專利名稱：家庭飲用水水質(zhì)多參數(shù)快速檢測方法及檢測設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及水質(zhì)檢測領域，特別涉及對家庭飲用水水質(zhì)的檢測，具體來說是ー種用于檢測家庭飲用水中包括氯離子濃度、PH值、電導率在內(nèi)的多種參數(shù)的快速檢測方法及檢測設備。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，人們對飲用水的健康已經(jīng)越來越重視，而且現(xiàn)在的人們對水質(zhì)是否合格存在著一定的疑慮。目前市場上可用于家庭水質(zhì)檢測的設備幾乎只有單參數(shù)的試液盒或檢測筆，而多功能的水質(zhì)檢測儀，大都是大型昂貴的實驗室儀器，用于實驗室研究或者一些水產(chǎn)養(yǎng)殖。用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的水質(zhì)檢測儀是采用分光光度的光電比色原理，應用試齊 ，水樣放入試劑反應后幾分鐘讀數(shù)，數(shù)字顯示氨氮、溶解氧、亞硝酸鹽等值，試劑包裝為滴水瓶或真空包裝，適用于實驗室或野外現(xiàn)場定量測量。存在的缺陷是檢測復雜，儀器價格昂
蟲
貝O目前飲用水中氯離子的檢測方法都是用化學滴定方法，往試液中滴加硝酸，若有沉淀或氣體生成，則繼續(xù)滴加到無沉淀和氣體生成，若有沉淀生成，則過濾。再往溶液里滴入過量的硝酸銀直到無沉淀生成。過濾。烘干所得沉淀，測得沉淀質(zhì)量即AgCl的質(zhì)量，進而可以求出所取廢水中所含的氯元素的質(zhì)量和物質(zhì)的量，也即氯離子的質(zhì)量和物質(zhì)的量。該方法只適用于實驗室使用，檢測過程十分復雜。PH值的檢測方法一般是用PH試紙，再與標準比色卡對比，得出PH值。該方法采用人眼識別存在一定的誤差，且還需對照比色卡，較為繁復。電導率的測量通常是溶液的電導率測量。固體導體的電阻率可以通過歐姆定律和電阻定律測量。電解質(zhì)溶液電導率的測量一般采用交流信號作用于電導池的兩電極板，由測量到的電導池常數(shù)K和兩電極板之間的電導G而求得電導率O。最常用的儀器有常數(shù)調(diào)節(jié)器、溫度系數(shù)調(diào)節(jié)器和自動溫度補償器，在一次儀表領域有電導池和溫度傳感器組成，可以直接測量電解質(zhì)溶液電導率。基于上述現(xiàn)狀，研究便捷式家庭快速水質(zhì)檢測裝置，以便能快速準確地測試和及時處理飲用水，評價飲用水的安全性，已成為國內(nèi)外普遍重視的研究熱點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種家庭飲用水水質(zhì)多參數(shù)快速檢測方法及檢測設備，使小型的檢測儀器能走進一般家庭，檢測飲用水的安全，讓人們更加放心地飲用自來水。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供ー種家庭飲用水水質(zhì)多參數(shù)快速檢測方法，包括對試紙的檢測和對電導率的檢測；對試紙的檢測采用試紙和顔色傳感器的結(jié)合，在密閉全黑的環(huán)境下，由穩(wěn)定光源發(fā)出白光，照射到被測試紙上，試紙將其自身顔色的光反射給顏色傳感器，顏色傳感器將不同顔色的光信號轉(zhuǎn)換為不同頻率的脈沖，輸出給單片機并由單片機處理，調(diào)用標準試劑實驗建立的數(shù)據(jù)庫，采用最小值逼近法算法，將測得的數(shù)值顯示在數(shù)碼管上；對電導率的檢測采用電導電極測試被測液體，采用分壓、跟隨、放大電路，用電極將水轉(zhuǎn)換為變電阻，并用A/D轉(zhuǎn)換器將電壓模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，傳輸至單片機處理和輸出信號，由紅綠黃三色LED燈分別顯示不同水質(zhì)。