一种洗手盆排水分流控制装置

1.本实用新型涉及水质检测和分流控制技术领域，具体涉及一种洗手盆排水分流控制装置。


背景技术：

2.随着社会的发展和人们生活水平的提高，洗手盆在家庭、酒店、火车以及公共场所的卫生间等场所使用广泛。我国是水资源缺乏的国家，在日常生活中，人们应该节约用水，有效地利用水资源。因此，可对洗手盆排放的水进行检测后分流回收再用，提高对水的利用率。现有的洗手盆排水器分为两种：(1)常规的洗手盆排水器，只具有排水功能，一些较干净的洗手水被白白流掉，无法实现回收再用；(2)带有机械控制开关的洗手盆排水器，可以通过人工选择的方式对水进行分流回收再用，但无法实现自动控制分流回收再用。比如：申请号为201810973564.1的中国发明专利申请所披露的“洗手盆下水分流装置及其三维翻板阀”，申请号为201710897379.4的中国发明专利申请所披露的“洗手盆废水回收利用装置”，这两个专利都是通过人工去判别是清水还是污水，然后通过人工操作方式去控制分流开关，实现对水的分流和回收再用，没有对水的污染程度进行检测，不能实现对洗手盆排水进行自动控制分流。


技术实现要素：

3.本实用新型针对现有洗手盆排水分流控制装置所存在的不足，提供一种洗手盆排水分流控制装置，其能够对洗手盆排放的水进行水质检测，然后进行自动分流和回收再用。
4.为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种洗手盆排水分流控制装置，包括上位机和至少一个洗手盆排水分流控制系统。
5.每个洗手盆排水分流控制系统主要由水质检测传感器组件、数据处理控制模块、通信模块、电磁阀a和电磁阀b组成；水质检测传感器组件包括浊度传感器、ph值传感器、tds传感器、电导率传感器和传感器信号调理电路模块，浊度传感器的探头安装在容器的内壁，ph值传感器、tds传感器、电导率传感器安装在容器的内部，浊度传感器的输出端、ph值传感器的输出端、tds传感器的输出端和电导率传感器的输出端分别与传感器信号调理电路模块的信号输入接口连接，传感器信号调理电路模块的输出端与数据处理控制模块的输入端连接，数据处理控制模块与通信模块相连，通信模块通过无线通信方式与上位机进行数据通信；电磁阀a和电磁阀b分别通过排水管和水管接头与容器底部连接，电磁阀a和电磁阀b的控制信号输入端分别与数据处理控制模块的输出端连接。
6.优选的，上述方案还包括液位传感器，所述液位传感器安装在容器的外壁，液位传感器的输出端与数据处理控制模块的输入端连接。
7.优选的，所述液位传感器为非接触式液位感应器，包括2个，其一液位传感器用来检测容器内的排放水是否溢出，另一液位传感器用于检测容器内的水是否排放完毕。
8.优选的，排水管为pvc水管或柔性软管。
9.优选的，所述数据处理控制模块包括微控制器、存储器单元、液位检测单元、按键、电磁阀驱动电路单元、时钟单元和led指示灯，所述存储器单元、时钟单元的输入端、输出端均与微控制器连接，液位检测单元、按键的输出端与微控制器连接，电磁阀驱动电路单元、led指示灯的输入端与微控制器连接；所述通信模块的输入端、输出端与微控制器连接，所述传感器信号调理电路模块的输出端与微控制器连接。
10.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
11.1、采用多种水质检测传感器对洗手盆所排放的水进行检测，有效地检测出清水和污水，并通过数据处理控制模块自动控制电磁阀进行分流，即对污水通过下水道排出，对清水进行回收二次再用，达到在生活中节约用水的目的。
12.2、上位机采用无线通信的方式，与多个洗手盆排水分流控制系统进行远程无线通信，使用户不必亲临现场，能够远程地实现对多个洗手盆排水分流控制系统进行水质参数的查看，以及对洗手盆排放的水进行自动分流控制。
附图说明
13.图1为一种洗手盆排水分流控制装置的原理框图。
14.图2为本实用新型的一种使用场景示意图。
15.图3为传感器信号调理电路模块结构示意图。
16.图4为供电模块的原理框图。
17.图5为数据处理控制模块的原理框图。
18.附图标示：1.洗手盆，2.容器，3.隔层板，4.上隔层，5.下隔层，6.上位机，7.软管，8.通水孔，9.传感器信号调理电路模块，9
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1.浊度传感器信号输入接口，9
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2.ph值传感器信号输入接口，9
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3.tds传感器信号输入接口，9
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4.电导率传感器信号输入接口，10
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1.液位传感器a，10
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2.液位传感器b，11.水管接头，12.电磁阀a，13.电磁阀b，14.数据处理控制模块，15.排水管a，16.排水管b，17.水管过孔a，18.水管过孔b。
具体实施方式
19.为了使本实用新型的目的和优点更清楚明了，下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
