CN212058990U - 一种地表水水质处理监测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地表水水质处理监测***，包括水位监测单元、无线传输单元和后台监控中心，水位监测单元包括用于检测污水池污水量的红外液位传感器，红外液位传感器的输出信号送入温漂抑制稳定电路和滤波整形电路进行处理，温漂抑制稳定电路提升检测信号输出的线性度，并将漂移抑制在较低的限度之内，有效避免外界温度场变化造成液位检测信号出现温漂失调，并通过稳压模块对运放器AR1的输出信号进行幅值稳定，提升液位检测信号放大输出的稳定性；滤波整形电路运用LC滤波原理对稳压模块的输出信号进行降噪，很好地消除外界光环境因素给检测信号带来的高频杂波干扰，提升水位检测的精确度。

Description

一种地表水水质处理监测***

技术领域

本实用新型涉及地表水处理设备技术领域，特别是涉及一种地表水水质处理监测***。

背景技术

随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。地表水污水处理即，为使地表的污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求而对其进行净化的过程，有利于污水的循环利用，节约水资源。在水质净化处理过程中，需要对污水池内的水位进行监测，并利用无线传输技术将水位信息实时传输至后台监控中心，从而实现对场站污水量的远程实时监控。采用红外液位传感器可以实现对水位的实时监测和数据采集，是实现智能化管理的重要元件，然而红外液位传感器在工作过程中容易受到外界干扰，例如现场环境因素、压敏元件的非线性因素给水位监测带来的***误差，温度场也会引起元件电参数的变化或产生热电势，从而使液位检测信号出现温漂失调，导致水位检测结果不准确。

所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种地表水水质处理监测***。

其解决的技术方案是：一种地表水水质处理监测***，包括水位监测单元、无线传输单元和后台监控中心，所述水位监测单元包括用于检测污水池污水量的红外液位传感器，所述红外液位传感器的输出信号送入温漂抑制稳定电路和滤波整形电路进行处理，所述温漂抑制电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端连接电阻R2、电容C2的一端，电阻R2的另一端接地，电容C2的另一端连接所述红外液位传感器的信号输出端，并通过并联的电阻R1、电容C1接地，运放器AR1的反相输入端连接电阻R3、电容C3的一端，电阻R3的另一端连接电阻R4、热敏电阻RT1的一端，运放器AR1的输出端连接电容C3、电阻R4与热敏电阻RT1的另一端，运放器AR1的输出信号经稳压模块处理后送入所述滤波整形电路中，所述滤波整形电路的输出信号送入微处理器中计算出实时水位，所述微处理器通过所述无线传输单元将实时水位数据远程传输到所述后台监控中心。

优选的，所述稳压模块包括三极管VT1，三极管VT1的集电极连接运放器AR1的输出端，三极管VT1的发射极通过电阻R5连接运放器AR2的反相输入端、电阻R6的一端和所述滤波整形电路的输入端，运放器AR2的同相输入端连接稳压二极管DZ1的阴极，并通过变阻器RP1连接三极管VT1的集电极，稳压二极管DZ1的阳极和电阻R6的另一端并联接地。

优选的，所述滤波整形电路包括电感L1，电感L1的一端连接所述稳压模块的输出端，电感L1的另一端通过电容C4接地，并通过电容C5连接运放器AR3的同相输入端，运放器AR3的反相输入端通过电阻R7连接+5V电源，并通过电阻R8接地，运放器AR3的输出端连接所述微处理器。

优选的，所述微处理器选用STC89C52单片机。

优选的，所述无线传输单元为WIFI模块，所述WIFI模块通过串口连接STC89C52单片机。

通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型通过红外液位传感器实时检测污水池内的污水水位，其检测信号首先送入温漂抑制稳定电路中进行处理，温漂抑制稳定电路采用运放器AR1对液位检测信号进行放大，并在放大过程中形成阻容反馈网络来对运放失调电压进行补偿，提升检测信号输出的线性度，并将漂移抑制在较低的限度之内，有效避免外界温度场变化造成液位检测信号出现温漂失调；