本發(fā)明還提供一種實現(xiàn)上述方法的家庭飲用水水質(zhì)多參數(shù)快速檢測設備，包括外殼，所述外殼內(nèi)設置有T槽式抽屜、T槽式抽屜下方的導軌以及導軌中間的凸輪柱；所述外売上開設有孔，T槽式抽屜和凸輪柱的端部設置在所述孔處，T槽式抽屜和凸輪柱沿導軌運動可從所述孔中抽出；所述凸輪柱的截面半徑不等，所述凸輪柱與T槽式抽屜的底部緊密貼合并可軸向轉(zhuǎn)動；所述外殼中T槽式抽屜的上方具有密閉室，密閉室上方具有多塊電路板，電路板上至少包括LED燈陣列和顔色傳感器；所述電路板所對應的外売上具有顯示窗；所述外殼內(nèi)設有可抽出的置液盒以及電導電極，電導電極的一端伸出外殼，另一端伸入置液盒內(nèi)。 本發(fā)明的有益技術(shù)效果是本發(fā)明用于家庭水質(zhì)檢測?；诩彝ワ嬘盟踩鶕?jù)水質(zhì)因素對人體健康的影響大小，主要定位氯離子濃度、PH值、電導率三方面的檢測。將多種參數(shù)的檢測功能集于ー體，檢測氯離子濃度和PH值的方法是試紙和顔色傳感器相結(jié)合法，通過實驗采樣得到RGB值與PH值或氯離子濃度值的對應關系，分別建立pH值和氯離子的色卡庫，通過檢測得到的RGB值查表，采用最小值逼近法得到檢測試液的pH值或氯離子濃度，并用數(shù)碼管顯示結(jié)果。檢測電導率是利用分壓電路，采用電導電極，將水轉(zhuǎn)換為變電阻，得到電壓值，并將電壓模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再經(jīng)單片機處理并輸出信號，來檢測水的電導率?；陬伾珎鞲衅鞯臋z測條件，設計適于放置五個顏色傳感器和試紙配用的密閉空間和抽屜，氯離子試紙和PH試紙共用ー槽，五格密閉室與氯離子試紙相對應，并用凸輪柱結(jié)構(gòu)使之更好地密閉。儀器簡單實用，檢測精度高。根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標準》的國家標準對氯離子濃度的要求定為小于250mg/L，若超過這個值，便認定該水質(zhì)不符合飲用水標準，檢測精度是5mg/L ;對飲用水PH值的健康飲用范圍定為6. 5 8. 5，檢測精度是O. 5 ；在電導率方面，利用特定的電導電扱，經(jīng)標定，電解池常數(shù)K= 1，則根據(jù)電導率的安全范圍200到800us/cm，精度是20us/cm，根據(jù)公式R= P *L/S=k/ σ，將電導率換算成電阻的范圍為1250歐姆到5000歐姆。檢測操作過程簡單，智能精確，電路簡單，檢測靈敏，成本低廉。本發(fā)明不但適合水質(zhì)檢測，也可以使用到任何有顏色變化的測試系統(tǒng)中，只要在實驗前采集足夠的標準數(shù)據(jù)以供查表。


圖I是本發(fā)明的總體原理框圖。圖2是本發(fā)明檢測設備的外部結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明檢測設備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖4是單片機電路圖。圖5是LED燈陣列控制電路圖。圖6是顏色傳感器控制電路圖。圖7是顏色傳感器的引腳功能圖。
圖8是顏色傳感器的引腳S0、SI及S2、S3的組合功能圖。圖9是顏色傳感器片選控制電路圖。圖10是顯示板電路圖。圖11是數(shù)碼管和LED燈位選控制電路圖。圖12是數(shù)碼管和LED燈段選控制電路圖。圖13是電導率測量電路圖。圖14是A/D轉(zhuǎn)換電路圖。圖15是24V轉(zhuǎn)5V電壓轉(zhuǎn)換及穩(wěn)壓電路圖。圖16是鋰電池轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓電路圖。圖17總的程序流程不意圖。圖18氯離子檢測子程序流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進ー步說明。本發(fā)明方法的原理框圖如圖I所示。本發(fā)明包括兩部分功能，ー是對于試紙的檢測，ニ是對于電導率的檢測。 對試紙的檢測部分，采用試紙和顏色傳感器相結(jié)合的方法來實現(xiàn)。本實施例中以氯離子試紙和pH試紙的檢測為例。氯離子試紙采用的是德國進ロ MN氯化物測試條。