一种带有超声净化功能的净水装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及净水装置技术领域，尤其涉及一种带有超声杀灭功能的净水装置及控制方法，超声波发生器产生一定频率的超声波，利用超声波的空化效应对装置内原水处理进行杀灭处理，杀灭原水中所含害虫、细菌、病毒等微生物。本发明专利技术的优点在于可以在较短时间内杀灭装置内原水中的致病性微生物，且不需要添加有害于人体的化学药剂，不产生有害副作用；解决了传统滤孔尺寸大效率虽然提升并保留有益物质，却无法有效去除有害虫类、细菌、病毒等微生物的固有矛盾问题，同时为动物饲养等需要大量净水的应用领域提供了一种非常有效的规模化净水生成新技术，具有彻底灭杀有害微生物、净化效率高、保留有益物质、可产生大量净水、使用成本低等显著优点。著优点。著优点。

【技术实现步骤摘要】
一种带有超声净化功能的净水装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及净水装置
，尤其涉及一种带有超声净化功能的净水装置。

技术介绍

[0002]饮用水中的微生物致病风险一直是供水领域关注的一个重要问题，水源中广泛分布着各种寄生及其虫卵、致病性细菌、病毒等原生微生物，例如隐孢子虫，可以感染人类和动物，引起发热、呕吐、腹泻等症状，对于免疫力较低的对象症状尤为严重。而由于隐孢子虫对常规消毒剂如双氧水、二氧化氯、氯和高锰酸钾等有着相当强的抵抗力，自来水生产过程中的消毒剂投加难以将其杀灭。在自来水中又不能使用对人类及动物有害的化学药剂，因此传统净水工艺很难彻底去除水中的隐孢子虫等微生物，而一旦其进入供水系统中，极易造成严重的公共健康风险及动物感染风险。为解决水中存在的虫类、细菌、病毒等微生物问题，同时防止化学药剂对健康带来的风险，发展出了净水机技术，然而，净水机却并不能彻底解决有害微生物带来的问题。目前的净水机为过滤掉水中的泥沙、细菌、病毒及其它有害物质，使得过滤膜的孔径越做越小，这又带来了出水效率低的问题(一般每分钟大概在几到十几升的水平)，只可勉强满足家庭饮用净水的需求，但对于马、牛、羊、猪等动物饲养领域的大量纯净水使用则不现实，而采用化学药剂进行水的净化又不可避免地会造成动物健康受影响，进而通过食物链危害人类健康的问题。
[0003]近些年的研究证实超声波具有引起细胞溶解以及其它一些损伤细胞的能力，比如细胞膜破坏、DNA降解、细胞器损耗、病毒降解等。超声的空化作用是导致微生物灭活的主要原因，超声的空化作用会产生瞬时局部区域的高温、高压及微射流，并由此产生一系列激烈的物理化学反应以灭杀水中的虫卵、幼虫、成虫、细菌、病毒等微生物。超声技术在微生物灭活领域展示出的高效性以及不产生消毒副产物的优势，被认为是一项很有前途的消毒技术。然而，超声技术在净水领域却由于还没有有效的技术方案，导致其长期处于实验室研究阶段，市场上迫切需要一种能够有效将超声杀虫灭菌技术大规模应用于净水领域的创新技术。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：传统的家庭过滤型净水器难以彻底去除害虫及其虫卵、细菌、病毒等致病性原生微生物，采用降低滤孔尺寸的方法消除水中的有害微生物等物质，导致净水效率极低，且同时过滤掉了水中的有益物质，使得目前过滤型净水机只能勉强满足家庭饮用水的需要，但也因为过滤掉了有益物质而降低了水的品质；对于动物饲养等需要水量净水的领域而言，采用净水机过滤获得净水的方式由于其效率太低而无法提供大量净水，导致目前动物饲养还主要以化学药剂净水为主，直接影响了动物健康，并通过食物链进而威胁到人类的健康安全。超声杀虫灭菌技术虽然可以有效实现水中有害微生物的灭杀，但由于缺乏创新技术，导致其并未在净水领域得到大规模应用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种带有超声净化功能的净水装置，