20.如图1所示，本实用新型公开了一种洗手盆排水分流控制装置，主要由上位机6和至少一个洗手盆排水分流控制系统组成。
21.其中每个洗手盆排水分流控制系统主要由水质检测传感器组件、数据处理控制模块14、通信模块、电磁阀a12和电磁阀b13组成。水质检测传感器组件包括浊度传感器、ph值传感器、tds(总溶解固体)传感器、电导率传感器以及与它们相连接的传感器信号调理电路模块9。浊度传感器的探头安装在容器2的内壁，ph值传感器、tds传感器、电导率传感器安装在容器2的内部，所用的容器2采用非金属材料制作。浊度传感器的输出端、ph值传感器的输出端、tds传感器的输出端和电导率传感器的输出端分别与传感器信号调理电路模块9的信号输入接口连接，传感器信号调理电路模块9的输出端与数据处理控制模块14的输入端连接，数据处理控制模块14的输入端、输出端分别与通信模块的输入端、输出端相连，通信模块以无线通信的方式与上位机6进行数据通信。
22.所述电磁阀a12和电磁阀b13分别通过排水管和水管接头11与容器2底部连接，电磁阀a12和电磁阀b13的控制信号输入端分别与数据处理控制模块14的输出端连接。电磁阀a12和电磁阀b13供电电压为dc+12v，电磁阀a12用来分流水质较好的排放水(清水)。电磁阀b13用来分流水质较差的排放水(污水)。数据处理控制模块14根据水质检测传感器对容器2内水质的检测情况控制电磁阀a12和电磁阀b13工作。当容器2内的排放水的水质较好(清水)时，数据处理控制模块14控制电磁阀a12工作，将容器2内的清水分流给抽水马桶水箱、水桶或其它容器，用于冲马桶、拖地、浇花等；当容器2内的排放水的水质较差(污水)时，数据处理控制模块14控制电磁阀b13工作，将容器2内的污水分流给下水道，直接排掉。
23.作为一种优选实施方式，本实用新型的一种洗手盆排水分流控制系统还包括液位传感器，所述液位传感器安装在容器2的外壁，用来检测容器2内是否有排放水或容器2内的排放水是否溢出，液位传感器的输出端与数据处理控制模块14的输入端连接。
24.如图2所示，为本实用新型的一种使用场景示意图，容器2位置位于洗手盆1的下方，其内部设有隔层板3把容器2结构分为上隔层4和下隔层5，上隔层4可以存储洗手盆1通过软管7排放的水，下隔层5作为支架，用于支撑容器2。
25.上隔层4的容积要大于洗手盆1的容积，便于储水。容器2的中心位置有一个通水孔8，通水孔8的直径略大于软管7的直径，便于通过软管7将洗手盆1的水排放入容器2。
26.下隔层5侧面设置有水管过孔a17和水管过孔b18，排水管a15和排水管b16分别从这两个过孔通过。
27.隔层板3上安装有水管接头11，水管接头11不能超过隔层板3的平面，便于容器2内的储水被分流完，减少容器2内的积水。
28.水管接头11的左右两则分别通过水管与电磁阀a12、电磁阀b13的一端连接。电磁阀a12、电磁阀b13的另一端分别与排水管a15、排水管b16连接，两根排水管分别从容器2下隔层5的侧面上的水管过孔a17和水管过孔b18出来。
29.液位传感器a10
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1和液位传感器b10
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2采用非接触式液位感应器，均安装在容器2的外壁。液位传感器a10
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1用来检测容器2内的排放水是否溢出，液位传感器b10
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2用于检测容器2内的水是否排放完毕。液位传感器a10
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1和液位传感器b10
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2的输出端与数据处理控制模块14输入端连接。水质检测传感器安装在容器2的内部，但不能碰到容器2的内壁，防止传感器探头触碰到内壁，带来测量误差。水质检测传感器包括有浊度传感器、ph值传感器、tds(总溶解固体)传感器和电导率传感器，它们的输出端与传感器信号调理电路模块9的信号输入接口连接。
30.所述的水管接头11为三通水管接头，方便与容器2的上隔层4、电磁阀a12和电磁阀b13连接。
31.所述的排水管a15、排水管b16采用pvc水管或柔性软管，用于排放水。
32.如图3所示为传感器信号调理电路模块9的结构示意图，传感器信号调理电路模块9安装在容器2的外壁，传感器信号调理电路模块9的输出端与数据处理控制模块14的输入端连接。传感器信号调理电路模块9包括浊度传感器电路模块，电导率传感器电路模块，tds传感器电路模块，ph传感器电路模块。其外部设有传感器信号输入接口，包括浊度传感器信号输入接口9
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1、ph值传感器信号输入接口9
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2、tds(总溶解固体)传感器信号输入接口9