pH試紙采用的是PH1-14的廣泛試紙。氯離子試紙和pH試紙因飲用水中不同的氯離子濃度、酸堿度而呈現(xiàn)規(guī)律性的顏色變化，用顔色傳感器進行顏色檢測，分辯出顏色的變化，輸出不同頻率的脈沖，被單片機接收并處理，再將測得的氯離子濃度值、PH值顯示到數(shù)碼管上。氯離子試紙具有五個顯色格子，因此采用五個傳感器與該五個格子對應；pH試紙只需兩個傳感器對應工作即可，兩個傳感器分別對pH試紙的中心及邊緣進行檢測，以消除色差的影響。在密閉全黑的環(huán)境下，穩(wěn)定光源(LED燈陣列)發(fā)出白光，照射到上述試紙上，試紙將其自身顏色的光反射給顏色傳感器。不同顔色的光，波長不同，頻率也不同，顏色傳感器將光信號轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)，再輸出傳給單片機。單片機處理，調(diào)用標準試劑實驗建立的數(shù)據(jù)庫，采用最小值逼近法算法，將數(shù)值給數(shù)碼管顯示。密閉黑色空間是試紙顏色檢測的關鍵，因為在實驗過程中主要想得到測試試紙顏色變化處的漫反射光，為了排除外界光源的影響，測試環(huán)境必須在完全隔光的密閉小空間完成。在非密閉環(huán)境下測得數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，密閉空間的設計，使實驗數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定。穩(wěn)定的白亮光源是試紙顔色檢測的關鍵。光源是試紙顏色測量所需的源信號，要求光源顔色穩(wěn)定，即光源發(fā)出光束的頻譜是穩(wěn)定的。由于顏色檢測器件采用的是RGB顔色傳感器，因此所采用的光源其頻譜寬度應至少包含絕大部分可見光波段。為了保證測量精度，減少儀器的系統(tǒng)誤差，對測量光束光強在傳感器接收面上的均勻性有一定要求，但由于傳感器的光接收面很小，僅有I. 15X1. 15_2，測量面上光的均勻性易于滿足。因此，對于系統(tǒng)的光源，重點考慮的是光源的顏色穩(wěn)定性。對電導率的檢測部分，采用傳感器(鉬黑電導電極)測試置液盒中的被測液體，采用的是分壓、跟隨、放大的電導率檢測電路，用電極將水轉(zhuǎn)換為變電阻，并用A/D轉(zhuǎn)換器將電壓模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再被單片機處理和輸出信號，再由三個LED燈分別顯示，健康水為綠燈，可飲用水為黃燈，非可飲用水為紅燈?；诒景l(fā)明原理所制作的檢測設備如圖2、圖3所示，是ー種適合于家用的小型一體化裝置。其外部結(jié)構(gòu)由圖2示出，內(nèi)部結(jié)構(gòu)由圖3示出。該檢測設備包括外殼1，外殼I內(nèi)裝設有T槽式抽屜2、T槽式抽屜2下方的導軌5以及導軌5中間的凸輪柱3。外殼I上開設有孔，T槽式抽屜2和凸輪柱3可從這個孔中抽出。T槽式抽屜2用于放置被檢測的試紙，導軌5的作用是使T槽式抽屜2滑動流暢，凸輪柱3的截面是不規(guī)則型，將其轉(zhuǎn)動后可以將其上方的T槽式抽屜2提高或下降，從而調(diào)節(jié)密封性。外殼I中T槽式抽屜2的上方具有密閉室8，密閉室8上方具有多塊電路板 ，電路板上至少包括LED燈陣列9和顏色傳感器10。在密閉室8全黑的環(huán)境下，LED燈陣列9發(fā)出白光照射到被測試紙上，試紙將其自身顔色的光反射給顏色傳感器10，進行顏色檢測。電路板所對應的外殼I上具有顯示窗7，用于顯示測試結(jié)果。此外，外殼I內(nèi)還具有可抽出的置液盒4以及電導電極6，電導電極6的一端伸出外殼1，另一端伸入置液盒4內(nèi)。將電導電極6上提后可抽出置液盒4，在置液盒4內(nèi)放置被測液體，然后推入置液盒4，下放電導電極6，通過電導電極6對被測液體的電導率進行檢測。本發(fā)明檢測設備中的電路板由四塊電路板(主板、顯示板、傳感器板、LED陣列板)組成。