Tds的檢測電路和檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種TDS的檢測電路和檢測方法。該檢測電路包括：水質探針；具有三條支路的TDS檢測單元，第一支路的第一端與水質探針的第一端相連接，第二支路的第一端與水質探針的第二端相連接，第三支路的第一端與水質探針的第一端和/或第二端相連接；以及處理單元，第一輸出端與第一支路的第二端相連接，第二輸出端與第二支路的第二端相連接第一輸入端與第三支路的第二端相連接，兩輸出端交替輸出脈沖信號，輸入端用于獲取TDS檢測單元檢測到的TDS信號。通過本發(fā)明，向水質探針的兩端交替加載電壓驅動水質探針工作，避免由于對水質探針持續(xù)加載直流電壓而導致的電解反應，提高了水質TDS檢測精度、避免檢測時對水質的影響以及延長水質探針的使用壽命。
【專利說明】TDS的檢測電路和檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水處理領域，具體而言，涉及一種TDS的檢測電路和檢測方法。
【背景技術】
[0002]溶解性總固體(TDS,Total Dissolved Solids)是指溶解于水中的固體的總量,測量單位為parts per millions或mg/L、milligram/Liter,物理意義為I升水中溶有多少毫克溶解性總固體。通俗的講，TDS值代表了水中溶解物雜質含量，TDS值越大，說明水中的雜質含量大，水質差，反之，雜質含量小，水質好。
[0003]目前，對于水質最有效的衡量標準便是水的TDS值的大小，由于TDS值越大，水的導電性也越好，其電導率值也越大；TDS值越小，導電性越差，電導率也越小，因而，能夠通過采樣電路獲取水的導電程度來得到水的TDS值。
[0004]現(xiàn)階段，飲用水的水質檢測需要國家檢測機關或者相應的檢測機構使用專用的、精密的檢測儀器來對水質進行檢測和分析，但是，由于專用的、精密的檢測儀器成本昂貴，很難在包括凈水機、飲水機等產品上得到普及。而采用現(xiàn)有技術中的采樣電路時，由于水質探針兩個針頭一端會持續(xù)被加載一個直流電壓，導致水質探針針頭在水中會發(fā)生電解反應，在電解反應中，水質探針加載電壓一端的針頭會持續(xù)的失去電子，促使水質探針加載電壓一端的針頭進而損耗，從而影響水質探針的使用壽命；同時，在電解反應的發(fā)生過程中，水中的離子濃度(水質探針針頭附近的離子濃度)會隨著電解反應的持續(xù)而發(fā)生變化，從而影響檢測精度；第三，持續(xù)性的電解反應會促使水中增加大量有害的離子及離子化合物，影響水質的純凈度，且增加了水體的污染。
[0005]針對相關技術中對TDS檢測時存在電解反應而影響水質探針的使用壽命、影響檢測精度以及影響水質純凈度的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提供一種TDS的檢測電路和檢測方法，以解決對TDS檢測時存在電解反應而影響水質探針的使用壽命、影響檢測精度以及影響水質純凈度的問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了 一種TDS檢測電路。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的TDS檢測電路包括:水質探針，設置于水溶液中；TDS檢測單元，具有第一支路、第二支路和第三支路，其中，第一支路的第一端與水質探針的第一端相連接，第二支路的第一端與水質探針的第二端相連接，第三支路的第一端與水質探針的第一端和/或第二端相連接；以及處理單元，處理單元的第一輸出端與第一支路的第二端相連接，處理單元的第二輸出端與第二支路的第二端相連接，處理單元的第一輸入端與第三支路的第二端相連接，第一輸出端與第二輸出端用于交替輸出脈沖信號，第一輸入端用于獲取TDS檢測單元檢測到的TDS信號。
[0009]進一步地，該檢測電路還包括:感溫包；以及溫度檢測單元，與感溫包和處理單元分別相連接，用于采集水溶液的溫度，其中，處理單元還包括第二輸入端，第二輸入端與溫度檢測單元相連接，處理單元還用于根據(jù)TDS信號和水溶液的溫度確定水溶液的TDS值。
[0010]進一步地，第三支路包括:整流電路，與水質探針相連接；以及濾波電路，第一端與整流電路相連接，第二端與處理單元的第一輸入端相連接。
