專利名稱：電子節(jié)水控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潔具技術(shù)領(lǐng)域的節(jié)水方法，具體涉及一種電子節(jié)水控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)與人口的迅速增長，世界水資源的消耗也在以驚人的速度增長，如何實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)使用和節(jié)約用水的問題早已是人類共同所關(guān)心的關(guān)系人類生存與發(fā)展的問題。而人類已經(jīng)大量使用的用水器在使用過程常常因?yàn)槠渎┧茨芗皶r被發(fā)現(xiàn)，寶貴的水被白白流失，造成無法估量的水資源浪費(fèi)，加上某些人的不良生活習(xí)性，在使用用水器后，不關(guān)或沒有關(guān)好用水器的開關(guān)，更加加劇了水資源的大量流失。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請專利號02224986.9、名稱為“防漏水型抽水馬桶”的實(shí)用新型針對抽水馬桶水箱的進(jìn)出水機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了改進(jìn)，以提高其水箱防漏水性，該實(shí)用新型包括蓄水池、浮球等，在防漏水型抽水馬桶的蓄水池內(nèi)設(shè)置彈性出水管，彈性出水管的上端設(shè)置拉繩，拉繩通過固定在蓄水池底的滑輪，位于在蓄水池外，因彈性出水管的入水口在水面以上，絕對地防止了漏水，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低，使用時可方便的控制出水量的多少，但是該實(shí)用新型沒有自動檢測漏水的功能，而僅僅停留于機(jī)械裝置的改進(jìn)，隨著連續(xù)使用時間的延長，由于機(jī)械裝置存在著極為有限的使用壽命，在其頻繁動作的過程勢必會因機(jī)械部件的磨損和失效而重新出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種電子節(jié)水控制裝置，使其能夠?qū)崟r發(fā)現(xiàn)用水器的漏水信息，并通過控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)斷水源以防止水資源浪費(fèi)的持續(xù)發(fā)生。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括電磁閥、雙向晶閘管、差壓傳感器、調(diào)理放大器、信號處理器、晶振、存儲器、學(xué)習(xí)開關(guān)、復(fù)位開關(guān)和電源適配器，電磁閥安裝于用水器給水閥門的上游端，電磁閥閥門流通孔的出水口通過水管連接口直接連通用水器給水閥門的進(jìn)水口，電磁閥受電線圈的一端接單相交流電源的地線端、另一端接至雙向晶閘管的陰極，雙向晶閘管的陽極與復(fù)位開關(guān)串接后連接到單相交流電源火線端，也就是說，電磁閥受電線圈與雙向晶閘管及復(fù)位開關(guān)三者相串接后由單相交流電源供電，雙向晶閘管通過復(fù)位開關(guān)實(shí)現(xiàn)裝置恢復(fù)功能，即電磁閥受電線圈失電而使得電磁閥恢復(fù)至閥門的常開狀態(tài)，電磁閥閥門通流孔的上下管接口貼近閥門上下游端面上各設(shè)置有一個導(dǎo)壓孔管，差壓傳感器的兩個輸入端頭分別與這兩個導(dǎo)壓孔管連接，水流差壓信號經(jīng)導(dǎo)壓孔管傳輸至差壓傳感器，差壓傳感器的輸出端頭與調(diào)理放大器的輸入端頭連接，調(diào)理放大器的輸出端頭連接至信號處理器的第一輸入口，信號處理器通過信號總線與晶振和存儲器連接，信號處理器的輸出口與雙向晶閘管的控制極連接，并在該輸出口上并接一發(fā)光二極管電壓回路以做用水浪費(fèi)信息指示，信號處理器的第二輸入口連接學(xué)習(xí)開關(guān)，通過該學(xué)習(xí)開關(guān)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的學(xué)習(xí)功能，用以初始設(shè)定或變更設(shè)定用水器一次性用水最長時間，信號處理器將用水器一次性用水最長時間通過數(shù)據(jù)總線寫入存儲器，電源適配器的輸入端連至單相交流電源，其輸出端分別與信號處理器、調(diào)理放大器和差壓傳感器連接，以實(shí)現(xiàn)向上述器件供電。
