專利名稱：一種應(yīng)用于養(yǎng)殖池水質(zhì)過濾處理系統(tǒng)的抽水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種水生動(dòng)植物養(yǎng)殖池系統(tǒng)中水質(zhì)過濾處理的抽水裝置，具體應(yīng)用于花園池塘、水族池、水產(chǎn)養(yǎng)殖池中，涉及一種依據(jù)溫度調(diào)節(jié)泵的驅(qū)動(dòng)功率，以調(diào)節(jié)水的流量，使養(yǎng)殖池與水質(zhì)過濾處理裝置間具有合適的循環(huán)水流量，從而具有選擇性地發(fā)揮物理過濾或生化過濾的作用，以達(dá)到理想的過濾處理效果。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，水生動(dòng)植物養(yǎng)殖池系統(tǒng)設(shè)置有過濾裝置以及泵，在過濾裝置中采用物理過濾和生化過濾對系統(tǒng)中的水體進(jìn)行過濾和處理，以防止水質(zhì)的惡化，同時(shí)，由泵進(jìn)行抽水，使水從養(yǎng)殖池流向過濾裝置，經(jīng)過濾和處理后再流回養(yǎng)殖池，使養(yǎng)殖池中的水被過濾和處理，以提高過濾和處理的效果。 但是，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)采用恒定的水流量進(jìn)行循環(huán)過濾和處理，各季度水質(zhì)的過濾效果是不同的；進(jìn)一步地，采用不同的水流量進(jìn)行循環(huán)，水質(zhì)的過濾效果也不同。每個(gè)季節(jié)的溫度是不同的，溫度對于細(xì)菌的活性具有明顯的影響，而細(xì)菌的存在又影響著物質(zhì)的產(chǎn)生和分解，如何較好地發(fā)揮物理過濾的作用還是生化過濾的作用，將直接影響著水質(zhì)的過濾處理效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于養(yǎng)殖池水質(zhì)過濾處理系統(tǒng)的抽水裝置，該裝置能夠依據(jù)水溫的變化來調(diào)節(jié)泵的驅(qū)動(dòng)脈沖寬度，泵電機(jī)運(yùn)行在不同脈沖寬度對應(yīng)的功率上，以使過濾處理裝置具有合適的流量，從而可以有選擇性較好地發(fā)揮物理過濾處理或生化過濾處理的作用，以提高水質(zhì)的過濾處理效果，防止水質(zhì)惡化。本發(fā)明的目的由下列方案實(shí)現(xiàn)
一種應(yīng)用于養(yǎng)殖池水質(zhì)過濾處理系統(tǒng)的抽水裝置，包括電源電路、處理控制電路、磁極性檢測電路、驅(qū)動(dòng)電路以及泵，其中，由磁極性檢測電路檢測到泵中電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極性信號，經(jīng)處理控制電路運(yùn)算后輸出驅(qū)動(dòng)控制信號，通過驅(qū)動(dòng)電路輸出電流極性符合電機(jī)運(yùn)行要求的驅(qū)動(dòng)電流，使泵中電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，其特點(diǎn)是，還包括一個(gè)溫度檢測電路，處理控制電路同時(shí)依據(jù)溫度檢測電路檢測到的溫度進(jìn)行運(yùn)算，依據(jù)下列算法調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制信號的脈沖寬度
在水溫0°C 40°C的范圍內(nèi)，將其分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的溫度段；在溫度較低的溫度段，驅(qū)動(dòng)控制信號的脈沖寬度較窄，以較小的功率獲得較小的水流量；在溫度較高的溫度段，驅(qū)動(dòng)控制信號的脈沖寬度較寬，以較大的功率獲得較大的水流量。這樣，當(dāng)水溫處于溫度較高的溫度段時(shí)，生物成長較為活躍，投料多，糞便也多，泵工作在高功率，可以提高水的循環(huán)流量，使物理過濾處理發(fā)揮較好的作用，將飼料殘?jiān)?、糞便等有機(jī)質(zhì)及時(shí)過濾掉，使水中的苔蘚、藻類及細(xì)菌等由于營養(yǎng)物質(zhì)被加速過濾和去除而其繁殖受到抑制，同時(shí)水中的有害細(xì)菌，由于營養(yǎng)物質(zhì)被加速過濾和去除，其分解營養(yǎng)物質(zhì)而產(chǎn)生的有毒物質(zhì)也受到抑制，從而保證水質(zhì)符合要求；
