[發(fā)明專利]用于檢測(cè)工業(yè)污水水質(zhì)的無(wú)線傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210523836.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102944659A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許守明;陳幫;許鵬;楊鑄;羅振
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢郵電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N33/18
• 分類號(hào): G01N33/18;H02J7/36
• 代理公司: 北京捷誠(chéng)信通專利事務(wù)所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器，具體涉及用于檢測(cè)工業(yè)污水水質(zhì)的無(wú)線傳感器。

背景技術(shù)

長(zhǎng)年以來(lái)，工業(yè)水污染的問(wèn)題一直困擾著人們。要減輕工業(yè)水污染帶來(lái)的惡果、進(jìn)行污水處理，首先就需要對(duì)工業(yè)污水的水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，以判定污染等級(jí)。因此，解決工業(yè)水污染問(wèn)題的基礎(chǔ)是采用一種低成本、低能耗、自動(dòng)化的工業(yè)污水水質(zhì)檢測(cè)傳感器。

水質(zhì)檢測(cè)傳感器通常采用無(wú)線射頻傳輸裝置傳輸水質(zhì)檢測(cè)信號(hào)。目前，常規(guī)的水質(zhì)檢測(cè)無(wú)線傳感器均采用外接鋰電池作為系統(tǒng)的供電方式。但由于無(wú)線射頻傳輸裝置的功耗較大，而傳感器外接鋰電池的電量及體積會(huì)由于水域檢測(cè)環(huán)境的要求而受到嚴(yán)格限制，從而導(dǎo)致一般的水質(zhì)檢測(cè)無(wú)線傳感器的鋰電池使用壽命較低，一般只能持續(xù)使用6個(gè)月左右。尤其是在濕度非常大的湖泊、河流、水庫(kù)等水域中，鋰電池的壽命會(huì)更短，除非添加非常復(fù)雜的除濕裝置，但是這樣會(huì)增加傳感器的成本，不利于水質(zhì)檢測(cè)無(wú)線傳感器的推廣和大規(guī)模使用。

同時(shí)，由于水質(zhì)檢測(cè)無(wú)線傳感器一般都會(huì)部署在湖泊、河流、水庫(kù)等覆蓋范圍較廣的水域上，直接導(dǎo)致了更換傳感器電池的難度及成本都很大。尤其對(duì)于工業(yè)污水的水質(zhì)檢測(cè)傳感器，一般只能做一次性使用。

為了解決水質(zhì)檢測(cè)傳感器電池使用壽命低的問(wèn)題，將生物能源、太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔型能源應(yīng)用于水質(zhì)檢測(cè)傳感器領(lǐng)域，成為時(shí)下業(yè)界關(guān)注的研發(fā)重點(diǎn)。

為此，中國(guó)實(shí)用新型專利CN201307111（申請(qǐng)?zhí)枮?00820225062.2）公開(kāi)了一種基于太陽(yáng)能的智能水質(zhì)檢測(cè)裝置。該技術(shù)方案將太陽(yáng)能電池板通過(guò)導(dǎo)線與鋰蓄電池相連，并將MCU控制模塊和無(wú)線通訊模塊分別連接至電池上。在陽(yáng)光照射充足時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)能電池板為鋰蓄電池充電。這種方案存在的一個(gè)主要不利因素在于太陽(yáng)能電池會(huì)過(guò)多的依賴于天氣、光照等自然條件，在惡劣天氣或夜間均無(wú)法使用。此外，由于太陽(yáng)能電池板的造價(jià)及安裝成本都較高，也會(huì)直接導(dǎo)致傳感器的成本提升，并沒(méi)能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

中國(guó)發(fā)明專利CN102288739A（申請(qǐng)?zhí)枮?01110161848.9）公開(kāi)了一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)向水質(zhì)傳感器供電的水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)。該技術(shù)方案利用自然風(fēng)力吹動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流，以供給傳感器使用。這種方案的一個(gè)首要缺陷就在于每個(gè)傳感器都需要安裝風(fēng)頁(yè)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等設(shè)備，不僅會(huì)導(dǎo)致傳感器系統(tǒng)的體積增大，而且整個(gè)系統(tǒng)的成本也會(huì)直線升高。此外，依靠風(fēng)力發(fā)電所轉(zhuǎn)換得到的電能不穩(wěn)定且可持續(xù)使用性較差，這也導(dǎo)致該方案的實(shí)用性稍顯不足。

由此可見(jiàn)，現(xiàn)有應(yīng)用太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔型能源的工業(yè)污水水質(zhì)檢測(cè)無(wú)線傳感器普遍存在制造成本高、實(shí)用性較差的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決應(yīng)用太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔型能源的工業(yè)污水水質(zhì)檢測(cè)傳感器制造成本較高、實(shí)用性較差的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種用于檢測(cè)工業(yè)污水水質(zhì)的無(wú)線傳感器，包括供電模塊、水質(zhì)檢測(cè)模塊、無(wú)線傳輸模塊和控制模塊，在所述控制模塊的控制下，所述無(wú)線傳輸模塊實(shí)時(shí)將所述水質(zhì)檢測(cè)模塊獲得到的水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給外部控制中心；還包括用于實(shí)時(shí)檢測(cè)污水的PH值的PH探頭和電源切換模塊，所述供電模塊包括充電電池、充電管理模塊和原電池組，所述控制模塊根據(jù)所述PH值是否滿足PH設(shè)定值相應(yīng)地發(fā)出第一或第二控制信號(hào)，所述電源切換模塊根據(jù)所述第一控制信號(hào)將無(wú)線傳感器的工作電源切換為所述原電池組，所述充電管理模塊根據(jù)所述第一控制信號(hào)接通所述原電池組至所述充電電池的充電電路，所述電源切換模塊根據(jù)所述第二控制信號(hào)將無(wú)線傳感器的工作電源切換為所述充電電池。

在上述方案中，還包括原電池組輸出電壓檢測(cè)模塊，實(shí)時(shí)檢測(cè)所述原電池組的輸出電壓，所述控制模塊根據(jù)所述原電池組的輸出電壓是否滿足無(wú)線傳感器的工作電壓條件再一次輸出所述第二控制信號(hào)。

在上述方案中，所述無(wú)線傳感器的工作電壓條件為：電壓值穩(wěn)定且達(dá)到標(biāo)定值。

在上述方案中，所述PH設(shè)定值為PH＝3～5。

在上述方案中，所述充電管理模塊包括Buck快速轉(zhuǎn)換器，所述控制模塊通過(guò)調(diào)整PWM占空比調(diào)整所述Buck快速轉(zhuǎn)換器輸出至所述充電電池的充電電流。

在上述方案中，所述充電電池具體為鋰電池。

在上述方案中，所述原電池組由多個(gè)原電池串聯(lián)而成。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案，采用原電池和充電電池組合作為傳感器的工作電源，并通過(guò)電源切換模塊實(shí)現(xiàn)了原電池和充電電池的自動(dòng)切換，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的，對(duì)解決工業(yè)水污染問(wèn)題具有非常重大的意義。

附圖說(shuō)明