低量程高精度浊度传感器自动清洗毛刷装置及浊度传感器

摘要

本发明提供了一种低量程高精度浊度传感器自动清洗毛刷装置，包括安装板、驱动电机、光电开关、毛刷组件和MCU控制单元，驱动电机密封安装在安装板的后侧且输出轴伸出至安装板前侧，毛刷组件包括密封套、毛刷杆和毛刷；毛刷杆上设置圆孔，安装板上设置光电开关，光电开关的光路与圆孔对应；当MCU发送清洗指令时，驱动电机带动毛刷转动对浊度传感器清洗；当圆孔转动过程中经过光电开关时，光电开关触发并发送感应信号给MCU控制单元，驱动电机复位，使毛刷远离浊度传感器的感应端。该装置具有自动清洁、自动归位、不影响浊度传感器使用、减少维护工作量和成本的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及饮用水浊度传感器的清洁领域，具体的说，涉及了一种低量程高精度浊度传感器自动清洗毛刷装置，以及带有这种装置的低量程高精度浊度传感器。

背景技术

在饮用水尤其是高品质饮用水水质监测的过程中，由于水体本身的浊度值比较低，因此要求浊度传感器具有量程低、精度高等特点。

为了达到测量数据的长期准确、有效、可靠，减小水体中的杂质附着在传感器测量界面上，影响浊度测量值，同时降低水体中气泡对浊度测量结果的影响，需要对浊度传感器进行定期的清洗。

以前，都是相关单位组织运维人员，定期去现场对浊度传感器和传感器流通槽进行手工清洗，这样会占用大量的人力和时间，增加自来水等制售水企业的运维成本。

另外，在运维人员清洗浊度传感器的时候，也干扰了浊度传感器在线监测的节奏，有时需要先中断在线监测仪的运行，并且清洗后，并不能规避在长期连续监测过程中的气泡对浊度测量结果的影响。

还有一种常见的清洗方式是利用超声波震动装置进行清洗。超声波震动清洗装置的缺点是结构比较复杂，安装和维护不方便，清洗力度比较大，容易损坏浊度传感器和流通槽，有时候也会对检测结果造成影响，并且这种装置的价格也比较昂贵。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种自动清洁、自动归位、不影响浊度传感器使用、减少维护工作量和成本的低量程高精度浊度传感器自动清洗毛刷装置和带有自动清洗毛刷装置的低量程高精度浊度传感器。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种低量程高精度浊度传感器自动清洗毛刷装置，包括安装板、驱动电机、光电开关、毛刷组件和MCU控制单元，所述驱动电机密封的安装在安装板的后侧且输出轴伸出至安装板前侧，所述毛刷组件包括套装在驱动电机输出轴上的密封套、固定于密封套上的毛刷杆和固定于毛刷杆上的毛刷；

所述毛刷杆上设置圆孔，所述安装板上设置光电开关，所述光电开关的光路与所述圆孔对应；

所述光电开关和驱动电机的控制电路均连接MCU控制单元，当MCU发送清洗指令给驱动电机时，驱动电机带动毛刷转动，对浊度传感器的感应端进行清洗；当圆孔转动过程中经过光电开关时，光电开关触发并发送感应信号给MCU控制单元，MCU控制单元控制驱动电机到达复位状态，使毛刷远离浊度传感器的感应端。

基上所述，所述驱动电机为步进电机。

基上所述，所述MCU控制单元通过有线网络或无线通信模块连接上位机系统。

基上所述，所述毛刷的延伸方向与所述电机的输出轴之间有夹角。

一种带有自动清洗毛刷装置的低量程高精度浊度传感器，包括低量程高精度浊度传感器、安装板、驱动电机、光电开关、毛刷组件和MCU控制单元，所述低量程高精度浊度传感器、驱动电机和光电开关均密封的安装在所述安装板上，所述低量程高精度浊度传感器的感应头、驱动电机的输出轴和光电开关均位于安装板的前侧，所述低量程高精度浊度传感器的感应端为斜面，所述毛刷组件包括套装在驱动电机输出轴上的密封套、固定于密封套上的毛刷杆和固定于毛刷杆上的毛刷，所述毛刷的倾斜角度与所述低量程高精度浊度传感器的感应端的倾斜角度一致；

所述驱动电机驱动所述毛刷转动的过程中，所述毛刷经过低量程高精度浊度传感器的感应端并实现擦洗；

所述毛刷杆上设置圆孔，所述光电开关的光路与所述圆孔对应；

所述光电开关和驱动电机的控制电路均连接MCU控制单元，当MCU发送清洗指令给驱动电机时，驱动电机带动毛刷转动，对低量程高精度浊度传感器的感应端进行清洗；当圆孔转动过程中经过光电开关时，光电开关触发并发送感应信号给MCU控制单元，MCU控制单元控制驱动电机到达复位状态，使毛刷远离低量程高精度浊度传感器的感应端；