所述的電磁閥包括電磁鐵與閥門兩大部分，電磁鐵安裝于電閥門的上方，電磁鐵包括受電線圈與軟磁芯兩部分，受電線圈套在軟磁芯上，當(dāng)受電線圈受電時，在電磁場的作用下，軟磁芯產(chǎn)生很強(qiáng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，因此形成足夠的磁力將閥門的鐵磁體拉動，進(jìn)而將閥門關(guān)閉，阻止了水的流動，閥門為臺階式柱體結(jié)構(gòu)，上小下大，上部為圓柱體，下部為長方體，在長方體正對水流軸向鏜有一圓錐形通流孔，通流孔的出口半徑小于入口半徑，入口半徑與閥門水流入口端的管接口半徑一致，借助圓錐形通流孔的漸縮幾何形狀以加強(qiáng)對水流流動的阻力作用，因此當(dāng)水流等流體流經(jīng)該圓錐形通流孔時，在其上下游會呈現(xiàn)出明顯的流動差壓，當(dāng)閥門處于開啟狀態(tài)時，對水流形成全開的通流面積，只要上下移動圓柱體，即可改變閥門通流面積，直至關(guān)閉；利用閥門的臺階式柱體結(jié)構(gòu)，在上部圓柱體上套裝壓縮彈簧使圓柱體利用被壓縮彈簧的預(yù)應(yīng)力使閥門處于常開狀態(tài)，一旦受電線圈受電，電磁鐵產(chǎn)生的電磁力就將圓柱體拉動，克服壓縮彈簧的推力使閥門關(guān)閉。本發(fā)明的電磁閥與常規(guī)電磁閥的本質(zhì)區(qū)別還在于電磁閥中靠近閥門通流孔上下游端面的管壁上設(shè)置有導(dǎo)壓孔管，因此其閥門上下游的水流壓力信號可以實(shí)時地通過該壓力孔管傳遞到差壓傳感器的壓力接收端，進(jìn)而將實(shí)時感應(yīng)到的水流差壓信號通過其差壓敏感元件轉(zhuǎn)換成水流差壓電氣信號輸出；緊接著水流差壓電氣信號經(jīng)調(diào)理放大器進(jìn)行信號調(diào)理與放大后輸至信號處理器以供信號處理器的判斷與決策；在正常工作狀態(tài)下，電磁閥閥門處于常開狀態(tài)，一旦信號處理器判定下游用水器處于漏水狀態(tài)，信號處理器的控制輸出端口立即輸出控制信號至雙向晶閘管的控制極使雙向晶閘管導(dǎo)通；雙向晶閘管的導(dǎo)通會使得電磁閥的受電線圈受電，此時，在電磁鐵磁力的作用下，即將電磁閥閥門關(guān)閉以防止漏水事件的持續(xù)發(fā)生，并通過發(fā)光二極管向人們提示下游用水器存在用水浪費(fèi)現(xiàn)象。
所述的差壓傳感器通過導(dǎo)壓孔管測取電磁閥閥門上下游端面上的兩點(diǎn)水流壓力，并將傳感獲得的水流差壓轉(zhuǎn)換成水流差壓電氣信號輸出至調(diào)理放大器。
所述的調(diào)理放大器包括電壓放大電路、濾波電路和差分放大電路，電壓放大電路的輸入端連接差壓傳感器的輸出端，電壓放大電路的輸出端連接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接差分放大電路的信號輸入端口，經(jīng)差分放大電路對濾波輸出的信號與參考電壓輸出的信號進(jìn)行差分放大后輸出被轉(zhuǎn)換成只有高、低兩種電平狀態(tài)的輸出，當(dāng)輸出高電平時，表明差壓傳感器傳感到水流的流動信息，即用水器正在出水；當(dāng)輸出低電平時，表明差壓傳感器未傳感到水流的流動信息，即用水器沒有出水，調(diào)理放大器的輸出電平輸至信號處理器的輸入端口作為信號處理器中的邏輯門電路的輸入信號使用。
所述的信號處理器包括邏輯門電路、計數(shù)器、數(shù)據(jù)比較器、電壓輸出器與控制器，邏輯門電路的輸入端連接調(diào)理放大器的輸出端，邏輯門電路的輸出端連接至計數(shù)器的輸入門控信號入口，計數(shù)器的輸入脈沖信號入口與晶振輸出端連接，計數(shù)器的輸出端連接至數(shù)據(jù)比較器的第一輸入通道，數(shù)據(jù)比較器的第二輸入通道通過信號處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與存儲器相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)比較器的輸出連接至電壓輸出器的輸入端，電壓輸出器的輸出端連接至雙向晶閘管的控制極，控制器通過信號處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)比較器連接，進(jìn)行控制信息交互。