一种开水器中使用的水质监控仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种对开水器进行水质监控的仪器，把水质通过显示器显示出来，让用户可以实时看到水质情况。主要由ＮＴＣ温度探头、电导池、正弦波发生电路、运算放大器、检波滤波电路、Ａ／Ｄ转换电路、ＣＰＵ、显示数码管等组成。本实用新型专利技术的水质监控仪安装方便，抗干扰能力强。并将水质监控仪和开水器的温度显示和工作状态显示，集成在一块电路板上，安装更加方便。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于饮用水监测
，具体涉及一种开水器中使用的水质监控 仪。
技术介绍
水质监控仪是净化速热开水器的水质监控设备，用来检测实时水质并显示出来， 控制水的净化，当水质超过一定值，以警报。让用户真实看到当前饮用水的水质情况，让用 户看得清楚、喝得放心。中国专利申请97226499. X公开了一种水质变化监控仪，由小型立箱式电子仪器 和小型棒状无毒性的SBD固体水质传感器组成。其特征在于SBD固体水质传感器对水受污 染程度极为敏感，传感器的电信号随水质变化而变化。水质传感器和仪器相连接，实现了水 质情况指示，水质超标报警和控制开关动作。中国专利申请200410030755. 2公开了一种新型水质监测的装置及方法。它由具 有两个特定峰值波长的光源、带信号输入输出光纤的光学探头以及一个半导体光波长探测 器组成。光学探头放置在被监测的水中或水管中。两个特定峰值波长的光通过光耦合器从 光学探头的信号输入光纤进入探头，经过被监测的水，透射光被光学探头的信号输出光纤 引出，再由所述半导体光波长探测器检测。所述水质监测装置及方法适合应用于远程实时 自动监测水质色度(包括紫外吸光度)、浊度的变化。上述97226499. X公开的水质变化监控仪主要应用于盐度高的水，因为饮用水盐 度很低，不适用测饮用水水质。200410030755. 2公开的水质监测的装置是利用光学原理测 试水质，安装体积大，信号转换麻烦。本水质监控仪是利用电导测水质，针对饮用水而设计， 体积小，信号易处理，稳定性高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种针对饮用水而设计，体积小，信号易处理，稳定性 高监测控制开水器的水质监控仪。本技术提供的一种水质监控仪，包括NTC温度探头、电导池、正弦波发生电 路、运算放大器、检波滤波电路、A/D转换电路、CPU和显示数码管，其特征在于所述NTC温度探头是测量水的温度的，得到温度信号经过信号放大电路中的运算 放大器和温度补偿电路后，将放大和补偿的温度信号输入A/D转换电路转换为数字信号， 并将转换后的数字信号发送到CPU ；正弦波发生电路产生正弦波信号，把正弦波信号发出 去，并将该正弦波信号通过电导池，把通过电导池后的信号送到检波电路，再检波电路输出 的信号送入运算放大器，并将放大后的电导信号转换成数字信号发送到CPU，所述电导信号 和温度信号在CPU处理之后，通过显示数码管显示出来。其中，显示数码管为LG5631BH，CPU同时控制两个A/D转换器的工作情况，CPU同 时给出水质是否超过设定值指令。其中，还具有电位器(R12)用于校正误差。其中，NTC温度探头包括PVC管，NTC热敏电阻及不锈钢棒组成，连接探头的导线是 四芯屏蔽线。其中，NTC温度探头是负温度系数热敏电阻。其中，运算放大器的芯片型号为TL064，正弦波发生电路的芯片型号是TL064，A/D 转换芯片是AD0804，CPU是AT89S51。本技术技术方案的有益效果是使用本技术的水质监控仪，安装方便，抗 干扰能力强。并且将水质监控仪和开水器的温度显示和工作状态显示，集成在一块电路板 上，安装更加方便。以下结合附图对本技术进一步说明。附图说明图1是本专利技术的水质监控仪结构示意框图；图2是本专利技术的水质监控仪各部件的连接关系电路图。具体实施方式结构及工作原理(一 )水质监控仪包括NTC温度探头、电导池、正弦波发生电路、运算放大器、检 波滤波电路、A/D转换电路、CPU、显示数码管等组成。NTC温度探头就是负温度系数热敏电 阻。电导池就是固定的容积下的两个电极，运算放大器采用的芯片型号为TL064，正弦波发 生电路采用的芯片也用TL064，A/D转换芯片的型号为AD0804，CPU型号为AT89S51，数码型 号为LG5631BH。