[發明專利]一種水族箱外置過濾桶的污染檢測裝置

無效

• 申請號: 200910164868.4
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN101629902A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 徐志強;王丹琳
• 申請（專利權）人: 王丹琳
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49;G01D5/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及水族養殖領域的一種外置過濾桶的檢測裝置。

背景技術

第2006200548623號中國專利申請公開一種水族養殖領域的外置過濾桶，在過濾桶內部加裝有污染檢測裝置，當桶內過濾棉污染達到一定程度時，會發出報警信號，提醒用戶注意清洗。該技術簡單實用，但在實際使用中發現該監測裝置存在穩定性和可靠性差的問題，出廠時能正常工作的檢測裝置，連續工作一段時間后會出現檢測靈敏度異常并誤報警的問題。

發明內容

本發明目的是公開一種使檢測靈敏度保持穩定的檢測裝置。

經過研究發現，檢測裝置誤報警的問題，是檢測裝置重要部件發光管由于長期工作出現光衰，即長時間工作后發光強度比剛出廠時明顯下降，導致在過濾棉污染程度不大時檢測信號也異常下降，誤以為是污染過大而出現誤報警。

本發明的檢測裝置對此進行改進，它包括發光管、檢測用光敏元件、檢測電路和報警電路，其特征在于所述檢測裝置還包括有用于對發光管光衰現象進行補償的補償電路。所述補償電路主要包括一只用于直接檢測發光管發光強度的補償用光敏元件，其輸出作為參考信號連接到檢測電路的比較信號輸入端。

本發明設置有補償光敏元件用于直接檢測發光管的發光強度，并作為參考電壓信號輸入到檢測電路的比較信號輸入端，與用于檢測過濾棉污染程度的原有的檢測用光敏元件的電壓信號進行比較。當發光管出現光衰時，由于檢測用光敏元件和補償用光敏元件的光感應信號同步下降，補償用光敏元件的輸出信號可以對檢測用光敏元件由于發光管光衰造成的檢測信號下降進行補償，所以消除了發光管光衰的影響，避免誤報警，使檢測裝置工作更穩定和更可靠。

現有技術和上述改進方案還存在這樣的不足：由于檢測電路對污染程度的判定是通過兩個具體電壓數值進行比較，所以不單發光管和光敏管的元件參數發生變化時會影響檢測結果，而兩者的安裝角度發生變化和元件表面受到污染也都會影響到檢測結果，造成檢測異常。所以，進一步改進，檢測裝置的檢測電路由單片機MCU構成，檢測用光敏元件和補償用光敏元件的輸出信號分別連接到單片機的兩個帶模/數轉換功能的輸入端，單片機根據每次啟動工作后兩個輸入端輸入電壓的電壓差的變化程度來進行污染檢測。當電壓差的變化程度超過設定值，便啟動報警電路。采用這樣的技術方案，檢測結果只與每次啟動工作后兩個輸入電壓的變化程度有關，而與具體的電壓數值無關，所以也就與發光管和光敏管的參數，及其安裝變化和表面是否受污染都基本無關。這進一步提高檢測的穩定性，并可在生產時忽略元件離散性的影響，提高生產效率。

附圖說明

圖1是本發明一個實施例的電路原理圖。

圖2是本發明另一實施例的電路原理圖。

具體實施方式

下面根據附圖，對本發明的實施例進行說明。

圖1中，LED1是發光二極管，檢測用光敏元件G1和補償用光敏元件G2采用光敏管，也可采用光敏電阻等其他光敏元件，G1的輸出信號通過W1進行調整后連接到由電壓比較器IC1組成的檢測電路的信號輸入端V+，G2構成補償電路，其輸出信號連接到檢測電路的比較輸入端V-。

發光管LED1、檢測用光敏管G1在過濾桶中按照現有技術進行安裝，LED1發出的光，照射到過濾桶中的過濾棉上，反射和散射回來(或穿透)的光線被檢測用光敏管G1所檢測，所以G1的信號隨著過濾棉的污染程度而變化。新增加的補償用光敏管G2靠近安裝在LED1旁邊，只直接檢測LED1的光線，而與過濾棉無關。調整W1和R2，使得當過濾棉干凈時，反射和散射的光線較強，檢測光敏管G1信號較強，V+大于V-，IC1輸出高電平，報警電路LED2和蜂鳴器B不動作，當過濾棉污染達到一定程度時，反射和散射光線較弱，檢測光敏管G1信號變小，當V+小于V-時，IC1輸出低電平，LED2發光，蜂鳴器B報警提醒用戶過濾棉污染嚴重，需要清洗。

當發光管LED1由于長時間工作出現光衰，發光強度下降時，因為檢測用光敏管G1和補償用光敏管G2的感應信號同步下降，光敏管G2起到補償作用，所以消除了發光管LED1光衰的影響，使工作更穩定和更可靠。

圖2中，采用單片機MCU來構成檢測電路，(省略濾波、復位等外圍電路)，檢測用光敏管G1和補償用光敏管G2的輸出信號分別輸入到兩個模/數輸入端口A1和A2，由MCU對信號進行模/數轉換得到輸入的信號值V1和V2，其中V1為檢測輸入信號，V2為補償輸入信號，設置W1和R2使得V1大于V2。

在通電開機時，MCU復位后啟動工作，這時MCU檢測A1和A2輸入的初始值V1和V2，將V1的初始值定為最大值VM，并得出初始電壓差ΔV0＝VM-V2。隨著過濾桶的工作，過濾棉污染變大，導致G1的信號變小，V1逐漸下降，V1與V2的當前電壓差ΔV＝V1-V2也在變小，當前電壓差ΔV與初始電壓差ΔV0的變化比值為η，η＝ΔV/ΔV0，變化比值η實質意義為當前狀態與初始狀態的比較值，η越小說明狀態變化越大，也就是過濾棉受污染程度越大。設定某一具體數值η0，如50％，使得當變化比值η小于η0時，也即過濾棉污染程度達到設定程度，MCU便發出報警信號，提醒用戶注意清洗。采用這樣的技術方案，檢測電路是根據每次啟動工作后V1和V2電壓差的變化程度來判定污染程度，而與V1、V2的具體數值無關，所以也就可以忽略發光管LED1、光敏管G1、G2的產品參數的變化，以及元件的安裝角度和表面污染的影響，既進一步提高檢測的穩定性，也有利于工業化生產時提高生產效率。