以解决传统净水机过滤难以去除水生害虫及虫卵、细菌、病毒等致病性原生微生物，小尺寸微孔过滤效率低下且会将有益物质滤除，扩大滤孔尺寸又无法去除有害微生物的矛盾等问题，同时解决动物大量饮用净化水无法通过低效的过滤型净水器获取，主要依靠化学药剂净水带来的对动物、人类的健康危害问题。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案加以实现的，一种带有超声净化功能的净水装置，包括：
[0007]进水电磁阀，为常闭电磁阀，作为控制进水的开关，开启进水或停止进水；
[0008]盖板，其上接进水电磁阀，并有通气孔平衡其内外表面气压，以使水能够依次通过进水电磁阀、盖板进入盖板下面的腔室；
[0009]净水桶体，为一薄壁壳体结构，其上由盖板通过盖板与净水桶体的纵向接触面以螺纹、螺钉或螺栓任一种可开启联接形式实现联接；
[0010]振动板，为一平面薄板结构，其平面形状与净水桶体内腔横截面形状相同，并无缝安装于净水桶体上的振动板安装凸台上，其上部与净水桶体构成超声净化腔；
[0011]液位计，安装于超声净化腔内距离振动板为H的高度，并固定在净水桶体超声净化腔内壁上，用于检测水面是否达到了预设液位；
[0012]换能器阵列，以阵列形式安装于振动板上，主要用于将电能转化为声能，带动振动板向超声净化腔发射超声波，以实现对超声净化腔内水体的净化；
[0013]中间电磁阀，其上部无缝固定安装于振动板中心通水孔处，其下部联接控制器安装板，并与控制器安装板中心通水孔处无缝固定联接，主要用于控制超声净化后的水体流入控制器安装板下面的腔室；
[0014]控制器安装板，为一平面薄板结构，其平面形状与净水桶体内腔横截面形状相同，其边缘与净水桶体内壁无缝联接，其中心有通水孔，并与中间电磁阀在通水孔处实现无缝联接，其与振动板、净水桶体共同形成安装空腔。
[0015]控制器，安装于控制器安装板上，用于控制带有超声净化功能的净水装置执行工作任务，其通过净水桶体上开的电源线孔与外部电源联接。
[0016]滤芯，为一与净水桶体内腔横截面相同的过滤材料层，其下部固定于净水桶体内滤芯安装凸台上，并实现无缝联接，其上部与净水桶体内腔构成过滤腔；
[0017]出水电磁阀，为一常闭电磁阀，无缝安装于净水桶体底部的通水孔处，用于控制是否允许过滤后的净化水从出水腔向净水桶体外流出。
[0018]触摸屏，安装于净水桶体外表面接近控制器的部位，主要用于显示带有超声净化功能的净水装置的工作参数，并允许用户通过它更改装置的工作参数。
[0019]进一步，所述控制器由主控模块、AD转换器、DA转换器、功率放大器和电源模块构成；主控模块由单片机、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑门阵列(FPAG)、嵌入式系统(ARM)中的一种或多种组合作为信号处理器(装置主芯片)，并配有内存、串口、并口、I2C、GPIO等接口电路，用于接收外部设备的信号，并根据情况向外部设备输出控制信号控制带有超声净化功能的净水装置的运行；主控模块通过GPIO口向进水、中间及出水电磁阀输出高低电平的控制信号；液位计将当前的液位探测信息通过AD转换器转换为数字信号，并输入到主控模块中进行液位是否到达预设液位的判定；当主控模块开始超声净化时，主控模块首先输出超声频段的数字信号，然后通过DA转换器将其转换为对应频段的模拟电信号，
并通过功率放大器进行放大，然后驱动换能器阵列产生超声波，实现对超声净化腔内水体的净化。