其中，邏輯門電路是一個二端輸入或門，或門的第一輸入端連接調(diào)理放大器的輸出端，或門的第二輸入端連接學(xué)習(xí)開關(guān)的輸出端，或門的輸出端連接至計數(shù)器的輸入門控信號入口；當(dāng)調(diào)理放大器或?qū)W習(xí)開關(guān)輸出高電平時，邏輯門被打開，此時由晶振時鐘脈沖向計數(shù)器的輸入脈沖信號入口輸入脈沖信號，計數(shù)器開始計數(shù)；當(dāng)調(diào)理放大器輸出低電平且學(xué)習(xí)開關(guān)也處于低電平時，邏輯門關(guān)閉，計數(shù)器中斷計數(shù)，信號處理器還通過信號總線與存儲器交互連接實(shí)現(xiàn)信號處理器向存儲器的讀寫功能，數(shù)據(jù)比較器在控制器的作用下，實(shí)時地將計數(shù)器的輸出與存儲器的讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)計數(shù)器的輸出大于存儲器的讀出數(shù)據(jù)時，表明用水器出水時間超出限定，即存在漏水現(xiàn)象或用水浪費(fèi)現(xiàn)象，電壓輸出器通過信號處理器的輸出口輸出高電平至雙向晶閘管的控制極控制雙向晶閘管的導(dǎo)通，并由該輸出口發(fā)光二極管回路發(fā)出亮光指示漏水信息；當(dāng)計數(shù)器的輸出小于存儲器的讀出數(shù)據(jù)時，表明用水器出水時間處于正常范圍之內(nèi)，無需進(jìn)行“管制”，信號處理器的輸出口輸出低電平，電子控制裝置不會發(fā)生任何提示或關(guān)斷進(jìn)水。
所述的晶振的時鐘頻率為12MHz，輸出端連接信號處理器中的邏輯門電路的輸入端，在其或門打開時向計數(shù)器的計數(shù)入口提供輸入脈沖信號。
所述的存儲器為8k可反復(fù)擦寫(＞1000次)的Flash ROM(閃存)，專門負(fù)責(zé)通過本發(fā)明的學(xué)習(xí)功能記錄下所屬下游用水器的一次性用水最長時間，以數(shù)字形式存放于存儲器中的存儲單元。當(dāng)信號處理器接收到調(diào)理放大器的高電平輸出、計數(shù)器開始計數(shù)時，在控制器的作用下，信號處理器實(shí)時讀取存儲器中原先所存儲的一次性用水最長時間信息數(shù)據(jù)與當(dāng)前計數(shù)器的計數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；當(dāng)學(xué)習(xí)開關(guān)處于學(xué)習(xí)狀態(tài)時，本發(fā)明對下游用水器的出水時間進(jìn)行計數(shù)直至學(xué)習(xí)狀態(tài)結(jié)束，并將計數(shù)的最終數(shù)據(jù)作為一次性用水最長時間寫入存儲器以覆蓋存儲器中的原有數(shù)據(jù)。
所述的雙向晶閘管的陽極經(jīng)復(fù)位開關(guān)與單相交流電源火線端連接，雙向晶閘管的陰極串接電磁閥受電線圈后接至單相交流電源的地線端。當(dāng)信號處理器判定下游用水器出現(xiàn)漏水現(xiàn)象時，由其輸出端口輸出高電平至雙向晶閘管的控制極，導(dǎo)致雙向晶閘管導(dǎo)通與電磁閥受電線圈受電，因此將電磁閥關(guān)閉；否則，雙向晶閘管處于關(guān)斷狀態(tài)，電磁閥不動作。
所述的學(xué)習(xí)開關(guān)是一個常開按鈕開關(guān)，當(dāng)學(xué)習(xí)開關(guān)閉合時，信號處理器中與學(xué)習(xí)開關(guān)相連接的輸入端口處于高電平，使得邏輯門電路中的或門有高電平輸出，或門打開，裝置進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，對晶振時鐘脈沖開始計數(shù)，并將計數(shù)數(shù)據(jù)實(shí)時寫入存儲器，更新存儲器的原有數(shù)據(jù)；當(dāng)學(xué)習(xí)開關(guān)斷開時，對晶振時鐘脈沖計數(shù)結(jié)束，此時寫入存儲器的最后數(shù)據(jù)即為學(xué)習(xí)結(jié)果，存儲器所存放的數(shù)據(jù)即為用水器一次性最長用水時間信息，這是一種通過人機(jī)交互的方式實(shí)現(xiàn)人工測試或人為設(shè)定用水器一次性最長用水時間的有效方法。