按電路功能劃分，則包括圖4的單片機電路、圖5的LED陣列控制電路、圖6的顏色傳感器控制電路、圖9的顔色傳感器片選控制電路、圖10的顯示板電路、圖11的數(shù)碼管和LED燈位選控制電路、圖12的數(shù)碼管和LED燈段選控制電路、圖13的電導率測量電路、圖14的A/D轉(zhuǎn)換電路、圖15的鋰電池轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓電路以及圖16的24V轉(zhuǎn)5V電壓轉(zhuǎn)換及穩(wěn)壓電路。以下詳細介紹各電路原理圖單片機電路如圖4所示，本實施例中的單片機選用的型號是80C52，其具有以下標準功能8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O ロ線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，ー個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙エ串行ロ，片內(nèi)晶振及時鐘電路。可降至OHz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串ロ、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下ー個中斷或硬件復位為止。其引腳分配見圖3。此外，單片機也可選用AT89S51、AT89S52等型號。LED燈陣列控制電路如圖5所示，由5個LED燈以及分壓電阻線路并聯(lián)組成。圖5的LED燈陣列控制電路直接由圖10的顯示板電路中的按鍵S5控制開關，當按下按鍵S5時，圖5中的LED燈陣列工作。顔色傳感器控制電路如圖6所示，本實施例中顏色傳感器選用的型號是TCS230，其是TAOS公司推出的可編程彩色光到頻率的轉(zhuǎn)換器。它把可配置的硅光電ニ極管與電流頻率轉(zhuǎn)換器集成在一個單ー的CMOS電路上，同時在單一芯片上還集成了紅綠藍(RGB)三種濾光器，是業(yè)界第一個有數(shù)字兼容接ロ的RGB彩色傳感器。TCS230的輸出信號是數(shù)字量，可以驅(qū)動標準的TTL或CMOS邏輯輸入，因此可直接與微處理器或其它邏輯電路相連接。由于輸出的是數(shù)字量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)每個彩色信道10位以上的轉(zhuǎn)換精度，因而不再需要A/D轉(zhuǎn)換電路，使電路變得更簡単。此外，顔色傳感器也可選用TCS3200等型號。顔色傳感器TCS230的引腳功能圖見圖7，其內(nèi)部功能等效于ー個光電ニ極管加一個電流到頻率的轉(zhuǎn)換器。顏色傳感器TCS230的引腳S0、S1及S2、S3的組合功能見圖8，引腳S0、S1的高低電平組合(H為高電平、L為低電平)決定輸出頻率標定。普通情況的應用下選擇SO、SI全高100%的輸出頻率，當某些單片機輸出頻率太高，波形太密集數(shù)不過來吋，可選擇2%或20%的輸出頻率。引腳S2、S3的高低電平組合決定濾波器類型，分別為R、G、B三色濾波，在實際應用時分三次完成R、G、B三色的測試。
圖6的顏色傳感器控制電路由圖9的顏色傳感器片選控制電路中的鎖存器74H573來控制片選，由圖10的顯示板電路中的按鍵S2來控制開關(本實施例中，圖10中的SI S4分別是白平衡、氯離子、ph值、電導率測試功能的控制開關)。例如當按下按鍵S2吋，圖9中的鎖存器74H573使Xl引腳為高電平，則片選圖6中的傳感器Jl工作，以此類推。傳感器Jl J5將轉(zhuǎn)換的顏色頻率信號傳輸給圖4中的單片機后，經(jīng)單片機處理，調(diào)用算法子程序，將結(jié)果用圖10的顯示板電路中的四位數(shù)碼管DSl DS4顯示，數(shù)碼管顯示電路見圖10。對所述數(shù)碼管進行位選控制(wel we5)的電路見圖11，對所述數(shù)碼管進行段選(a g)控制的電路見圖12。位選控制和段選控制均由鎖存器74H573控制。本發(fā)明的檢測程序和算法本測試設備進行數(shù)據(jù)處理的目的是對光強頻率值與氯離子濃度和PH值做回歸分析，得出回歸曲線，并衡量配后曲線的好壞。