所述低量程高精度浊度传感器也连接MCU控制单元，以采集水质数据。

基上所述，所述驱动电机为步进电机。

基上所述，所述MCU控制单元通过有线网络或无线通信模块连接上位机系统。

基上所述，所述密封套上设有插拔毛刷杆的插槽，所述毛刷杆插接在所述插槽中。

基上所述，所述毛刷为排状毛刷或辊状毛刷或圆束状毛刷。

基上所述，所述毛刷可拆卸的安装在所述毛刷杆的远端。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明提供一种微型的步进电机、光电开关、毛刷组件等组合构成的清洗装置，对浊度传感器进行物理清洗，不仅可以达到消除水体中气泡对浊度值影响的目的，还可以延长传感器的维护周期，大幅减少人工维护的工作量和成本。

进一步的，通过结构设计和光电开关与步进电机的关联配置，保证了自动清洗的精度控制，使毛刷在清洗前和清洗后都远离浊度传感器的感应端界面，不影响浊度传感器的测量准确度。

模块化的设计思路，即插即用的结构形式，可以将该装置与不同的浊度传感器进行配合，扩大使用场景。

附图说明

图1是本发明中带有自动清洗毛刷装置的低量程高精度浊度传感器的结构示意图。

图2是本发明中带有自动清洗毛刷装置的低量程高精度浊度传感器的仰视图。

图中：1. 低量程高精度浊度传感器；2.安装板；3.步进电机；4.光电开关；5.感应端；6.密封套；7.毛刷杆；8.毛刷；9.圆孔；10.MCU控制单元。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1和图2所示，一种带有自动清洗毛刷装置的低量程高精度浊度传感器，包括低量程高精度浊度传感器1、安装板2、微型的步进电机3、光电开关4、毛刷组件和MCU控制单元，所述低量程高精度浊度传感器1、步进电机3和光电开关4均密封的安装在所述安装板2上，所述低量程高精度浊度传感器1的感应头、步进电机3的输出轴和光电开关4均位于安装板2的前侧，所述低量程高精度浊度传感器1的感应端5为斜面，所述毛刷组件包括套装在驱动电机输出轴上的密封套6、固定于密封套6上的毛刷杆7和固定于毛刷杆7上的毛刷8，所述毛刷8的倾斜角度与所述低量程高精度浊度传感器1的感应端的倾斜角度一致；

所述步进电机3驱动所述毛刷8转动的过程中，毛刷8做圆周运动，并经过低量程高精度浊度传感器1的感应端，实现对感应端界面的擦洗；

所述低量程高精度浊度传感器1也连接MCU控制单元，以采集水质数据，并通过有线网络，如光纤，或无线通信网络，如3G和4G网络等，将采集的水质数据上传给上位机系统。

为了提升毛刷组件的可更换属性，所述密封套上设有插拔毛刷杆7的插槽，所述毛刷杆7插接在所述插槽中。所述毛刷可拆卸的安装在所述毛刷杆的远端，如插槽结构等常规的插拔式结构。

本实施例中，所述毛刷的形状为排状毛刷或辊状毛刷或圆束状毛刷，根据不同的场景和不同的浊度传感器，可以进行选配。

工作原理：

上位机系统中按照时间进行设置，定期的对低量程高精度浊度传感器1的感应端界面进行清扫，首先，MCU控制单元10接收到指令后，首先查询光电开关的状态，若光电开关的感光光路经过圆孔9，则光电开关处于状态1，说明毛刷8处于复位状态，若光电开关的感光路径无法导通，则光电开关处于状态0，说明毛刷未复位，这时，MCU控制单元10将指令处理并发送至步进电机3的控制电路，步进电机3驱动毛刷8转动至复位状态，使光电开关处于状态1，实现复位。

然后，MCU控制单元发出清扫指令给步进电机3，步进电机驱动毛刷8转动，毛刷8的转动路径经过传感器的感应端界面时，对界面进行清扫，清理掉附着在光源和探测窗口上的杂质和气泡，继续旋转，当毛刷8转动到特定位置，毛刷杆7上的圆孔9与光电开关4对齐，光电开关的感光光路从圆孔9经过时，光电开关4的开关状态改变为1，使毛刷回到复位状态，MCU控制单元获取光电开关4的状态改变信息后，控制步进电机上的毛刷停止转动，完成清洗任务，等待上位机系统下达再次清洗的任务。

清洗模块动作结束后，系统上位机软件发送采集数据指令给系统MCU控制单元，系统MCU控制单元采集低量程高精度浊度传感器等水质传感器的数据，同时系统MCU控制单元将采集到的水质数据发送给上位机软件，上位机软件将接收到的水质数据进行处理和显示，同时将处理后的水质数据打包，通过有线光纤或者3G/4G无线传输模块，将水质数据和报警信息发送到指定的大数据平台进行展示。

至此，整合水质在线监测仪的一个完整流程执行完毕，主要包括自动清洗、水质数据采集、数据处理、数据显示、数据传输等，系统会在下一个设定好的时间点开始重复执行新的流程。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。