申请日2012.12.07
公开(公告)日2013.02.27
IPC分类号H02J7/36; G01N33/18
摘要
本发明公开了一种用于检测工业污水水质的无线传感器，包括供电模块、水质检测模块、无线传输模块、控制模块以及用于实时检测污水的PH值的PH探头和电源切换模块，无线传输模块实时将水质检测模块获得到的水质检测数据发送给外部控制中心，供电模块包括充电电池、充电管理模块和原电池组，控制模块根据所述PH值是否满足PH设定值相应地发出第一或第二控制信号，电源切换模块根据述第一控制信号将传感器的工作电源切换为原电池组，根据第二控制信号将传感器的工作电源切换为充电电池，充电管理模块根据第一控制信号接通充电电池的充电电路。本发明，采用原电池和充电电池组合作为传感器的工作电源，并可自动切换，达到了节能环保的目的。
权利要求书
1.用于检测工业污水水质的无线传感器，包括供电模块、水质检测模 块、无线传输模块和控制模块，在所述控制模块的控制下，所述无线传输 模块实时将所述水质检测模块获得到的水质检测数据发送给外部控制中 心，其特征在于，还包括用于实时检测污水的PH值的PH探头和电源切换 模块，所述供电模块包括充电电池和充电管理模块以及原电池组，所述控 制模块根据所述PH值是否满足PH设定值相应地发出第一或第二控制信号， 所述电源切换模块根据所述第一控制信号将无线传感器的工作电源切换为 所述原电池组，所述充电管理模块根据所述第一控制信号接通所述原电池 组至所述充电电池的充电电路，所述电源切换模块根据所述第二控制信号 将无线传感器的工作电源切换为所述充电电池。
2.如权利要求1所述的用于检测工业污水 水质的无线传感器，其特征 在于，还包括原电池组输出电压检测模块，实时检测所述原电池组的输出 电压，所述控制模块根据所述原电池组的输出电压是否满足无线传感器的 工作电压条件再一次输出所述第二控制信号。
3.如权利要求2所述的用于检测工业污水水质的无线传感器，其特征 在于，所述无线传感器的工作电压条件为：电压值稳定且达到标定值。
4.如权利要求1所述的用于检测工业污水水质的无线传感器，其特征 在于，所述PH设定值为PH=3～5。
5.如权利要求1所述的用于检测工业污水水质的无线传感器，其特征 在于，所述充电管理模块包括Buck快速转换器，所述控制模块通过调整PWM 占空比调整所述Buck快速转换器输出至所述充电电池的充电电流。
6.如权利要求1所述的用于检测工业污水水质的无线传感器，其特征 在于，所述充电电池具体为锂电池。
7.如权利要求1所述的用于检测工业污水水质的无线传感器，其特征 在于，所述原电池组由多个原电池串联而成。
说明书
用于检测工业污水水质的无线传感器
技术领域
本发明涉及传感器，具体涉及用于检测工业污水水质的无线传感器。
背景技术
长年以来，工业水污染的问题一直困扰着人们。要减轻工业水污染带 来的恶果、进行污水处理，首先就需要对工业污水的水质进行检测，以判 定污染等级。因此，解决工业水污染问题的基础是采用一种低成本、低能 耗、自动化的工业污水水质检测传感器。
水质检测传感器通常采用无线射频传输装置传输水质检测信号。目前， 常规的水质检测无线传感器均采用外接锂电池作为系统的供电方式。但由 于无线射频传输装置的功耗较大，而传感器外接锂电池的电量及体积会由 于水域检测环境的要求而受到严格限制，从而导致一般的水质检测无线传 感器的锂电池使用寿命较低，一般只能持续使用6个月左右。尤其是在湿 度非常大的湖泊、河流、水库等水域中，锂电池的寿命会更短，除非添加 非常复杂的除湿装置，但是这样会增加传感器的成本，不利于水质检测无 线传感器的推广和大规模使用。
同时，由于水质检测无线传感器一般都会部署在湖泊、河流、水库等 覆盖范围较广的水域上，直接导致了更换传感器电池的难度及成本都很大。 尤其对于工业污水的水质检测传感器，一般只能做一次性使用。
为了解决水质检测传感器电池使用寿命低的问题，将生物能源、太阳 能、风能等清洁型能源应用于水质检测传感器领域，成为时下业界关注的 研发重点。
为此，中国实用新型专利CN201307111(申请号为200820225062.2) 公开了一种基于太阳能的智能水质检测装置。该技术方案将太阳能电池板 通过导线与锂蓄电池相连，并将MCU控制模块和无线通讯模块分别连接至 电池上。在阳光照射充足时，通过太阳能电池板为锂蓄电池充电。这种方 案存在的一个主要不利因素在于太阳能电池会过多的依赖于天气、光照等 自然条件，在恶劣天气或夜间均无法使用。此外，由于太阳能电池板的造 价及安装成本都较高，也会直接导致传感器的成本提升，并没能达到节能 环保的目的。
中国发明专利CN102288739A(申请号为201110161848.9)公开了一种 风力发电系统向水质传感器供电的水质监控系统。该技术方案利用自然风 力吹动风力发电机的叶片旋转，带动风力发电机产生电流，以供给传感器 使用。这种方案的一个首要缺陷就在于每个传感器都需要安装风页、风力 发电机等设备，不仅会导致传感器系统的体积增大，而且整个系统的成本 也会直线升高。此外，依靠风力发电所转换得到的电能不稳定且可持续使 用性较差，这也导致该方案的实用性稍显不足。
由此可见，现有应用太阳能、风能等清洁型能源的工业污水水质检测 无线传感器普遍存在制造成本高、实用性较差的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决应用太阳能、风能等清洁型能源的 工业污水水质检测传感器制造成本较高、实用性较差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种用于检 测工业污水水质的无线传感器，包括供电模块、水质检测模块、无线传输 模块和控制模块，在所述控制模块的控制下，所述无线传输模块实时将所 述水质检测模块获得到的水质检测数据发送给外部控制中心;还包括用于 实时检测污水的PH值的PH探头和电源切换模块，所述供电模块包括充电 电池、充电管理模块和原电池组，所述控制模块根据所述PH值是否满足PH 设定值相应地发出第一或第二控制信号，所述电源切换模块根据所述第一 控制信号将无线传感器的工作电源切换为所述原电池组，所述充电管理模 块根据所述第一控制信号接通所述原电池组至所述充电电池的充电电路， 所述电源切换模块根据所述第二控制信号将无线传感器的工作电源切换为 所述充电电池。
在上述方案中，还包括原电池组输出电压检测模块，实时检测所述原 电池组的输出电压，所述控制模块根据所述原电池组的输出电压是否满足 无线传感器的工作电压条件再一次输出所述第二控制信号。
在上述方案中，所述无线传感器的工作电压条件为：电压值稳定且达 到标定值。
在上述方案中，所述PH设定值为PH=3～5。
在上述方案中，所述充电管理模块包括Buck快速转换器，所述控制模 块通过调整PWM占空比调整所述Buck快速转换器输出至所述充电电池的充 电电流。
在上述方案中，所述充电电池具体为锂电池。
在上述方案中，所述原电池组由多个原电池串联而成。
本发明提供的技术方案，采用原电池和充电电池组合作为传感器的工 作电源，并通过电源切换模块实现了原电池和充电电池的自动切换，达到 了节能环保的目的，对解决工业水污染问题具有非常重大的意义。