所述的復(fù)位開關(guān)是一個常閉按鈕開關(guān)，復(fù)位開關(guān)與雙向晶閘管和電磁閥受電線圈串接后與單相交流電源連接構(gòu)成電源輸入回路，當(dāng)漏水事件已經(jīng)排除，人們認(rèn)定可以恢復(fù)正常用水時，只要按動復(fù)位開關(guān)按鈕，電磁閥受電線圈失電以致電磁閥恢復(fù)閥門的常開狀態(tài)，因此供水系統(tǒng)即恢復(fù)了原先的正常使用。
所述的電源適配器是向上述器件供電的電源轉(zhuǎn)換裝置，其輸入端與單相交流電源端頭并接，電源轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)將220V交流電轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電壓向差壓傳感器、調(diào)理放大器、信號處理器供電。
本發(fā)明通過管接頭串接于連接用水器進(jìn)水閥的上游側(cè)，只要經(jīng)過學(xué)習(xí)開關(guān)的工作過程，就可以初始設(shè)定用水器一次性最長用水時間信息或變更設(shè)定一次性用水最長時間信息，在用水過程中，一旦出現(xiàn)漏水等現(xiàn)象，本發(fā)明會及時地通過判斷，進(jìn)而輸出控制量將電磁閥啟動而關(guān)閉上游水路，并以二極管發(fā)光的簡單形式向人們提示有漏水等現(xiàn)象發(fā)生，因此可以避免水資源的浪費(fèi)。
本發(fā)明具有以下有益效果(1)提醒維修人員及時修復(fù)被損壞的用水器給水開關(guān)或給水管道閥門；(2)提醒使用人在離開用水器前要及時關(guān)閉給水開關(guān)；(3)可以同時監(jiān)控本發(fā)明的下游管路一次性出水狀況。


圖1為本實(shí)施例在用水終端的管路位置示意2為本實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖1-2所示，本實(shí)施例安裝于連接用水器進(jìn)水閥的上游管道中，本實(shí)施例包括電磁閥1、差壓傳感器2、調(diào)理放大器3、信號處理器4、晶振5、存儲器6、雙向晶閘管7、學(xué)習(xí)開關(guān)8、復(fù)位開關(guān)9和電源適配器10，電磁閥1安裝于用水器給水閥門的上游端，電磁閥1閥門流通孔的出水口通過水管連接口直接連通用水器給水閥門的進(jìn)水口，電磁閥1中受電線圈12的一端接單相交流電源的地線端，另一端接至雙向晶閘管7的陰極，雙向晶閘管7的陽極再與復(fù)位開關(guān)9串接后連接到單相交流電源火線端，也就是說，電磁閥1受電線圈12與雙向晶閘管7及復(fù)位開關(guān)9三者相串接后由單相交流電源供電；電磁閥1中靠近閥門通流孔上下游端面的管壁上設(shè)置有導(dǎo)壓孔管11，差壓傳感器2的兩個輸入端頭分別與兩個導(dǎo)壓孔管11連接，水流差壓信號經(jīng)導(dǎo)壓孔管11傳輸至差壓傳感器2，差壓傳感器2的輸出端與調(diào)理放大器3的輸入端連接，調(diào)理放大器3的輸出端連接信號處理器4的第一輸入口，信號處理器4通過內(nèi)部信號總線與晶振5和存儲器6相連接，信號處理器4的輸出口與雙向晶閘管7的控制極連接，并在該輸出口上并接一發(fā)光二極管電壓回路以作漏水信息指示，信號處理器4的第二輸入口連接學(xué)習(xí)開關(guān)8，通過該學(xué)習(xí)開關(guān)8實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的學(xué)習(xí)功能，雙向晶閘管7的陽極經(jīng)復(fù)位開關(guān)9與單相交流電源火線端連接，通過該復(fù)位開關(guān)9實(shí)現(xiàn)裝置恢復(fù)功能，即電磁閥受電線圈12失電而使得電磁閥恢復(fù)至閥門的常開狀態(tài)，電源適配器10的輸入端連至單相交流電源，輸出端分別與信號處理器4、調(diào)理放大器5和差壓傳感器2相連接。
所述的電磁閥1由電磁鐵與閥門兩大部分組成，電磁鐵安裝于電磁閥1的閥門上部，電磁鐵由受電線圈12與軟磁芯兩部分組成，受電線圈12套在軟磁芯上，當(dāng)受電線圈12受電時，在電磁場的作用下，軟磁芯產(chǎn)生很強(qiáng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，因此形成足夠的磁力將閥門的鐵磁體拉動，進(jìn)而將閥門關(guān)閉，阻止了水的流動。