當(dāng)水溫處于溫度較低的溫度段時(shí)，生物成長較為不活躍，投料少，糞便少，有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)的總量較少，苔蘚、藻類及細(xì)菌等的繁殖也較慢，有害細(xì)菌分解營養(yǎng)物質(zhì)而產(chǎn)生的有毒物質(zhì)也較慢，泵工作在低功率，可以降低水的循環(huán)流量，讓水在過濾處理裝置中停留較長的時(shí)間，有利于硝化細(xì)菌等有益細(xì)菌對有害物質(zhì)的分解，使生化過濾發(fā)揮較好的作用，保證了水質(zhì)符合要求。由此獲得的應(yīng)用于養(yǎng)殖池水質(zhì)過濾處理系統(tǒng)的抽水裝置，能夠與系統(tǒng)中的過濾處理裝置配合，依據(jù)水的溫度為過濾處理裝置配置不同的循環(huán)水流量，進(jìn)而選擇側(cè)重的過濾方式，使水質(zhì)能夠更好地符合要求，有利于防止水質(zhì)的惡化。本發(fā)明的抽水裝置在其具體的實(shí)施方式中，對水溫0°C 40°C的范圍劃分成若干 個(gè)溫度段，系依據(jù)一些敏感的溫度參考點(diǎn)TC進(jìn)行的，這些溫度點(diǎn)通常對于動(dòng)植物的成長均具有較為明顯的影響，如10°C、15°C、18°C、22°C、25°C、30°C等等。本發(fā)明的應(yīng)用于養(yǎng)殖池水質(zhì)過濾處理系統(tǒng)的抽水裝置，由于依據(jù)水的溫度為過濾裝置配置不同的循環(huán)水流量，當(dāng)水溫處于溫度較低的溫度段時(shí)，采用較小的循環(huán)水流量，于是，泵工作在較低轉(zhuǎn)速上，其實(shí)際消耗的功率也較低，這在節(jié)能方面也具有非常重要的意義，具體地，對應(yīng)于每年的不同季節(jié)，在溫度較低的那些季節(jié)里，還可以節(jié)省大量的電源。較好的是，上述方案中，驅(qū)動(dòng)控制信號的脈沖寬度系依據(jù)泵中電機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體的做法可以是，依據(jù)不同溫度調(diào)取對應(yīng)的不同轉(zhuǎn)速，并由不同轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的泵中電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半周的設(shè)定時(shí)間與電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際旋轉(zhuǎn)半周的時(shí)間相比較，依據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)一步調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制信號脈沖寬度的增減，使電機(jī)運(yùn)行在設(shè)定轉(zhuǎn)速上，以便獲得相應(yīng)的水流量。上述方案中，裝有參數(shù)輸入電路，該電路可向處理控制電路輸入不同的設(shè)置參數(shù)，以使處理控制電路運(yùn)行在不同的參數(shù)上，以獲得多種不同的溫度對應(yīng)的水流量，以更好地滿足不同的要求。上述方案中，處理控制裝置的算法中，采用在溫度參考點(diǎn)附近設(shè)置回差算法，可以避免當(dāng)水溫在溫度參考點(diǎn)TC附近時(shí)，由于溫度采樣等原因，泵的工作脈沖寬度在兩個(gè)設(shè)定的不同檔位間頻繁轉(zhuǎn)換。上述方案中，處理控制裝置的算法中，采用溫度平均值算法，可以使溫度采樣和系統(tǒng)的處理控制的穩(wěn)定性更好。


圖I是一種水生動(dòng)植物養(yǎng)殖池系統(tǒng)的配置 圖2是本發(fā)明抽水裝置的電原理方框 圖3是本發(fā)明抽水裝置的電路 圖4是圖3 —種具體實(shí)施方式
的程序框 圖5是圖4程序中水溫與泵的驅(qū)動(dòng)脈沖寬度設(shè)置的關(guān)系 圖6是圖4實(shí)施方式的氨態(tài)氮濃度曲線對比 圖7是圖3另一種具體實(shí)施方式
的程序框 圖8是圖7程序中水溫與泵工作轉(zhuǎn)速設(shè)置的關(guān)系圖；圖9是圖7實(shí)施方式的氨態(tài)氮濃度曲線對比 圖10是圖3另一種具體實(shí)施方式
