制开启灯管的数目。这种饮用水紫外线消毒器节约了能源,延长了灯管使用寿命,但是仅依靠水流量通过开关方式控制灯管工作状态,其所能达到的实际效果是有限的。
公开号是CN201379814Y的专利文件公开了一种自动控制型紫外线消毒器,这种消毒器能够根据消毒液体的多少自动点亮相适应数量的紫外线灯管,这种紫外线消毒器包括紫外线灯管组、过流罐体和可编程控制器,根据可编程控制器收到的液体流量信号判断开启紫外线灯管的数量并自动开启运行,节约了电能,提高了紫外线灯管的使用效率,但是这种紫外线消毒方案也仅是根据水流量控制开启紫外线灯管的数量,对灯管本身的运行状态没有任何监控,其实际达到的效果十分有限。灯管关闭后易造成杀菌消毒的盲区,使部分细菌无法有效杀灭,降低了杀菌效果。
以上两个专利文件公开的***功能有限,不能对每只紫外灯管的运行状态进行实时监控,无法实时获取当前***内的紫外线灯发出的紫外光穿透石英套管后UV强度信息和当前水流条件下杀菌剂量是否满足使用要求,同时无法通过当前水质透过率、UV强度、和水温等信息准确调节紫外线灯管的UV输出,满足杀菌消毒的UV剂量使用要求。
公开号是CN105253949A的专利文件公开了一种水源紫外线杀菌器控制***及其控制方法,这种通过控制方法对水温的监控信息调节紫外线强度,通过对紫外线灯管本身的监控解决了现有紫外线杀菌器无法及时获取光源状态信息的问题。但是本***同样功能有限,未涉及针对不同流量和水质透过率的情况下的如何保证足够UV剂量满足杀菌需求。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足,而提供一种UV输出可调节的、UV强度稳定的新型的饮用水杀菌器集成控制***。
本发明为实现上述目的,采用以下技术方案:一种新型的饮用水杀菌器集成控制***,包括嵌入式中央处理单元、温度检测模块、UVT透过率检测模块、流量输入检测模块、紫外线强度监控模块、UV强度调节模块、清洗模块、电源和功率检测模块以及触摸操作面板;所述温度检测模块包括温度传感器和信号AD转换电路,所述温度传感器将检测到的温度信号通过信号AD转换电路转换为数字信号后传送到嵌入式中央处理单元;所述UVT透过率检测模块包括UVT透过率传感器和信号AD转换电路,所述UVT透过率传感器输出的模拟量信号经信号AD转换电路转换为数字量信号传送给嵌入式中央处理单元;所述流量输入检测模块包括流量计,所述流量计与嵌入式中央处理单元电连接;所述紫外线强度监控模块包括紫外线强度传感器和信号AD转换电路,所述紫外线强度传感器将检测到的强度信号通过信号AD转换电路转换为数字信号后传送到嵌入式中央处理单元;所述UV强度调节模块与嵌入式中央处理单元电连接;清洗模块包括清洗驱动器、清洗电机、清洗运行起点和终点检测传感器及故障报警元件,清洗驱动器与清洗电机电连接,清洗驱动器与嵌入式中央处理单元电连接,清洗运行起点和终点检测传感器与嵌入式中央处理单元电连接;所述电源和功率检测模块与嵌入式中央处理单元电连接;所述触摸操作面板包括显示器、***运行指示灯及功能按键,显示器与嵌入式中央处理单元电连接。
优选地:还包括两路RS485通讯接口电路,所述RS485通讯接口电路包括RS485电平转换芯片,所述RS485通讯接口电路通过RS485电平转换芯片与PLC及DCS***电连接。
优选地:还包括物联网模块,物联网模块与嵌入式中央处理单元电连接。
本发明的有益效果是:本发明的饮用水杀菌器集成控制***通过对流经杀菌器的水的流量、透过率、温度以及紫外线灯发出的紫外光穿透石英套管后UV强度等信息,实时调节UV输出,达到有效杀菌剂量,满足杀菌需求的目的;通过对***内紫外线灯管的运行信息进行监控,了解***的运行状态信息和当前UV投加的剂量;可实时累计各个紫外线灯管的点亮时间、开关次数,计算每只紫外线灯管寿命理论剩余时间提醒用户更换灯管,并可及时对灯管故障情况以及***故障做出报警;***带有扩展接口可扩展多个子模块实现不同规模不同数量紫外线灯管的***使用。***带有通讯接口可实现与PLC、DCS以及扩展物联网模块实现GPRS监控功能。
附图说明
图1为本发明的控制***图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明:
如图1所示,本发明包括嵌入式中央处理单元、温度检测模块、UVT透过率检测模块、流量输入检测模块、紫外线强度监控模块、UV强度调节模块、清洗模块、电源和功率检测模块以及触摸操作面板;所述温度检测模块包括温度传感器和信号AD转换电路,所述温度传感器将检测到的温度信号通过信号AD转换电路转换为数字信号后传送到嵌入式中央处理单元;所述UVT透过率检测模块包括UVT透过率传感器和信号AD转换电路,所述UVT透过率传感器输出的模拟量信号经信号AD转换电路转换为数字量信号传送给嵌入式中央处理单元;所述流量输入检测模块包括流量计,所述流量计与嵌入式中央处理单元电连接;所述紫外线强度监控模块包括紫外线强度传感器和信号AD转换电路,所述紫外线强度传感器将检测到的强度信号通过信号AD转换电路转换为数字信号后传送到嵌入式中央处理单元;所述UV强度调节模块与嵌入式中央处理单元电连接;清洗模块包括清洗驱动器、清洗电机、清洗运行起点和终点检测传感器及故障报警元件,清洗驱动器与清洗电机电连接,清洗驱动器与嵌入式中央处理单元电连接,清洗运行起点和终点检测传感器与嵌入式中央处理单元电连接;所述电源和功率检测模块与嵌入式中央处理单元电连接;所述触摸操作面板包括显示器、***运行指示灯及功能按键,显示器与嵌入式中央处理单元电连接。
温度检测模块包括温度传感器和信号AD转换电路,信号AD转换电路将温度传感器检测到的温度信号转换为数字信号后传送到嵌入式中央处理单元,经嵌入式中央处理单元计算转换为真实温度值并存储到***内,当温度超过设定温度报警值时***发出报警信息显示在操作面板同时可通过通讯方式上传至上位机PLC或DCS***。
UVT透过率检测模块通过将UVT透过率传感器输出的模拟量信号转换为数字量信号传送给嵌入式中央处理单元,经嵌入式中央处理单元计算转换并存储。
流量输入检测模块采集当前***流量计输出的流量信号并存储到嵌入式中央处理单元,通过当前流量数据计算得出当前***内水流的流速和UV光的杀菌照射时间。此参数为UV剂量计算提供重要依据。
紫外线强度监控模块将紫外线强度传感器的信号经过AD转换,转换为数字信号并传送给嵌入式中央处理单元进行处理。
电源和功率检测模块实时检测***运行时的用电参数,包括***电压、***电流、各个紫外线灯管驱动器的用电电压、电流等参数,实时传送到中央处理单元。经中央处理单元运算处理,计算出***总功率、各个紫外线灯管用电功率、以及清洗***运行功率等数据。
UV强度调节模块可根据当前UVT透过率数据和流量信号数据的情况,实时调节紫外线灯管的UV强度输出,以满足杀菌达标需求。
紫外杀菌消毒设备长期运行过程中,与紫外线灯管配套的石英套管表面因铁、钙和镁离子等无机物和有机物颗粒的积累产生结垢现象,降低了进入周围水体中的UV光的强度,从而影响紫外线杀菌设备的有效杀菌。对紫外线适应套管的及时有效的清洗,保证石英套管表面清洁,保证UV光强度输出,是实现有效和稳定杀菌消毒的一项重要指标。清洗模块驱动包括、清洗驱动器、清洗电机、清洗运行起点和终点检测传感器以及其他信号检测和故障报警元件。清洗驱动器控制清洗电机结合起点和终点传感器,对与紫外线灯管配套的石英套管进行往复清洗,及时清除石英套管表面的污垢。
触摸操作面板用于进行人机交互,实现对当前***各子模块运行数据的显示和控制,如UVT透过率、当前***实时流量、水流温度、各个紫外线灯管的开闭状态,紫外线灯管累计运行时长、紫外线灯管累计开关次数、紫外线灯管寿命理论剩余时间、清洗***运行状态、以及当前UV强度信息和相关报警信息等。通过该面板可实现设置***内紫外线灯管的数量、功率、清洗***运行频率、清洗时间、UV剂量投加设定等参数。
本发明还包括两路RS485通讯接口电路,所述RS485通讯接口电路包括RS485电平转换芯片,所述RS485通讯接口电路通过RS485电平转换芯片与PLC及DCS***电连接;还包括物联网模块,物联网模块与嵌入式中央处理单元电连接。