閥門為臺階式柱體結(jié)構(gòu)，上小下大，上部為圓柱體，下部為長方體，在長方體正對水流軸向鏜有一圓錐形通流孔，通流孔的出口半徑小于入口半徑，入口半徑與閥門水流入口端的管接口半徑一致，借助圓錐形通流孔的漸縮幾何形狀以加強(qiáng)對水流流動的阻力作用，因此當(dāng)水流等流體流經(jīng)該圓錐形通流孔時，在其上下游會呈現(xiàn)出明顯的流動差壓，當(dāng)閥門處于開啟狀態(tài)時，對水流形成全開的通流面積，只要上下移動柱體，即可改變閥門通流面積，直至關(guān)閉，利用閥門的臺階式柱體結(jié)構(gòu)，在上部圓柱體上套裝壓縮彈簧使閥門圓柱體利用被壓縮彈簧的預(yù)應(yīng)力使閥門處于常開狀態(tài)，一旦受電線圈受電，電磁鐵產(chǎn)生的電磁力就將閥門圓柱體拉動，克服壓縮彈簧的推力使閥門關(guān)閉。本實(shí)施例中電磁閥1與常規(guī)電磁閥的區(qū)別還在于本實(shí)施例的電磁閥1中靠近閥門通流孔上下游端面的管壁上設(shè)置有導(dǎo)壓孔管11，因此其閥門上下游的水位壓力信號可以實(shí)時地通過該壓力孔管11傳遞到差壓傳感器2的壓力接收端，進(jìn)而將實(shí)時傳感到的水流差壓信號通過其差壓敏感元件轉(zhuǎn)換成水流差壓電氣信號輸出，緊接著水流差壓電氣信號經(jīng)調(diào)理放大器3進(jìn)行信號調(diào)理與放大后輸至信號處理器4以供信號處理器4的判斷與決策，在正常工作狀態(tài)下，電磁閥1閥門處于常開狀態(tài)，一旦信號處理器4判斷與決策結(jié)果認(rèn)定下游用水器處于漏水狀態(tài)，信號處理器4的控制輸出端口立即輸出控制信號至雙向晶閘管7的控制極使雙向晶閘管7導(dǎo)通，雙向晶閘管7的導(dǎo)通使得電磁閥1的電磁閥受電線圈12受電，此時，在電磁鐵磁力的作用下，即將電磁閥1閥門關(guān)閉以防止漏水等事件的持續(xù)發(fā)生，并通過電子顯示裝置向人們提示下游用水器存在漏水等現(xiàn)象。
所述的差壓傳感器2通過導(dǎo)壓孔管11測取電磁閥1閥門上下游端面上的兩點(diǎn)水流壓力，將傳感獲得的水流差壓轉(zhuǎn)換成水流差壓電氣信號輸出至調(diào)理放大器3。
所述的調(diào)理放大器3包括電壓放大電路、濾波電路和差分放大電路，電壓放大電路的輸入端連接差壓傳感器2的輸出端，電壓放大電路的輸出端連接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接至差分放大電路的信號輸入端口，經(jīng)差分放大電路對濾波輸出的信號與參考電壓輸出的信號進(jìn)行差分放大后輸出被轉(zhuǎn)換成只有高、低兩種電平狀態(tài)的輸出，當(dāng)輸出高電平時，表明差壓傳感器2傳感到水流的流動信息，即用水器正在出水；當(dāng)輸出低電平時，表明差壓傳感器2未傳感到水流的流動信息，即用水器沒有出水。調(diào)理放大器3的輸出電平輸至信號處理器4的輸入端口作為信號處理器4中的邏輯門輸入信號使用。
所述的信號處理器4包括邏輯門電路、計數(shù)器、數(shù)據(jù)比較器、電壓輸出器與控制器，邏輯門電路的輸入端連接調(diào)理放大器3的輸出端，邏輯門電路的輸出端連接計數(shù)器的輸入門控信號入口，計數(shù)器的輸入脈沖信號入口與晶振5的輸出端連接，計數(shù)器的輸出端連接至數(shù)據(jù)比較器的第一輸入通道，數(shù)據(jù)比較器的第二輸入通道通過信號處理器3內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與存儲器相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)比較器的輸出連接至電壓輸出器的輸入端，電壓輸出器的輸出端連接至雙向晶閘管7的控制極，控制器通過信號處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)比較器連接，進(jìn)行控制信息交互。其中，邏輯門電路是一個二端輸入或門，或門的第一輸入端連接調(diào)理放大器3的輸出端，或門的第二輸入端連接學(xué)習(xí)開關(guān)8的輸出端，或門的輸出端連接至計數(shù)器的輸入門控信號入口；當(dāng)調(diào)理放大器3或?qū)W習(xí)開關(guān)8輸出高電平時，邏輯門被打開，此時由晶振5時鐘脈沖向計數(shù)器的輸入脈沖信號入口輸入脈沖信號，計數(shù)器開始計數(shù)；當(dāng)調(diào)理放大器3輸出低電平且學(xué)習(xí)開關(guān)8也處于低電平時，邏輯門關(guān)閉，計數(shù)器中斷計數(shù)。信號處理器4還通過信號總線與存儲器6交互連接實(shí)現(xiàn)信號處理器4向存儲器6的讀寫功能。