[0011]進一步地，濾波電路包括:第一電容，第一端連接整流電路，第一電容的第二端接地；第二電容，第一端連接整流電路，第二電容的第二端接地；第一電阻，第一端連接整流電路，第一電阻的第二端接地；第二電阻，第一端連接整流電路，第二電阻的第二端連接處理單元的第一輸入端；以及第三電容，第一端連接于第一節(jié)點，第三電容的第二端接地，其中，第一節(jié)點為第二電阻的第二端與處理單元之間的節(jié)點。
[0012]進一步地，整流電路包括:第一二極管，正極連接水質探針的第一端，第一二極管的負極連接第一電容的第一端；以及第二二極管，正極連接水質探針的第二端，第二二極管的負極連接第一電容的第一端。
[0013]進一步地，整流電路包括:第三二極管，正極連接水質探針的第一端或第二端，第三二極管的負極連接第一電容的第一端。
[0014]進一步地，整流電路包括:第四二極管，正極連接水質探針的第一端，第四二極管的負極連接第一電容的第一端，第五二極管，正極接地，第五二極管的負極連接水質探針的第二端；第六二極管，正極連接水質探針的第二端，第六二極管的負極連接第一電容的第一端；以及第七二極管，正極接地，第七二極管的負極連接水質探針的第一端。
[0015]進一步地，第一支路包括第三電阻，第三電阻的第一端與水質探針的第一端相連接，第三電阻第二端與處理單元的第一輸出端相連接；以及第二支路包括第四電阻，第四電阻的第一端與水質探針的第二端相連接，第四電阻第二端與處理單元的第二輸出端相連接。
[0016]進一步地，溫度檢測單元包括:第四電容，第一端連接感溫包，第四電容的第二端接地；第五電容，第一端連接感溫包，第五電容的第二端接地；第五電阻，第一端連接感溫包，第五電阻的第二端接地；第六電阻，第一端連接感溫包，第六電阻的第二端連接處理單元的第二輸入端；以及第六電容，第一端連接于第二節(jié)點，第六電容的第二端接地，其中，第二節(jié)點為第六電阻的第二端與處理單元之間的節(jié)點。
[0017]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了 一種TDS檢測方法。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的TDS檢測方法包括:交替加載電壓至水質探針的兩端，以驅動水質探針檢測水溶液的TDS ;獲取水質探針檢測到的電壓信號，以得到TDS信號；以及根據(jù)TDS信號確定水溶液的TDS值。
[0019]進一步地，該TDS檢測方法還包括:采集水溶液的溫度，其中，根據(jù)TDS信號確定水溶液的TDS值包括:根據(jù)TDS信號和水溶液的溫度確定水溶液的TDS值。
[0020]通過本發(fā)明，采用包括以下部分的TDS檢測電路:設置于水溶液中的水質探針；具有第一支路、第二支路和第三支路的TDS檢測單元，其中，第一支路的第一端與水質探針的第一端相連接，第二支路的第一端與水質探針的第二端相連接，第三支路的第一端與水質探針的第一端和/或第二端相連接；以及處理單元，處理單元的第一輸出端與第一支路的第二端相連接，處理單元的第二輸出端與第二支路的第二端相連接，處理單元的第一輸入端與第三支路的第二端相連接，第一輸出端與第二輸出端用于交替輸出脈沖信號，第一輸入端用于獲取TDS檢測單元檢測到的TDS信號，通過處理單元交替輸出脈沖信號向水質探針的兩端交替加載電壓，避免由于對水質探針持續(xù)加載直流電壓而導致的電解反應，解決了對TDS檢測時存在電解反應而影響水質探針的使用壽命、影響檢測精度以及影響水質純凈度的問題，進而達到了提高水質TDS檢測精度、避免檢測時對水質的影響以及延長水質探針使用壽命的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的TDS檢測電路的原理框圖；
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的TDS檢測電路的原理框圖；
[0024]圖3是不同溫度下的水質采樣值-TDS曲線示意圖；
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的TDS檢測電路的連接示意圖；