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3、电导率传感器信号输入接口9
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4。除此外，其外部还设有防护机构，防止灰尘和水进入内部。
33.供电模块的原理框图如图4所示。供电模块采用直流15v锂电池或者交流220v市电供电两种供电方式。当使用交流220v市电供电时，通过采用220v交流转15v直流输出的电源适配器来实现；电源模块上设有电源极性反接电路和输入电压检测显示电路；电源极性反接电路用于防止电源极性反接时，造成整个控制系统损坏；输入电压检测显示电路可以用于实时检测当前的输入电压，方便用户使用。供电模块用于给水质检测传感器组件、数据处理控制模块14、通信模块、液位传感器和电磁阀提供电源。
34.数据处理控制模块14通过通信模块与上位机6进行无线通信，其安装在洗手盆1的旁边，便于观察排放水的水质信息。数据处理控制模块14的原理框图如图5所示。数据处理控制模块14采用nrf52832作为微控制器，其还包括存储器、按键、led指示灯、液位检测单元、电磁阀驱动电路单元和时钟单元，它们一起构成系统平台。存储器单元、时钟单元的输入端、输出端均与微控制器连接，按键、液位检测单元的输出端与微控制器连接，led指示灯、电磁阀驱动电路单元的输入端分别与微控制器连接；微控制器通过电磁阀驱动电路单元控制电磁阀a12和电磁阀b13工作。所述通信模块的输入端、输出端与微控制器连接，所述传感器信号调理电路模块9的输出端与微控制器连接。通过微控制器片内adc实现传感器信号模拟量到数字量的转换。
35.led指示灯用来指示洗手盆1排放水是清水还是污水，清水时亮绿灯，污水时亮红灯。
36.通信模块采用wifi模块esp8266，通信模块工作在sta+ap模式。在sta+ap模式下，一方面通信模块可以通过路由器连接互联网，上位机6通过互联网实现与洗手盆排水分流控制系统的远程数据传输；另一方面通信模块可以作为热点，组建局域网，实现上位机6与洗手盆排水分流控制系统的数据传输。上位机6为主机/服务器，各个洗手盆排水分流控制系统为从机/客户端，构成多个洗手盆排水分流控制系统。多个洗手盆排水分流控制系统与上位机6之间按tcp/ip协议进行通信，各个洗手盆排水分流控制系统分时向主机/服务器发送检测洗手盆排放水的水质参数等数据，方便用户了解各个洗手盆排水分流控制系统的工作情况。上位机6与各个洗手盆排水分流控制系统建立连接后，对每个已经连接上的洗手盆排水分流控制系统发送控制指令，控制各个洗手盆排水分流控制系统是否向上位机6发送打包好的排放水的水质参数等数据，上位机6通过校验码对所接收到的数据进行校验，如果接收的数据有误，则要求重新发送；如果接收数据正确，则进行存储、处理和显示。上位机6通过无线通信方式与通信模块进行通信，上位机6为手机和电脑。此外，上位机6还具有液位报警功能，当容器2内的液位超过设定的阈值时，上位机6会进行报警提醒。
37.工作原理及过程：
38.步骤1：当人们使用洗手盆1时，洗手盆1中的水通过软管7流入到容器2内的隔层板3上，容器2外壁上的液位传感器b10
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2检测到容器2内的隔层板3上有水，液位传感器b10
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2产生一个信号给数据处理控制模块14，数据处理控制模块14通过控制水质检测传感器组件进行工作，对洗手盆1排放水的水质进行检测，并送给传感器信号调理电路模块9进行调理，然后送给数据处理控制模块14进行采集、分析和处理。
39.步骤2：数据处理控制模块14根据水质检测传感器组件检测得到的水质参数情况控制电磁阀工作，对洗手盆1排放水进行分流。如果当前检测的排放水的污染程度超过预设的参数指标，数据处理控制模块14控制红色led指示灯工作，表示排放水的水质较差；同时
数据处理控制模块14控制电磁阀b13工作，电磁阀a12不工作，通过排水管b16将洗手盆1排放水直接排放掉。如果当前检测的排放水的污染程度在预设参数指标之内，数据处理控制模块14控制绿色led指示灯工作，表示排放水的水质较好；同时数据处理控制模块14控制电磁阀a12工作，电磁阀b13不工作，通过排水管a15将洗手盆1排放水分流给抽水马桶水箱、水桶或其它容器，用于冲马桶、拖地、浇花等，对水进行回收再用，达到在生活中节约用水的目的。在分流的过程中，如果液位传感器a10
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1检测到容器2内排放水的液位信息时，说明容器2内的液体快要溢出容器2，数据处理模块14通过通信模块向上位机6发送溢出指令，并进行报警提醒，同时控制电磁阀b13工作，电磁阀a12不工作，进行适当的排水。
40.步骤3：上位机6通过通信模块与多个洗手盆排水分流控制系统建立连接。洗手盆排水分流控制系统中的数据处理控制模块14将排放水的水质参数进行打包，发送给上位机6进行存储和显示。
41.步骤4：若有洗手盆排水分流控制系统出现异常，不能实现自动分流。洗手盆排水分流控制系统设有人工控制按键，可以手动控制电磁阀a12、电磁阀b13工作，进行人工操作分流容器2内的排放水。
42.上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。