數(shù)據(jù)比較器在控制器的作用下，實(shí)時地將計數(shù)器的輸出與存儲器6的讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)計數(shù)器的輸出大于存儲器的讀出數(shù)據(jù)時，表明用水器一次性最長用水時間超出限定，即存在漏水等現(xiàn)象，電壓輸出器通過信號處理器4的輸出口輸出高電平至雙向晶閘管7的控制極控制雙向晶閘管7的導(dǎo)通，并由該輸出口發(fā)光二極管回路發(fā)出亮光指示漏水等信息；當(dāng)計數(shù)器的輸出小于存儲器6的讀出數(shù)據(jù)時，表明用水器一次性最長用水時間在正常范圍之內(nèi)，無需進(jìn)行“管制”，信號處理器4的輸出口輸出低電平，電子控制裝置不會發(fā)生任何提示或關(guān)斷進(jìn)水。
所述的晶振5的時鐘頻率為12MHz，輸出連接至信號處理器4中的二端輸入或門電路的輸入端，在或門打開時向計數(shù)器的計數(shù)入口提供輸入脈沖信號。
所述的存儲器6為8k可反復(fù)擦寫(＞1000次)的閃存，專門負(fù)責(zé)通過本實(shí)施例的學(xué)習(xí)功能記錄下所屬下游用水器的正常出水時間，以數(shù)字形式存放于存儲器6中的存儲單元。當(dāng)信號處理器4接收到調(diào)理放大器3的高電平輸出、計數(shù)器開始計數(shù)時，在控制器的作用下，信號處理器4實(shí)時讀取存儲器6中原先所存儲的一次性最長用水時間信息數(shù)據(jù)與當(dāng)前計數(shù)器的計數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；當(dāng)學(xué)習(xí)開關(guān)8處于學(xué)習(xí)狀態(tài)時，本實(shí)施例對下游用水器的出水時間進(jìn)行計數(shù)直至學(xué)習(xí)狀態(tài)結(jié)束，并將計數(shù)的最終數(shù)據(jù)作為一次性用水最長時間寫入存儲器6以覆蓋其中的原有數(shù)據(jù)。
所述的雙向晶閘管7的陽極經(jīng)復(fù)位開關(guān)9與單相交流電源火線端連接，雙向晶閘管7的陰極串接電磁閥受電線圈12后接至單相交流電源的地線端。當(dāng)信號處理器4判定下游用水器出現(xiàn)漏水等現(xiàn)象時，由其輸出端口輸出高電平至雙向晶閘管7的控制極，導(dǎo)致雙向晶閘管7導(dǎo)通與電磁閥受電線圈12受電，因此將電磁閥關(guān)閉；否則，雙向晶閘管7處于關(guān)斷狀態(tài)，電磁閥1不動作。
所述的學(xué)習(xí)開關(guān)8是一個常開按鈕開關(guān)，當(dāng)學(xué)習(xí)開關(guān)8閉合時，信號處理器4中與學(xué)習(xí)開關(guān)8相連接的輸入端口處于高電平，使得邏輯門電路中的或門有高電平輸出，或門打開，裝置進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，對晶振5時鐘脈沖開始計數(shù)，并將計數(shù)數(shù)據(jù)實(shí)時寫入存儲器6；當(dāng)學(xué)習(xí)開關(guān)斷開時，對晶振5時鐘脈沖計數(shù)結(jié)束，此時寫入存儲器6的最后數(shù)據(jù)即為學(xué)習(xí)結(jié)果，存儲器6所存放的數(shù)據(jù)即為用水器一次性最長用水時間信息。這是一種通過人機(jī)交互的方式實(shí)現(xiàn)人工測試或人為設(shè)定用水器一次性最長用水時間的有效方法。
所述的復(fù)位開關(guān)9是一個常閉按鈕開關(guān)，復(fù)位開關(guān)9與雙向晶閘管7和電磁閥受電線圈12串接后與單相交流電源連接構(gòu)成電源輸入回路。當(dāng)漏水等事件已經(jīng)排除，人們認(rèn)定可以恢復(fù)正常用水時，只要按動復(fù)位開關(guān)9按鈕，電磁閥受電線圈12失電以致電磁閥1恢復(fù)閥門的常開狀態(tài)，因此供水系統(tǒng)即恢復(fù)了原先的正常使用。
所述的電源適配器10是向上述器件模塊供電的電源轉(zhuǎn)換裝置，其輸入端與單相交流電源端頭并接，電源轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)將220V交流電轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電壓向差壓傳感器2、調(diào)理放大器3、信號處理器4供電。