[0026]圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的TDS檢測電路的連接示意圖；
[0027]圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的TDS檢測電路的連接示意圖；
[0028]圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的TDS檢測電路的連接示意圖；以及
[0029]圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的TDS檢測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的TDS檢測電路的原理框圖，如圖1所示，該TDS檢測電路包括水質探針、TDS檢測單元和處理單元。
[0032]水質探針設置于水溶液中，通過驅動電壓信號驅動，用于檢測水溶液的TDS，其中，該驅動電壓信號能夠在水質探針的兩端交替加載電壓。具體地，驅動電壓信號由處理單元產生，該處理單兀具有第一輸出端和第二輸出端，兩個輸出端交替輸出脈沖信號，且第一輸出端經由TDS檢測單元的第一支路與水質探針的第一端相連接，第二輸出端經由TDS檢測單元的第二支路與水質探針的第二端相連接，其中，當?shù)谝惠敵龆溯敵龈唠娖綍r，水質探針的第一端為高電平，第二端為低電平；當?shù)诙敵龆溯敵龈唠娖綍r，水質探針的第二端為高電平，第一端為低電平，從而實現(xiàn)交替加載電壓到水質探針的兩端。
[0033]水質探針在驅動電壓信號的驅動下，產生表征水溶液TDS的檢測電壓，TDS檢測單元的第三支路一端連接水質探針，另一端連接至處理單元的第一輸入端，第三支路采集水質探針產生的檢測電壓以形成TDS信號，并將該TDS信號輸入至處理單元，以使處理單元根據(jù)該TDS信號確定水溶液的TDS值。
[0034]其中，處理單元在邏輯上包括信號發(fā)生部分和信號處理部分，可分別由不同的芯片實現(xiàn)，也可由同一芯片實現(xiàn)。
[0035]在該實施例中，通過處理單元的兩個輸出口交替輸出脈沖信號，來交替加載電壓至水質探針的兩端，從而避免對水質探針持續(xù)加載直流電壓而導致水質探針在水溶液中發(fā)生電解反應，進而提高了水質TDS檢測精度、避免檢測時對水質的影響并能夠延長水質探針的使用壽命。[0036]采用該實施例提供的TDS檢測電路，避免使用直流電壓來為水質探針提供電壓驅動信號，從而能夠防止水質探針在對飲用水進行水質檢測的時候發(fā)生電解反應，電解析出的離子和離子化合物對飲用水產生二次污染，且水質探針的檢測針頭可使用食品級安全檢測材料，進一步保證水質檢測的精準度和防止其在水中發(fā)生化學反應。
[0037]由于該實施例能夠避免水質探針在水中產生電解的反應現(xiàn)象，所以能夠延長水質探針的使用壽命；同時，交替式的電壓驅動可以穩(wěn)定的促使水質探針進行TDS值的采樣，不會由于電解反應導致水質離子濃度發(fā)生變化，而干擾水質探針檢測時的采樣精度。這種交替式的電壓驅動方式類似于交流驅動，檢測的都是1/f (f為脈沖信號的頻率)時刻的采樣值，快速采樣可以避免因為水體中產生出來的離子或者液體的流動性對采樣穩(wěn)定性的影響。
[0038]圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的TDS檢測電路的原理框圖，如圖2所示，該TDS檢測電路包括水質探針、TDS檢測單元、感溫包、溫度檢測單元和處理單元。
[0039]其中，水質探針設置于水溶液中，通過驅動電壓信號驅動，用于檢測水溶液的TDS，該驅動電壓信號由處理單元產生，并經由TDS檢測單元加載至水質探針，以交替加載電壓至水質探針的兩端。水質探針在驅動電壓信號的驅動下，產生表征水溶液TDS的檢測電壓，TDS檢測單元采集水質探針產生的檢測電壓以形成TDS信號，并將該TDS信號輸入至處理單
J Li ο
[0040]在水質探針檢測水溶液TDS的同時，通過設置感溫包實時檢測水溶液的溫度。溫度檢測單元與感溫包和處理單元分別相連接，采集感溫包檢測到的水溶液的溫度，并將檢測到的溫度輸入至處理單元，處理單元根據(jù)水溶液的溫度和TDS信號確定水溶液的TDS值。