[0020]进一步，所述带有超声净化功能的净水装置控制方法为：系统上电，系统进行初始化，设置系统的工作参数与运行环境；接下来，通过触摸屏显示系统的默认工作参数设置；等待5秒，如果在此期间用户进行了参数更改，控制器将读取用户通过触摸屏输入的工作参数，并将其设置为当前的工作参数，如果用户没有更改参数，则采用默认参数运行；读液位计数据，判断当前液位是否达到了预设液位，如果没有则打开进水电磁阀进水，如果达到了则关闭进水电磁阀停止进水；根据系统当前的设置参数运行超声净化程序，产生参数设置对应的超声波对超声净化腔内的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有超声净化功能的净水装置，其特征在于，包括：进水电磁阀，为常闭电磁阀，作为控制进水的开关，开启进水或停止进水；盖板，其上接进水电磁阀，并有通气孔平衡其内外表面气压，以使水能够依次通过进水电磁阀、盖板进入盖板下面的腔室；净水桶体，其上由盖板通过盖板与净水桶体的纵向接触面以螺纹、螺钉或螺栓任一种可开启联接形式实现联接；振动板，其平面形状与净水桶体内腔横截面形状相同，并无缝安装于净水桶体上的振动板安装凸台上，其上部与净水桶体构成超声净化腔；液位计，安装于超声净化腔内距离振动板为H的高度，并固定在净水桶体超声净化腔内壁上，用于检测水面是否达到了预设液位；换能器阵列，以阵列形式安装于振动板上，主要用于将电能转化为声能，带动振动板向超声净化腔发射超声波，以实现对超声净化腔内水体的净化；中间电磁阀，其上部无缝固定安装于振动板中心通水孔处，其下部联接控制器安装板，并与控制器安装板中心通水孔处无缝固定联接，主要用于控制超声净化后的水体流入控制器安装板下面的腔室；控制器安装板，其平面形状与净水桶体内腔横截面形状相同，其边缘与净水桶体内壁无缝联接，其中心有通水孔，并与中间电磁阀在通水孔处实现无缝联接，其与振动板、净水桶体共同形成安装空腔；控制器，安装于控制器安装板上，用于控制带有超声净化功能的净水装置执行工作任务，其通过净水桶体上开的电源线孔与外部电源联接；滤芯，为一与净水桶体内腔横截面相同的过滤材料层，其下部固定于净水桶体内滤芯安装凸台上，并实现无缝联接，其上部与净水桶体内腔构成过滤腔；出水电磁阀，为一常闭电磁阀，无缝安装于净水桶体底部的通水孔处，用于控制是否允许过滤后的净化水从出水腔向净水桶体外流出；触摸屏，安装于净水桶体外表面接近控制器的部位，主要用于显示带有超声净化功能的净水装置的工作参数，并允许用户通过它更改装置的工作参数。2.根据权利要求1所述带有超声净化功能的净水装置，其特征在于，所述控制器由主控模块、AD转换器、DA转换器、功率放大器和电源模块构成；主控模块由单片机、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑门阵列(FPAG)、嵌入式系统(ARM)中的一种或多种组合作为信号处理器(装置主芯片)，并配有内存、串口、并口、I2C、GPIO接口电路，用于接收外部设备的信号，并根据情况向外部设备输出控制信号控制带有超声净化功能的净水装置的运行；主控模块通过GPIO口向进水、中间及出水电磁阀输出高低电平的控制信号；液位计将当前的液位探测信息通过AD转换器转换为数字信号，并输入到主控模块中进行液位是否到达预设液位的判定；当主控模块开始超声净化时，主控模块首先输出超声频段的数字信号，然后通过DA转换器将其转换为对应频段的模拟电信号，并通过功率放大器进行放大，驱动换能器阵列产生超声波。3.根据权利要求1所述带有超声净化功能的净水装置，其特征在于，所述盖板上有盖板通气孔，以之实现与外界气压的平衡，使水能够顺利进入由盖板、净水桶体和振动板围成的
超声净化腔中；所述的振动板、控制器安装板和滤芯均为平面板状结构，其平面形状与净水桶体内腔横截面形状一致。4.根据权利要求1所述带有超声净化功能的净水装置，其特征在于，所述换能器阵列由压电陶瓷换能器作为阵元，阵元在振动板上通过防松螺栓等形式进行固定联接，为保证满意的净化效果，换能器的个数确定应保证声强在1～61W/cm2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，何宇，耿智博，倪帅，谢晓梅，李学生，徐利梅，魏明珠，曹阳，汪传甲，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：