本實(shí)施例通過管接頭串接于用水器給水閥門的上游側(cè)，只要經(jīng)過學(xué)習(xí)開關(guān)8的工作過程，就可以初始設(shè)定用水器一次性最長用水時間信息或變更設(shè)定一次性用水最長時間信息，在用水過程中，一旦出現(xiàn)漏水等現(xiàn)象，本實(shí)施例及時地通過判斷，進(jìn)而輸出控制量將電磁閥1啟動而關(guān)閉上游水路，并以二極管發(fā)光的簡單形式向人們提示有漏水等現(xiàn)象發(fā)生，因此可以避免水資源的浪費(fèi)。
本實(shí)施例的整個工作過程進(jìn)一步闡述如下(1)本實(shí)施例按照上述連接方式與實(shí)現(xiàn)方法安裝完畢后，首先進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，使存儲器6存儲下游用水器一次性用水最長時間數(shù)據(jù)；(2)當(dāng)用水器用水后正常、及時關(guān)閉用水開關(guān)，本實(shí)施例不對用水狀況進(jìn)行“干預(yù)”，否則，本實(shí)施例實(shí)時地對用水器實(shí)施“管制”，即，啟動電磁閥1，關(guān)閉上游水路，并使發(fā)光二極管發(fā)光以指示“有用水浪費(fèi)現(xiàn)象！”；(3)當(dāng)“用水浪費(fèi)現(xiàn)象”消除(包括受損閥門修復(fù)等)后，只需按動一次復(fù)位開關(guān)9，即可恢復(fù)正常供水，否則，即使多次重復(fù)按動復(fù)位開關(guān)9也不會使用水器正常供水；(4)在某些特殊情況下，只要關(guān)斷單相交流電源，本實(shí)施例完全脫離控制工作狀態(tài)，因此，不會影響人們特定情況下的連續(xù)用水。
從整個工作可以看出，本實(shí)施例將對節(jié)水起到十分有效的作用，而且工作可靠，進(jìn)入工作或脫離工作僅需接通或關(guān)斷交流電源即可實(shí)現(xiàn)，十分方便，即使本發(fā)明出現(xiàn)故障，也不會影響到用戶的用水。
本實(shí)施例的實(shí)施效果在于(1)首次使用本實(shí)施例或需要變更存儲器6中所存儲的用水器一次性最長用水時間時，只需按動學(xué)習(xí)開關(guān)8，直至設(shè)定時間結(jié)束，再次按動學(xué)習(xí)開關(guān)8即可，此時，存儲器6已經(jīng)存儲或更新一次性最長用水時間信息數(shù)據(jù)；(2)當(dāng)用水器開關(guān)未被關(guān)緊，而且超過了預(yù)先設(shè)定的一次性最長用水時間，本實(shí)施例實(shí)時啟動電磁閥1關(guān)斷給水，并使發(fā)光二極管發(fā)光以提示存在用水浪費(fèi)信息；(3)當(dāng)用水器開關(guān)重新關(guān)好后，按動一次復(fù)位開關(guān)9，用水器就立即恢復(fù)正常給水。
權(quán)利要求
1.一種電子節(jié)水控制裝置，包括電磁閥(1)，其特征在于，還包括差壓傳感器(2)、調(diào)理放大器(3)、信號處理器(4)、晶振(5)、存儲器(6)、雙向晶閘管(7)、學(xué)習(xí)開關(guān)(8)、復(fù)位開關(guān)(9)、電源適配器(10)，電磁閥(1)受電線圈(12)的一端接單相交流電源的地線端、另一端接至雙向晶閘管(7)的陰極，雙向晶閘管(7)的陽極與復(fù)位開關(guān)(9)串接后連接到單相交流電源火線端，差壓傳感器(2)的兩個輸入端頭分別與電磁閥(1)中的兩個導(dǎo)壓孔管(11)連接、輸出端頭與調(diào)理放大器(3)的輸入端頭連接，調(diào)理放大器(3)的輸出端頭連接信號處理器(4)的第一輸入口，信號處理器(4)通過信號總線與晶振(5)和存儲器(6)連接，其第二輸入口連接學(xué)習(xí)開關(guān)(8)，信號處理器(4)的輸出口與雙向晶閘管(7)的控制極連接、并且并接一發(fā)光二極管電壓回路，電源適配器(10)的輸入端連接單相交流電源、輸出端分別與信號處理器(4)、調(diào)理放大器(5)和差壓傳感器(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)水控制裝置，其特征是，所述的電磁閥(1)安裝于用水器給水閥門的上游端，電磁閥閥門流通孔的出水口通過水管連接口直接連通用水器給水閥門的進(jìn)水口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