算法為最小值逼近法用顏色傳感器采集到試紙的顔色分量RGB，傳輸給單片機儲存。對于氯離子檢測，由于氯離子試紙有五格，用五個傳感器Jl J5分別采樣3個數(shù)據(jù)，分別為紅色分量R、緑色分量G、藍色分量B，可得15個數(shù)據(jù)。利用這五個數(shù)據(jù)與事先存儲在色卡數(shù)據(jù)庫中的顔色列表分別進行比較，得到最接近的顔色，進而得到該顏色對應的氯離子濃度。該算法采用顏色比較子程序，表達式為Temp=|Rl-R_l|+|Gl-G_l|+||+|R2_R_2|+|G2_G_2|+|B2_B_2|+|R3_R_3|+G3-G_3I+IB3-B_3|+|R4_R_4|+|G4_G_4|+|B4_B_4|+|R5_R_5|+|G5_G_5|+|B5_B_5|。上式中的Rl R5、Gl G5、ΒΓΒ5為顏色傳感器所采集到的數(shù)據(jù)，上式中的R_fR_5、G_1 G_5、B_1 B_5為色卡數(shù)據(jù)庫中的顏色列表數(shù)據(jù)。表達式中的R_1 R_5、G_1 G_5、B_fB_5用不同的數(shù)據(jù)代入，從而得到多個Temp值。最后比較所得到的各Temp的值，其中最小的Temp對應的顔色所對應的氯離子濃度即為檢測值。pH值的檢測方法與氯離子濃度檢測相同，只是在檢測pH值時，只需兩個顔色傳感器工作，分別檢測PH試紙的中間和邊緣，所以顔色比較算法中，只需6個值參與計算即可。如圖13所示，電導率檢測部分采用分壓、跟隨、放大電路。圖13中，R2代指水的電阻，與電阻R3分壓，經(jīng)四運算放大器LM324的1/4模塊使電壓跟隨，再經(jīng)四運算放大器LM324的另ー 1/4模塊使電壓放大。由于電壓是模擬量，用圖14中的A/D轉(zhuǎn)換器AD7810將電壓模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。AD7810是美國模擬器件公司(Analog Devices)生產(chǎn)的ー種低功耗10位高速串行A/D轉(zhuǎn)換器。該產(chǎn)品有8腳DIP和SOIC兩種封裝形式，并帶有內(nèi)部時鐘。采用的是DIP封裝形式，它的外圍接線簡單，AD7810的轉(zhuǎn)換時間為2μ s。AD為模擬量入口，Pl. O給工作信號，Pl. 2控制工作方式，本發(fā)明選用的工作方式是低功耗模式，Pl. 2給一高電平后，維持低電平，圖4中的單片機的Pl. I接收數(shù)字信號，被單片機處理，將信號傳輸給圖10中的LED燈顯示，三個LED燈(GLED、YLED、RLED)的控制電路見附圖10，三個LED燈的位選和段選的控制電路與數(shù)碼管相同。檢測結(jié)果健康水為綠燈(GLED)亮，可飲用水為黃燈(YLED)亮，非可飲用水為紅燈(RLED)亮。
本發(fā)明的電源供給有三種方式，ー是用5V供電，由于本發(fā)明檢測設備所需要的供電電壓為5V，本實施例中采用如圖15所示的電源穩(wěn)壓芯片LM2596構(gòu)成24V轉(zhuǎn)5V電壓轉(zhuǎn)換及穩(wěn)壓電路，得到穩(wěn)定電壓。ニ是鋰電池供電(在斷電的情況下使用)，本實施例中由電源穩(wěn)壓芯片MAX667構(gòu)成鋰電池轉(zhuǎn)換及穩(wěn)壓電路，見圖16。三是通過24v的開關電源供電。由單片機完成的檢測程序流程如圖17所示。其中對于各項檢測都包含其各自的子程序。以氯離子檢測為例，其子程序流程如圖18所示。
上述實施例電路中所述的各電子元器件均為市售商品。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明不限于以上實施例?？梢岳斫?