***带有扩展接口可扩展多个子模块实现不同规模不同数量紫外线灯管的***使用。通过扩展总线控制子模块的运行和将各个子模块的运行数据采集到中央处理单元进行处理。***带有两路RS485通讯接口可实现或转换为多种通讯协议,与PLC、DCS***通讯。扩展的物联网模块可实现GPRS监控,通过物联网对本***进行运行监控和报警信息查看。
本发明的饮用水杀菌器集成控制***通过对流经杀菌器的水的流量、透过率、温度以及紫外线灯发出的紫外光穿透石英套管后UV强度等信息,实时调节UV输出,达到有效杀菌剂量,满足杀菌需求的目的;通过对***内紫外线灯管的运行信息进行监控,了解***的运行状态信息和当前UV投加的剂量;可实时累计各个紫外线灯管的点亮时间、开关次数,计算每只紫外线灯管寿命理论剩余时间提醒用户更换灯管,并可及时对灯管故障情况以及***故障做出报警;***带有扩展接口可扩展多个子模块实现不同规模不同数量紫外线灯管的***使用。***带有通讯接口可实现与PLC、DCS以及扩展物联网模块实现GPRS监控功能。
本发明通过流速可计算出当前***UV对细菌的照射时间,UV剂量=UV强度×照射时间;同时本发明可将***的UV剂量投加实时显示到显示器,使用户对***杀菌情况一目了然。为保证稳定有效的UV强度,***检测UVT透过率、水温等参数并根据***情况设定清洗频率对石英套管进行自动清洗,保持石英套管表面清洁无结垢,提高了***对流经的水内的细菌的有效杀灭。
本发明采用嵌入式控制板,将***电压、电流、各个紫外线灯管镇流器运行电流、电压以及紫外线灯管的运行信号、温度传感器信号、UV调节控制、清洗电机控制等功能集成到一个***。减少了零部件的安装和接线,降低了***的生产成本,规范化了***的设计,提高了产品的标准化程度。
通过触摸操作面板,用户可对***运行参数进行个性化调节,以满足不同使用需求。设置UV剂量输出值:可针对不同杀菌要求设定需要的杀菌剂量,***会根据设定自动调节UV输出,以满足剂量要求。用户会根据需求和水质情况设置清洗周期和清洗时长,保证稳定有效的UV强度输出。设置灯管运行寿命提醒、更换灯管后的灯管累计时间和开关次数的清零等。方便用户对***内每只紫外线灯管的使用和更换进行准确的记录。
本发明具备通讯接口和扩展功能使***能够满足不同产品使用需求,针对不同紫外线灯管数的***,通过设置***参数便可直接运行和控制,而无需重新开发新的***,节省控制***的开发升本。通讯接口扩展物联网模块,实现了手机APP监控***运行和查看报警信息的功能,同时可使***数据可上传到云端,使用户可同时监控和管理多台设备,节省了维护和管理的人工成本。
上面对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种新型的饮用水杀菌器集成控制***,其特征在于:包括嵌入式中央处理单元、温度检测模块、UVT透过率检测模块、流量输入检测模块、紫外线强度监控模块、UV强度调节模块、清洗模块、电源和功率检测模块以及触摸操作面板;所述温度检测模块包括温度传感器和信号AD转换电路,所述温度传感器将检测到的温度信号通过信号AD转换电路转换为数字信号后传送到嵌入式中央处理单元;所述UVT透过率检测模块包括UVT透过率传感器和信号AD转换电路,所述UVT透过率传感器输出的模拟量信号经信号AD转换电路转换为数字量信号传送给嵌入式中央处理单元;所述流量输入检测模块包括流量计,所述流量计与嵌入式中央处理单元电连接;所述紫外线强度监控模块包括紫外线强度传感器和信号AD转换电路,所述紫外线强度传感器将检测到的强度信号通过信号AD转换电路转换为数字信号后传送到嵌入式中央处理单元;所述UV强度调节模块与嵌入式中央处理单元电连接;清洗模块包括清洗驱动器、清洗电机、清洗运行起点和终点检测传感器及故障报警元件,清洗驱动器与清洗电机电连接,清洗驱动器与嵌入式中央处理单元电连接,清洗运行起点和终点检测传感器与嵌入式中央处理单元电连接;所述电源和功率检测模块与嵌入式中央处理单元电连接;所述触摸操作面板包括显示器、***运行指示灯及功能按键,显示器与嵌入式中央处理单元电连接。
2.根据权利要求1所述的新型的饮用水杀菌器集成控制***,其特征在于:还包括两路RS485通讯接口电路,所述RS485通讯接口电路包括RS485电平转换芯片,所述RS485通讯接口电路通过RS485电平转换芯片与PLC及DCS***电连接。
3.根据权利要求1所述的新型的饮用水杀菌器集成控制***,其特征在于:还包括物联网模块,物联网模块与嵌入式中央处理单元电连接。
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