子節(jié)水控制裝置，其特征是，所述的電磁閥(1)包括電磁鐵和閥門，電磁鐵安裝于閥門的上部；所述的閥門為臺階式柱體結(jié)構(gòu)，上小下大，上部為圓柱體，下部為長方體，長方體正對水流面軸向鏜有一圓錐形通流孔，該通流孔的出口半徑小于入口半徑、入口半徑與閥門水流入口端的管接口半徑一致，靠近該通流孔上下游端面的管壁上各設(shè)置有一個導(dǎo)壓孔管(11)，圓柱體上套裝壓縮彈簧；所述的電磁鐵包括受電線圈與軟磁芯，受電線圈套在軟磁芯上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)水控制裝置，其特征是，所述的調(diào)理放大器(3)包括電壓放大電路、濾波電路和差分放大電路，電壓放大電路的輸入端連接差壓傳感器(2)的輸出端，電壓放大電路的輸出端連接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接差分放大電路的信號輸入端，差分放大電路的信號輸出端連接到信號處理器的第一輸入口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)水控制裝置，其特征是，所述的信號處理器(4)包括邏輯門電路、計數(shù)器、數(shù)據(jù)比較器、電壓輸出器與控制器，邏輯門電路的輸入端連接調(diào)理放大器(3)的輸出端，邏輯門電路的輸出端連接計數(shù)器的輸入門控信號入口，計數(shù)器的輸入脈沖信號入口與晶振輸出端連接，計數(shù)器的輸出端連接數(shù)據(jù)比較器的第一輸入通道，數(shù)據(jù)比較器的第二輸入通道通過信號處理器(3)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與存儲器相連接，數(shù)據(jù)比較器的輸出端連接電壓輸出器的輸入端，電壓輸出器的輸出端連接至雙向晶閘管(7)的控制極，控制器通過信號處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)比較器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子節(jié)水控制裝置，其特征是，所述的邏輯門電路為一個二端輸入或門，或門的第一輸入端連接調(diào)理放大器(3)的輸出端，或門的第二輸入端連接學(xué)習(xí)開關(guān)(8)的輸出端，或門的輸出至計數(shù)器的輸入門控信號入口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)水控制裝置，其特征是，所述的晶振(5)，其時鐘頻率為12MHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)水控制裝置，其特征是，所述的存儲器(6)為8k、反復(fù)擦寫大于1000次的閃存。
9.根據(jù)權(quán)利要求1電子節(jié)水控制裝置，其特征是，所述的學(xué)習(xí)開關(guān)(8)是一個常開按鈕開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)水控制裝置，其特征是，所述的復(fù)位開關(guān)(9)是一個常閉按鈕開關(guān)。
全文摘要
一種電子節(jié)水控制裝置，包括電磁閥、差壓傳感器、調(diào)理放大器、信號處理器、晶振、存儲器、雙向晶閘管、學(xué)習(xí)開關(guān)、復(fù)位開關(guān)和電源適配器，電磁閥受電線圈一端接單相交流電源地線端、另一端接雙向晶閘管的陰極，雙向晶閘管的陽極與復(fù)位開關(guān)串接后連接單相交流電源火線端，差壓傳感器的兩個輸入端分別與兩個導(dǎo)壓孔管連接、輸出端與調(diào)理放大器的輸入端連接，調(diào)理放大器的輸出端連接信號處理器的第一輸入口，信號處理器通過信號總線與晶振和存儲器連接，其第二輸入口連接學(xué)習(xí)開關(guān)、輸出口與雙向晶閘管的控制極連接且并接一發(fā)光二極管電壓回路；電源適配器與單相交流電源連接，向信號處理器、調(diào)理放大器和差壓傳感器供電。本發(fā)明可有效避免水資源浪費(fèi)。
文檔編號F16K31/06GK101017369SQ200710037490
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者張秀彬, 張曉芳, 陸冬良, 陳惕存, 肖健, 馬斌博 申請人:上海交通大學(xué)