2.通过稳压模块对运放器AR1的输出信号进行幅值稳定，提升液位检测信号放大输出的稳定性；

3.滤波整形电路运用LC滤波原理对稳压模块的输出信号进行降噪，很好地消除外界光环境因素给检测信号带来的高频杂波干扰，提升水位检测的精确度。

附图说明

图1为本实用新型的温漂抑制稳定电路原理图。

图2为本实用新型的滤波整形电路原理图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

一种地表水水质处理监测***，包括水位监测单元、无线传输单元和后台监控中心。水位监测单元包括用于检测污水池污水量的红外液位传感器，红外液位传感器的输出信号送入温漂抑制稳定电路和滤波整形电路进行处理。滤波整形电路的输出信号送入微处理器中计算出实时水位，微处理器通过无线传输单元将实时水位数据远程传输到后台监控中心。具体设置时，微处理器选用STC89C52单片机，无线传输单元为WIFI模块，WIFI模块通过串口连接STC89C52单片机。

为了消除外界干扰对红外液位传感器的干扰，将红外液位传感器的输出信号首先送入温漂抑制稳定电路中进行处理。如图1所示，温漂抑制稳定电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端连接电阻R2、电容C2的一端，电阻R2的另一端接地，电容C2的另一端连接红外液位传感器的信号输出端，并通过并联的电阻R1、电容C1接地，运放器AR1的反相输入端连接电阻R3、电容C3的一端，电阻R3的另一端连接电阻R4、热敏电阻RT1的一端，运放器AR1的输出端连接电容C3、电阻R4与热敏电阻RT1的另一端。其中，红外液位传感器的输出信号首先送入电阻R1、R2与电容C1、C2形成的RC滤波网络中进行降噪，然后再送入运放器AR1中进行放大，电阻R3、R4、热敏电阻RT1与电容C3在运放器AR1的反馈端形成阻容反馈网络来对运放失调电压进行补偿，运放器AR1放大信号因温度场变化产生的漂移量会降落在耦合电容C2上，由电容C2来对信号进行补偿，从而避免传输到后级电路中进一步放大，提升检测信号输出的线性度。热敏电阻RT1会随着温度的变化而对运放器AR2的反馈端阻值大小进行调节，例如当温度场升温时，根据电阻并联原理可知电阻R4与热敏电阻RT1的总阻值降低，运放器AR1负反馈增强，从而对信号起到很好地稳幅作用，将漂移抑制在较低的限度之内，有效避免外界温度场变化造成液位检测信号出现温漂失调。

运放器AR1的输出信号送入稳压模块处理中进行幅值稳定，稳压模块的具体结构包括三极管VT1，三极管VT1的集电极连接运放器AR1的输出端，三极管VT1的发射极通过电阻R5连接运放器AR2的反相输入端、电阻R6的一端和滤波整形电路的输入端，运放器AR2的同相输入端连接稳压二极管DZ1的阴极，并通过变阻器RP1连接三极管VT1的集电极，稳压二极管DZ1的阳极和电阻R6的另一端并联接地。其中，运放器AR1的输出信号一路经变阻器RP1分流后送入运放器AR2的反相输入端作为比较电压，稳压二极管DZ1对比较电压起到稳定作用；另一路信号送入三极管VT1中进行放大，而运放器AR2对三极管VT1的发射极输出信号进行采样，其采样电压送入运放器AR2的反相输入端进行比较放大，运放器AR2的输出电压，即三极管VT1的基极电位降低（升高），由于电路采用射极输出形式，所以输出电压必然降低（升高），从而使稳压模块的输出电压得到稳定，提升液位检测信号放大输出的稳定性。