的程序框 圖11是圖10程序中水溫與泵工作轉(zhuǎn)速設(shè)置的關(guān)系 圖12是圖10實(shí)施方式的氨態(tài)氮濃度曲線對比 圖13是圖3有關(guān)各點(diǎn)和部件的脈沖時(shí)序不意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做出具體詳述
參照圖1，在養(yǎng)殖觀賞池中設(shè)置有水質(zhì)過濾處理系統(tǒng)，水質(zhì)過濾處理系統(tǒng)包括過濾袋 A、生化過濾棉B、陶瓷環(huán)C、活性碳D、生化球E、UV燈F以及抽水裝置G，其中，養(yǎng)殖觀賞池中的水從溢水口進(jìn)入水質(zhì)過濾處理系統(tǒng)，并依次經(jīng)過上述各個(gè)部分進(jìn)行過濾處理，再由抽水裝置G將水抽取并從出水口送回養(yǎng)殖觀賞池中。參照圖2和圖3，本抽水裝置G包括電源電路I、處理控制電路2、磁極性檢測電路
3、驅(qū)動(dòng)電路4、泵5、溫度檢測電路6以及參數(shù)輸入電路7，其中，處理控制電路2通過溫度檢測電路6檢測到不同溫度以及磁極性檢測電路3檢測到電機(jī)51的轉(zhuǎn)子52極性進(jìn)行運(yùn)算處理，以輸出不同脈沖寬度的驅(qū)動(dòng)控制信號，并通過驅(qū)動(dòng)電路4輸出電流極性符合電機(jī)51運(yùn)行要求的驅(qū)動(dòng)電流，使泵中電機(jī)51運(yùn)轉(zhuǎn)，使泵5抽水，并可讓泵5工作在不同的功率和流量上。另外，參照圖3，抽水裝置G還設(shè)有參數(shù)輸入電路7，可為處理控制電路輸入?yún)?shù)，使處理控制電路運(yùn)行在不同的算法和溫度參考點(diǎn)上，以獲得不同的溫度參考點(diǎn)、溫度段個(gè)數(shù)和各溫度段所對應(yīng)不同脈沖寬度等的多種對應(yīng)的水流量，以適應(yīng)多種不同的需要。在下列各種實(shí)施方式中，氨態(tài)氮的濃度曲線系在如下實(shí)驗(yàn)條件下獲得
實(shí)驗(yàn)系在養(yǎng)殖池系統(tǒng)中注入約O. 2立方米的總水量，養(yǎng)殖池底部鋪有約3厘米厚的底砂，種植有同樣的水草共10株，及養(yǎng)殖有大小一樣的金魚共八條，每天按照2克飼料進(jìn)行投放。另外，為使養(yǎng)殖池系統(tǒng)自身穩(wěn)定，先布置并養(yǎng)殖一個(gè)月后才始進(jìn)行本試驗(yàn)。再者，每個(gè)溫度點(diǎn)的試驗(yàn)開始前，均更新所有的過濾材料，換水約50%，過濾袋每3天清洗一次，在每個(gè)溫度段下至少運(yùn)行15天，先做較低溫度點(diǎn)的試驗(yàn)，后再做較低高溫度點(diǎn)的試驗(yàn)，在每次試驗(yàn)結(jié)束前檢測水中氨態(tài)氮的濃度。抽水裝置在100%的額定脈沖寬度時(shí)的額定功率為25瓦，對應(yīng)的100%額定水流量為200升每小時(shí)。試驗(yàn)時(shí)無法找到能在0°C 40°C的水溫范圍內(nèi)均能正常生長的魚，本試驗(yàn)選用水溫適應(yīng)范圍較寬的金魚做試驗(yàn)。由于金魚在10°C以下，及30°C以上無法正常生長，故試驗(yàn)僅在I (TC 30°C間進(jìn)行。實(shí)施方式一
參照圖I、圖2、圖3、圖4和圖5，它為一種具體實(shí)施算法的抽水裝置，于圖3的處理控制電路的CPU中裝載入圖4的算法，在該算法中，溫度參考點(diǎn)TC取18°C，使溫度段成為(TC一< 18°C以及彡18°C—40°C兩段，處理控制電路2依據(jù)不同的水溫直接輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制信號的脈沖寬度，具體是當(dāng)水溫大于或等于18°C，電機(jī)51工作在額定功率對應(yīng)的100%的額定脈沖寬度上，以輸出100%的額定水流量；當(dāng)水溫小于18°C，電機(jī)51工作在85%的額定脈沖寬度上，以輸出約85%的額定水流量。
參照圖6，在氨態(tài)氮濃度曲線對比圖中，曲線a為額定脈沖寬度時(shí)對應(yīng)的濃度曲線，曲線b為85%的額定脈沖寬度對應(yīng)的濃度曲線，曲線c為> 18°C 30°C高溫段時(shí)100%的額定脈沖寬度對應(yīng)的濃度曲線，從曲線中可以看到，當(dāng)溫度小于18°C，曲線b上的濃度值比曲線a濃度值更低，即過濾處理的效果更好。參照圖5，當(dāng)溫度小于18°C時(shí)，泵的消耗功率僅為約85%的額定功率，可以節(jié)約接近15%的電能。實(shí)施方式二