，本領域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和構(gòu)思的前提下直接導出或聯(lián)想到的其他改進和變化，均應認為包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種家庭飲用水水質(zhì)多參數(shù)快速檢測方法，其特征在于包括對試紙的檢測和對電導率的檢測； 對試紙的檢測采用試紙和顔色傳感器的結(jié)合，在密閉全黑的環(huán)境下，由穩(wěn)定光源發(fā)出白光，照射到被測試紙上，試紙將其自身顔色的光反射給顏色傳感器，顏色傳感器將不同顏色的光信號轉(zhuǎn)換為不同頻率的脈沖，輸出給單片機并由單片機處理，調(diào)用標準試劑實驗建立的數(shù)據(jù)庫，采用最小值逼近法算法，將測得的數(shù)值顯示在數(shù)碼管上； 對電導率的檢測采用電導電極測試被測液體，采用分壓、跟隨、放大電路，用電極將水轉(zhuǎn)換為變電阻，并用A/D轉(zhuǎn)換器將電壓模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，傳輸至單片機處理和輸出信號，由紅綠黃三色LED燈顯示不同水質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述家庭飲用水水質(zhì)多參數(shù)快速檢測方法，其特征在于，所述最小值逼近算法是通過顏色傳感器采集試紙的顏色分量RGB，傳輸給單片機儲存；所述顏色傳感器至少有五個，每個顏色傳感器分別采樣試紙的紅色分量R、緑色分量G以及藍色分量B ;將采集到的數(shù)據(jù)與事先存儲在色卡數(shù)據(jù)庫中的顔色列表分別進行比較，得到最接近的顏色，進而得到該顏色對應的檢測參數(shù)值，算法采用的顔色比較表達式為Temp= IRl-R_l| +1G1_G_11 +11 +1R2_R_2| +1G2_G_2| + |B2_B_2| +1R3_R_3| +1G3-G_3I+IB3-B_3I+IR4-R_4|+|G4_G_4|+|B4_B_4|+|R5_R_5|+|G5_G_5|+|B5_B_5| ； 上式中的Rl R5、G1 G5、B1、5為顏色傳感器所采集到的數(shù)據(jù)，上式中的R_1 R_5、G_1 G_5、B_1 B_5為色卡數(shù)據(jù)庫中的顏色列表數(shù)據(jù)；將表達式中的R_1 R_5、G_1 G_5、B_1 B_5用色卡數(shù)據(jù)庫中的顔色列表代入，從而得到多個Temp值，比較所得到的各Temp的值，其中最小的Temp對應的顏色所對應的值即為檢測值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述家庭飲用水水質(zhì)多參數(shù)快速檢測方法，其特征在于對于氯離子濃度的檢測，采用五個傳感器分別采樣氯離子試紙五個色格的RGB數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述家庭飲用水水質(zhì)多參數(shù)快速檢測方法，其特征在于對于PH值的檢測，采用兩個顏色傳感器分別采樣pH試紙的中間和邊緣的RGB數(shù)據(jù)。
5.ー種實現(xiàn)權(quán)利要求I所述家庭飲用水水質(zhì)多參數(shù)快速檢測方法的檢測設備，其特征在于包括外殼(I)，所述外殼(I)內(nèi)設置有T槽式抽屜(2)、T槽式抽屜(2)下方的導軌(5)以及導軌(5)中間的凸輪柱(3);所述外殼(I)上開設有孔，T槽式抽屜(2)和凸輪柱(3)的端部設置在所述孔處，T槽式抽屜(2)和凸輪柱(3)沿導軌(5)運動可從所述孔中抽出；所述凸輪柱(3)的截面半徑不等，所述凸輪柱(3)與T槽式抽屜(2)的底部緊密貼合并可軸向轉(zhuǎn)動；所述外殼(I)中T槽式抽屜(2 )的上方具有密閉室(8 )，密閉室(8 )上方具有多塊電路板，電路板上至少包括LED燈陣列(9)和顔色傳感器(10);所述電路板所對應的外殼(I)上具有顯不窗(7);所述外殼(I)內(nèi)設有可抽出的置液盒(4)以及電導電極(6),電導電極(6)的一端伸出外殼(I)，另一端伸入置液盒(4)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述家庭飲用水水質(zhì)多參數(shù)快速檢測設備，其特征在于，所述電路板包括單片機電路、LED陣列控制電路、顔色傳感器控制電路、顔色傳感器片選控制電路、顯示板電路、數(shù)碼管和LED燈位選控制電路、數(shù)碼管和LED燈段選控制電路、電導率測量電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、鋰電池轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓電路以及24V轉(zhuǎn)5V電壓轉(zhuǎn)換及穩(wěn)壓電路； 