稳压模块的输出信号送入滤波整形电路中进一步处理，如图2所示，滤波整形电路包括电感L1，电感L1的一端连接稳压模块的输出端，电感L1的另一端通过电容C4接地，并通过电容C5连接运放器AR3的同相输入端，运放器AR3的反相输入端通过电阻R7连接+5V电源，并通过电阻R8接地，运放器AR3的输出端连接微处理器。其中，电感L1与电容C4形成LC滤波对稳压模块的输出信号进行降噪，很好地消除外界光环境因素给检测信号带来的高频杂波干扰，提升液位检测的精确度。LC滤波后的信号经电容C5耦合后送入运放器AR3中比较整形，从而得到STC89C52单片机所需要的标准的0～5V脉冲信号。

本实用新型在具体使用时，红外液位传感器实时检测污水池内的污水水位，其检测信号首先送入温漂抑制稳定电路中进行处理，温漂抑制稳定电路采用运放器AR1对液位检测信号进行放大，并在放大过程中形成阻容反馈网络来对运放失调电压进行补偿，提升检测信号输出的线性度，并将漂移抑制在较低的限度之内，有效避免外界温度场变化造成液位检测信号出现温漂失调。然后通过稳压模块对运放器AR1的输出信号进行幅值稳定，提升液位检测信号放大输出的稳定性。滤波整形电路运用LC滤波原理对稳压模块的输出信号进行降噪，很好地消除外界光环境因素给检测信号带来的高频杂波干扰，提升水位检测的精确度。最后经过运放器AR3比较整形后将检测信号送入STC89C52单片机中，STC89C52单片机中将计算出的实时水位数据通过WIFI模块远程传输到后台监控中心，从而实现对地表水水质处理过程的实时监控。

以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。

Claims (5)

1.一种地表水水质处理监测***，包括水位监测单元、无线传输单元和后台监控中心，其特征在于：所述水位监测单元包括用于检测污水池污水量的红外液位传感器，所述红外液位传感器的输出信号送入温漂抑制稳定电路和滤波整形电路进行处理，所述温漂抑制电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端连接电阻R2、电容C2的一端，电阻R2的另一端接地，电容C2的另一端连接所述红外液位传感器的信号输出端，并通过并联的电阻R1、电容C1接地，运放器AR1的反相输入端连接电阻R3、电容C3的一端，电阻R3的另一端连接电阻R4、热敏电阻RT1的一端，运放器AR1的输出端连接电容C3、电阻R4与热敏电阻RT1的另一端，运放器AR1的输出信号经稳压模块处理后送入所述滤波整形电路中，所述滤波整形电路的输出信号送入微处理器中计算出实时水位，所述微处理器通过所述无线传输单元将实时水位数据远程传输到所述后台监控中心。

2.根据权利要求1所述的地表水水质处理监测***，其特征在于：所述稳压模块包括三极管VT1，三极管VT1的集电极连接运放器AR1的输出端，三极管VT1的发射极通过电阻R5连接运放器AR2的反相输入端、电阻R6的一端和所述滤波整形电路的输入端，运放器AR2的同相输入端连接稳压二极管DZ1的阴极，并通过变阻器RP1连接三极管VT1的集电极，稳压二极管DZ1的阳极和电阻R6的另一端并联接地。

3.根据权利要求2所述的地表水水质处理监测***，其特征在于：所述滤波整形电路包括电感L1，电感L1的一端连接所述稳压模块的输出端，电感L1的另一端通过电容C4接地，并通过电容C5连接运放器AR3的同相输入端，运放器AR3的反相输入端通过电阻R7连接+5V电源，并通过电阻R8接地，运放器AR3的输出端连接所述微处理器。

4.根据权利要求1所述的地表水水质处理监测***，其特征在于：所述微处理器选用STC89C52单片机。

5.根据权利要求4所述的地表水水质处理监测***，其特征在于：所述无线传输单元为WIFI模块，所述WIFI模块通过串口连接STC89C52单片机。

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