[0041]經發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，如圖3所示，對于相同的水質TDS，當水溫不同時，TDS信號對應的TDS采樣值不同，例如，當TDS為25mg/L時，水溫為1°C時獲得的采樣值為185，而水溫為25°C時獲得的采樣值小于175，因而，在水質TDS檢測時，如果不考慮水溫的影響，那么處理單元確定的TDS不準確。
[0042]在該實施例中，將水溶液溶液的溫度作為確定TDS的條件，以克服水溫對TDS準確性的影響，從而提高了水質TDS檢測的準確性。
[0043]優(yōu)選地，處理單元根據(jù)水溶液的溫度和TDS采樣值(TDS信號對應的采樣值)確定水溶液的TDS值時，首先根據(jù)水溶液的溫度修正水質采樣值，然后根據(jù)修正后的采樣值以及預設的采樣值-TDS曲線，確定水溶液的TDS，其中，當預設的采樣值-TDS曲線是水溫為第一溫度時的采樣值-TDS曲線時，根據(jù)水溶液的溫度修正水質采樣值包括采用以下公式修正:
[0044]TDS_AD 修正后=TDS_AD 修正前 + (T 水-T1) % Δ T
[0045]其中，TDS_AD修正后為修正后的水質采樣值，TDS_AD修正前為獲取到的水質采樣值，T水為水溶液的溫度，T1為第一溫度，Δ T為預設補償溫度。
[0046]如圖3所示，由于水溶液的溫度小于20°C時，相同TDS下，不同溫度時測得的水質采樣值差異較大，進一步優(yōu)選地，當水溶液的溫度小于20°C時，處理單元采樣上述修正采樣值的方法確定水溶液的TDS值。
[0047]例如，通過檢測水質TDS的專用電導儀(精度高、價格昂貴)檢測1°C和10°C下不同TDS值時的水質采樣值，得到預設的采樣值-TDS曲線，當水溶液的溫度為4°C時，處理單元接收到TDS信號后，對TDS信號對應的采樣值進行修正:TDS_ADfttJg=TDS_ADfttlj +(4-1) %2，然后通過1°C下的采樣值-TDS曲線確定水溶液的TDS ;當水溶液的溫度為15°C時，處理單元接收到TDS信號后，對TDS信號對應的采樣值進行修正=TDS-ADftejg =TDS_AD修正前+ (15-10)%2，然后通過10°C下的采樣值-TDS曲線確定水溶液的TDS。
[0048]優(yōu)選地，處理單元預設多個溫度范圍，不同溫度范圍對應不同的基準溫度，預存有每個基準溫度時的采樣值-TDS曲線，處理單元根據(jù)水溶液的溫度和TDS采樣值(TDS信號對應的采樣值)確定水溶液的TDS值時，先確定水溶液的溫度處于哪一個溫度范圍，然后根據(jù)確定的溫度范圍確定水溶液的溫度對應的基準溫度，最后根據(jù)水質采樣值和確定的基準溫度的采樣值-TDS曲線，確定水溶液的TDS。
[0049]如圖3所示，由于水溶液的溫度大于或等于20°C時，相同TDS下，不同溫度時測得的水質采樣值差異較小，則采用相近溫度時的水質采樣值代替實際獲取的水質采樣值來確定水溶液的TDS，方法簡單且對TDS的準確性影響小，因此，進一步優(yōu)選地，當水溶液的溫度大于或等于20°C時，處理單元采樣上述預設多個基準溫度的方法確定水溶液的TDS值。
[0050]例如，預設的某個溫度范圍為27°C 10C，該溫度范圍對應的基準溫度為29°C，通過檢測水質TDS的專用電導儀(精度高、價格昂貴)檢測29°C下不同TDS時的水質采樣值，得到預設的采樣值-TDS曲線，當水溶液的溫度為28°C時，處理單元確定水溫處于27°C?31°C，進而確定基準溫度為29°C，最后根據(jù)水質采樣值和29°C的采樣值-TDS曲線，確定水溶液的TDS。
[0051]采用上述的優(yōu)選實施例，只需預存基準溫度下的采樣值-TDS曲線，并在不同水溶液溫度采用不同的方法確定水溶液的TDS值，便可準確的得到水溶液的TDS值，通過簡易檢測電路即可實現(xiàn)復雜設計儀器檢測效果，簡單方便，節(jié)省TDS的檢測成本。
[0052]圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的TDS檢測電路的連接示意圖，如圖4所示，TDS檢測電路的水質探針CNl用于檢測水溶液的TDS，其驅動電壓信號由處理單元經由TDS檢測單元提供。