單片機電路由單片機(80C52)構(gòu)成；LED燈陣列控制電路由5個LED燈各自的分壓電阻線路并聯(lián)組成，LED燈陣列控制電路由顯示板電路中的按鍵控制開關；顏色傳感器控制電路由5個顏色傳感器(TCS230)及傳感器插座組成；每個顏色傳感器(TCS230)的內(nèi)部等效于ー個光電ニ極管加一個電流到頻率的轉(zhuǎn)換器；顔色傳感器(TCS230)的一組引腳(SO、SI)的高低電平組合決定輸出頻率標定，另ー組引腳(S2、S3)的高低電平組合決定濾波器類型；顔色傳感器控制電路由顏色傳感器片選控制電路中的鎖存器(74H573)來控制片選，由顯示板電路中的按鍵來控制開關；顏色傳感器(TCS230)將轉(zhuǎn)換的顏色頻率信號傳輸給單片機電路中的單片機(80C52)后，經(jīng)單片機(80C52)處理，將結(jié)果用顯示板電路中的四位數(shù)碼管(DSl DS4)顯示；數(shù)碼管和LED燈位選控制電路對所述數(shù)碼管(DSl DS4)進行位選控制，數(shù)碼管和LED燈段選控制電路對所述數(shù)碼管(DSl DS4)進行段選控制；數(shù)碼管和LED燈位選控制電路、由數(shù)碼管和LED燈段選控制電路均由鎖存器(74H573)構(gòu)成， 電導率測量電路中水的電阻(R2)經(jīng)電阻(R3)分壓，經(jīng)四運算放大器(LM324)的I/4模塊使電壓跟隨，再經(jīng)四運算放大器(LM324)的另ー 1/4模塊使電壓放大；用A/D轉(zhuǎn)換電路 中的A/D轉(zhuǎn)換器(AD7810)將電壓模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，經(jīng)單片機(80C52)處理，將結(jié)果用顯示板電路中的LED燈(GLED、YLED、RLED)顯示，數(shù)碼管和LED燈位選控制電路對所述LED燈(GLED、YLED, RLED)進行位選控制，數(shù)碼管和LED燈段選控制電路對所述LED燈(GLED、YLED、RLED )進行段選控制； 24V轉(zhuǎn)5V電壓轉(zhuǎn)換及穩(wěn)壓電路由電源穩(wěn)壓芯片(LM2596)構(gòu)成，用于5V供電；鋰電池轉(zhuǎn)換及穩(wěn)壓電路由電源穩(wěn)壓芯片(MAX667)構(gòu)成，用于在斷電的情況下供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種家庭飲用水水質(zhì)多參數(shù)快速檢測方法及檢測設備。采用試紙和顏色傳感器的結(jié)合的方法，在密閉全黑的環(huán)境下，由穩(wěn)定光源發(fā)出白光，照射到被測試紙上，試紙將其自身顏色的光反射給顏色傳感器，顏色傳感器將光信號轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)，輸出給單片機并由單片機處理，調(diào)用標準試劑實驗建立的數(shù)據(jù)庫，采用最小值逼近法算法，來檢測水的氯離子濃度和pH值。采用分壓、跟隨、放大電路，用電極將水轉(zhuǎn)換為變電阻，并用A/D轉(zhuǎn)換器將電壓模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，傳輸至單片機處理，來檢測水的電導率。本發(fā)明用于檢測家庭飲用水，具有氯離子濃度、pH值、電導率等多種參數(shù)的檢測功能。電路簡單，智能精確。
文檔編號G01N21/78GK102680469SQ20121018784
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者尤麗華, 張波, 徐錫聞, 陳宵燕, 陳望 申請人:江南大學