參照圖I、圖2、圖3、圖7和圖8，它為另一種具體實(shí)施算法的抽水裝置，于圖3的處理控制電路的CPU中裝載入圖7的算法，在該算法中，具有兩個(gè)溫度參考點(diǎn)Ta和Tb，使溫度段成為三段，并根據(jù)圖8的圖形，依據(jù)不同溫度所處的溫度段調(diào)取對應(yīng)的不同轉(zhuǎn)速，并由不同轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的泵中電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半周的設(shè)定時(shí)間與電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際旋轉(zhuǎn)半周的時(shí)間相比較，依據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)一步調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制信號脈沖寬度的增減，使電機(jī)運(yùn)行在相應(yīng)的轉(zhuǎn)速上，以獲得相應(yīng)的水流量。具體是=Ta取15°C、Tb取20°C，溫度段成為0°C—< 15°C、> 15°C—(20°C以及> 20°C—40°C三段，當(dāng)水溫大于20°C，電機(jī)51工作在100%的額定轉(zhuǎn)速上，以輸出100%的額定水流量；當(dāng)20°C彡水溫彡15°C，電機(jī)51工作在90%的額定轉(zhuǎn)速上，以輸出約90%的額定水流量；當(dāng)水溫小于15°C，電機(jī)51工作在75%的額定轉(zhuǎn)速上，以輸出約75%的額定水流量。參照圖9，在氨態(tài)氮濃度曲線對比圖中，曲線a為額定轉(zhuǎn)速時(shí)對應(yīng)的濃度曲線，曲線b和曲線d分別為90%的額定轉(zhuǎn)速和75%的額定轉(zhuǎn)速對應(yīng)的濃度曲線，曲線c為> 20°C 30°C高溫段時(shí)100%的額定轉(zhuǎn)速對應(yīng)的濃度曲線，從曲線中可以看到，當(dāng)溫度小于20°C，曲線b和曲線d上的濃度值比曲線a濃度值更低，即過濾處理的效果更好。參照圖8，當(dāng)水溫彡15°C且彡20°C時(shí)，泵的轉(zhuǎn)速僅為90%的額定轉(zhuǎn)速，泵的消耗功率僅約為90%的額定功率，可以節(jié)約接近10%的電能；當(dāng)水溫小于15°C，泵的轉(zhuǎn)速僅為75%的額定轉(zhuǎn)速，泵的消耗功率僅約為75%的額定功率，可以節(jié)約接近25%的的電能。實(shí)施方式三
參照圖I、圖2、圖3、圖10和圖11，它為又一種具體實(shí)施算法的抽水裝置，于圖3的處理控制電路的CPU中裝載入圖10的算法，在該算法中，根據(jù)圖11的曲線，依據(jù)不同溫度調(diào)取對應(yīng)的不同轉(zhuǎn)速，并由不同轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的泵中電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半周的設(shè)定時(shí)間與電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際旋轉(zhuǎn)半周的時(shí)間相比較，依據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)一步調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制信號脈沖寬度的增減，使電機(jī)運(yùn)行在相應(yīng)的轉(zhuǎn)速上，以獲得相應(yīng)的水流量。參照圖12，在氨態(tài)氮濃度曲線對比圖中，曲線a為額定轉(zhuǎn)速時(shí)對應(yīng)的濃度曲線，曲線b為根據(jù)不同溫度的轉(zhuǎn)速對應(yīng)的濃度曲線，曲線c為> 22°C 30°C高溫段時(shí)100%的額定脈沖寬度對應(yīng)的濃度曲線，可以看到當(dāng)溫度小于22°C，曲線b上的濃度值比曲線a濃度值更低，即過濾處理的效果更好。參照圖11，當(dāng)水溫小于22°C時(shí)，泵的轉(zhuǎn)速比額定轉(zhuǎn)速小，輸出功率也比額定功率小，同樣可以節(jié)約電能。