[0053]處理單元通過單片機(圖中未示出)實現(xiàn)，具有第一輸出口 Q-A、第二輸出口 Q-B和第一輸入口 Q-TDS。
[0054]TDS檢測單元的第一支路包括第三電阻R3，第三電阻R3的第一端與水質探針CNl的第一端相連接，第三電阻R3的第二端連接至單片機的第一輸出口 Q-A。
[0055]TDS檢測單元的第二支路包括第四電阻R4，第四電阻R4的第一端與水質探針CNl的第二端相連接，第四電阻R4第二端連接至單片機的第二輸出口 Q-B。
[0056]TDS檢測單元的第三支路包括第一二極管Dl、第二二極管D2、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第一電阻Rl和第二電阻R2，其中，第一二極管Dl的正極連接水質探針CNl的第一端，第一二極管Dl的負極連接第一電容Cl的第一端；第二二極管D2的正極連接水質探針CNl的第二端，第二二極管D2的負極連接第一電容Cl的第一端；第一電容Cl的第一端與第一二極管Dl和第二二極管D2的負極均連接，第一電容Cl的第二端接地；第二電容C2和第一電阻Rl分別與第一電容Cl并聯(lián)；第二電阻R2的第一端與第一二極管Dl和第二二極管D2的負極均連接，第二電阻R2的第二端連接單片機的第一輸入口 Q-TDS ;在第二電阻R2的第二端與單片機之間設置一個節(jié)點，第三電容C3的第一端連接至該節(jié)點，第三電容C3的第二端接地。[0057]該電路的工作原理如下:當檢測電路中的第一輸入口 Q-A輸入高電平時，對應的第二輸入口 Q-B輸入為低電平，然后由第三電阻R3與測量溶液的電導率加第四電阻R4總阻值來進行分壓，電壓經過第一二極管Dl，并經過濾波第一電容Cl和第二電容C2進行濾波，然后經過第二電阻R2 (即限流電阻)和第三電容C3 (即濾波電容)并由芯片檢測口進行電壓檢測；反之，當檢測電路中的第二輸入口 Q-B輸入高電平時，對應的第一輸入口 Q-A輸入為低電平，然后由第四電阻R4與測量溶液的電導率加第三電阻R3總阻值來進行分壓，電壓經過第二二極管D2，并經過濾波第一電容Cl和第二電容C2進行濾波，然后經過第二電阻R2和第三電容C3并由芯片檢測口進行電壓檢測，第一電阻Rl為第一電容和第二電容的放電電阻，并且電路輸入高低電平的頻率為50KHz。
[0058]單片機通過兩個輸出口交替輸出一定頻率的脈沖信號，例如正弦波脈沖信號或矩形波脈沖信號，來交替加載電壓到水質探針的兩端，從而避免持續(xù)的直流作用導致水質探針在水溶液中發(fā)生電解反應。
[0059]圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的TDS檢測電路的連接示意圖，如圖5所示，TDS檢測電路的水質探針CNl用于檢測水溶液的TDS，其驅動電壓信號由處理單元經由TDS檢測單元提供。
[0060]處理單元通過單片機(圖中未示出)實現(xiàn)，具有第一輸出口 Q-A、第二輸出口 Q-B和第一輸入口 Q-TDS。
[0061]TDS檢測單元的第一支路包括第三電阻R3，第三電阻R3的第一端與水質探針CNl的第一端相連接，第三電阻R3的第二端連接至單片機的第一輸出口 Q-A。
[0062]TDS檢測單元的第二支路包括第四電阻R4，第四電阻R4的第一端與水質探針CNl的第二端相連接，第四電阻R4第二端連接至單片機的第二輸出口 Q-B。
[0063]TDS檢測單元的第三支路包括第三二極管D3、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第一電阻Rl和第二電阻R2，其中，第三二極管D3的正極連接水質探針CNl的第一端，第三二極管D3的負極連接第一電容Cl的第一端；第一電容Cl的第一端與第三二極管D3的負極連接，第一電容Cl的第二端接地；第二電容C2和第一電阻Rl分別與第一電容Cl并聯(lián)；第二電阻R2的第一端與第三二極管D3的負極連接，第二電阻R2的第二端連接單片機的第一輸入口 Q-TDS ;在第二電阻R2的第二端與單片機之間設置一個節(jié)點，第三電容C3的第一端連接至該節(jié)點，第三電容C3的第二端接地。