图1是本专利技术的水质监控仪结构示意框图；图2是本专利技术的水质监控仪各部件的连接关系电路图。( 二)工作原理电解质溶液中存在着正负离子，当电解质溶液中插入一对电极，并通以电流时，发 现电解质溶液是可以导电的。其导电的机理是溶液中离子在外电场作用下，分别向两个电 极移动，完成电荷的传递。所以电解溶液又称液体导体。电解质溶液与金属导体一样遵守 欧姆定律，溶液的电阻可用下式表示R = ρ· —A式中R为溶液的电阻，单位Ω ；L为导体的长度，即电极间的面积，单位m ；溶液的电阻率Ω·πι;A为导体的横截面积m2 ；显然，电解溶液导电能力的强弱由离子数决定，即主要取决于溶液的浓度，表现为 不同的电阻值。表现为不同的电阻值。不过，在液体中常常引用电导和电导率这一概念，而 很少用电阻和电阻率。这是因为对于金属导体，其电阻温度系数是正的，而液体的电阻温度 系数是负的，为是运算上的方便和一致起见，液体的导电特性用电导和电导率表示。溶液的电导为 G = 1/R=1/p·A/L=σA/L G为溶液的电导，单位S;σ为溶液的电导率；因此，电导率的物理意义是Im3溶液所有的电导，它表示在Im3溶液体积中，充以任 一溶液时所具有的电导。若用电导表示，则σ = GL/R = GKK为电极常数，它与电极的几何尺寸和距离有关，对于一对已定的电极来说，它是一常数。电导率与溶液的关系电导率的大小既取决于溶液的性质，又取决于溶液的浓度。即对同一种溶液，浓度 不同时，其导电性能也不同，电导率和浓度的关系不是线性关系。但在低浓度或高浓度区域 的某一小段内，电导率和浓度可近似看成线性关系。从上述可知，利用电导法测量溶液的浓 度是受限制的。应用电导法只能测量低浓度或高浓度的溶液，中等浓度区域的溶液，因为电 导率与浓度不是单值函数关系，就不能用电导法测量。σ= kc+a G = k/Kc + a/Ka直线延长线在σ轴上的截距；k直线的斜率，此时k为负值。K为负值的原因是，溶液浓度高，溶液内离子增多，它们之间的相互作用加大，使得 离子的运动受到限制，电导率反而下降。测量原理只要测出溶液的电导就可得知溶液的浓度，在实际测量中，都是通过测量两个电 极之间的电阻一类求取溶液的电导，最后确定溶液的浓度。溶液电阻要比金属电阻的测量 复杂得多，溶液电阻的测量只能采用交流电源供电的方法，因为直流电会使溶液发生电解， 使电极发生极化作用，给测量带来误差。可采用交流电源，结果就会使得溶液表现有电容影 响。另外，相对于金属来说，溶液的电阻更容易受温度的影响。本产品采用分压测量线路。在两个极板之间的溶液电阻Rx和外接的固定电阻Rx串联，在交流电源u的作用 下，组成一个分压电路。在电阻Rx上的分压为Uk=uRk/Rx+Rk因为u为定值，而溶液浓度的变化引起Rx的变化，进而引起Ux的变化，所以只要 测出电阻Rx上的分压Ux，就可得知溶液的浓度。分压测量线路比较简单，便于调整。Ux与Rx之间为非线性关系，所以测量仪表的 刻度是非线性的。它适用于低浓度、高电阻电解溶液的测量。在分压法测量中，电源电压U 应保持恒定。电导检测器是用来测量溶液电导的一个装置，电导检测器又称电导池，它是指包括电极在内的充满被测溶液的容器整体而言。本仪器使用的是桶状电极。桶状电极由两个 直径不同但高度相同的金属圆筒组成，其电极常数K为i 1A = In—·-r 2π · LR外电极的内半径，为D/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开水器中使用的水质监控仪，包括ＮＴＣ温度探头、电导池、正弦波发生电路、运算放大器、检波滤波电路、Ａ／Ｄ转换电路、ＣＰＵ和显示数码管，其特征在于：所述ＮＴＣ温度探头是测量水的温度的，得到温度信号经过信号放大电路中的运算放大器和温度补偿电路后，将放大和补偿的温度信号输入Ａ／Ｄ转换电路转换为数字信号，并将转换后的数字信号发送到ＣＰＵ；正弦波发生电路产生正弦波信号，把正弦波信号发出去，并将该正弦波信号通过电导池，把通过电导池后的信号送到检波电路，再检波电路输出的信号送入运算放大器，并将放大后的电导信号转换成数字信号发送到ＣＰＵ，所述电导信号和温度信号在ＣＰＵ处理之后，通过显示数码管显示出来。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭清华，刘彦哲，李秀田，
申请(专利权)人：北京国铁科林科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]