權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于養(yǎng)殖池水質(zhì)過濾處理系統(tǒng)的抽水裝置，包括電源電路、處理控制電路、磁極性檢測電路、驅(qū)動(dòng)電路以及泵，其中，由磁極性檢測電路檢測到泵中電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極性信號，經(jīng)處理控制電路運(yùn)算后輸出驅(qū)動(dòng)控制信號，通過驅(qū)動(dòng)電路輸出電流極性符合電機(jī)運(yùn)行要求的驅(qū)動(dòng)電流，使泵中電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，其特點(diǎn)是，還包括一個(gè)溫度檢測電路，處理控制電路同時(shí)依據(jù)溫度檢測電路檢測到的溫度進(jìn)行運(yùn)算，依據(jù)下列算法調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制信號的脈沖寬度 在水溫0°C 40°C的范圍內(nèi)，將其分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的溫度段；在溫度較低的溫度段，驅(qū)動(dòng)控制信號的脈沖寬度較窄，以較小的功率獲得較小的水流量；在溫度較高的溫度段，驅(qū)動(dòng)控制信號的脈沖寬度較寬，以較大的功率獲得較大的水流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的抽水裝置，水溫的范圍為10°C 30°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的抽水裝置，驅(qū)動(dòng)控制信號的脈沖寬度系依據(jù)不同溫度調(diào)取對應(yīng)的不同轉(zhuǎn)速，并由不同轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的泵中電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半周的設(shè)定時(shí)間與電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際旋轉(zhuǎn)半周的時(shí)間相比較，依據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)一步調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制信號脈沖寬度的增減，使電機(jī)運(yùn)行在設(shè)定的轉(zhuǎn)速上，以便獲得相應(yīng)的水流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2的抽水裝置，設(shè)有參數(shù)輸入電路，該電路可向處理控制電路輸入不同的設(shè)置參數(shù)，以使處理控制電路運(yùn)行在不同的參數(shù)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的抽水裝置，設(shè)有參數(shù)輸入電路，該電路可向處理控制電路輸入不同的設(shè)置參數(shù)，以使處理控制電路運(yùn)行在不同的參數(shù)上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種應(yīng)用于養(yǎng)殖池水質(zhì)過濾處理系統(tǒng)的抽水裝置，包括電源電路、處理控制電路、磁極性檢測電路、驅(qū)動(dòng)電路、泵，其特征是，還包括溫度檢測電路，處理控制電路通過溫度檢測電路檢測到不同溫度進(jìn)行運(yùn)算處理，以輸出不同脈沖寬度的驅(qū)動(dòng)控制信號，并根據(jù)磁極性檢測電路檢測到電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極性信號進(jìn)行運(yùn)算處理，以使驅(qū)動(dòng)電路輸出正確的驅(qū)動(dòng)電流極性，使泵中的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)泵進(jìn)行抽水，并可使泵工作在不同脈寬的功率和流量上，以獲得更好的過濾效果。
文檔編號F04B49/06GK102644583SQ20121011782
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月21日
發(fā)明者余炳炎 申請人:余炳炎