[0064]該電路的工作原理如下:當檢測電路中的第一輸入口 Q-A輸入高電平時，對應的第二輸入口 Q-B輸入為低電平，然后由第三電阻R3與測量溶液的電導率加第四電阻R4總阻值來進行分壓，電壓經過第三二極管D3，并經過濾波第一電容Cl和第二電容C2進行濾波，然后經過限流電阻R2和濾波電容C3并由芯片檢測口進行電壓檢測；反之，當檢測電路中的第二輸入口 Q-B輸入高電平時，對應的第一輸入口 Q-A輸入為低電平，然后由第四電阻R4與測量溶液的電導率加第三電阻R3總阻值來進行分壓，電壓經過第三二極管D3，并經過濾波第一電容Cl和第二電容C2進行濾波，然后經過限流電阻R2和濾波電容C3并由芯片檢測口進行電壓檢測；第一電阻Rl為第一電容和第二電容的放電電阻，并且電路輸入高低電平的頻率為50KHz。
[0065]圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的TDS檢測電路的連接示意圖，如圖6所示，TDS檢測電路的水質探針CNl用于檢測水溶液的TDS，其驅動電壓信號由處理單元經由TDS檢測單元提供。
[0066]處理單元通過單片機(圖中未示出)實現(xiàn)，具有第一輸出口 Q-A、第二輸出口 Q-B和第一輸入口 Q-TDS。
[0067]TDS檢測單元的第一支路包括第三電阻R3，第三電阻R3的第一端與水質探針CNl的第一端相連接，第三電阻R3的第二端連接至單片機的第一輸出口 Q-A。
[0068]TDS檢測單元的第二支路包括第四電阻R4，第四電阻R4的第一端與水質探針CNl的第二端相連接，第四電阻R4第二端連接至單片機的第二輸出口 Q-B。
[0069]TDS檢測單元的第三支路包括第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第一電阻Rl和第二電阻R2，其中，第四二極管D4的正極連接水質探針CNl的第一端，第四二極管D4的負極連接第一電容Cl的第一端；第五二極管D5的正極接地，第五二極管D5的負極連接水質探針CNl的第二端；第六二極管D6的正極連接水質探針CNl的第二端，第六二極管D6的負極連接第一電容Cl的第一端；第七二極管D7的正極接地，第七二極管D7的負極連接水質探針CNl的第一端；第一電容Cl的第一端與第四二極管D4和第六二極管D6的負極分別相連接，第一電容Cl的第二端接地；第二電容C2和第一電阻Rl分別與第一電容Cl并聯(lián)；第二電阻R2的第一端與第四二極管D4和第六二極管D6的負極均連接，第二電阻R2的第二端連接單片機的第一輸入口 Q-TDS ;在第二電阻R2的第二端與單片機之間設置一個節(jié)點，第三電容C3的第一端連接至該節(jié)點，第三電容C3的第二端接地。
[0070]該電路的工作原理如下:當檢測電路中的第一輸入口 Q-A輸入高電平時，對應的第二輸入口 Q-B輸入為低電平，然后由第三電阻R3與測量溶液的電導率加第四電阻R4總阻值來進行分壓，電壓經過第四二極管D4，并經過濾波第一電容Cl和第二電容C2進行濾波，然后經過限流電阻R2和濾波電容C3并由芯片檢測口進行電壓檢測；反之，當檢測電路中的第二輸入口 Q-B輸入高電平時，對應的第一輸入口 Q-A輸入為低電平，然后由第四電阻R4與測量溶液的電導率加第三電阻R3總阻值來進行分壓，電壓經過第六二極管D6，并經過濾波第一電容Cl和第二電容C2進行濾波，然后經過限流電阻R2和濾波電容C3并由芯片檢測口進行電壓檢測；第一電阻Rl為第一電容和第二電容的放電電阻，并且電路輸入高低電平的頻率為50KHz。
[0071]圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的TDS檢測電路的連接示意圖，該實施例包括圖4至圖6中任意實施例提供的水質探針和TDS檢測單元，還包括感溫包CN2和溫度檢測電路。
[0072]處理單元通過單片機(圖中未示出)實現(xiàn)，具有第一輸出口 Q-A、第二輸出口 Q-B、第一輸入口 Q-TDS和第二輸入口 Q-T。
[0073]其中，該實施例中的TDS檢測單元在上文中已做詳細描述，此處不再重復。如圖7所示，溫度檢測單元包括第四電容C4、第四電容C5、第六電容C6、第五電阻R5和第六電阻R6,其中，第四電容C4的一端連接感溫包，另一端接地；第五電容C5和第五電阻R5分別于第四電容C4并聯(lián)；第六電阻R6的第一端與CN2連接，第六電阻R6的第二端連接單片機的第二輸入口 Q-T ;在第六電阻R6的第二端與單片機之間設置一個節(jié)點，第六電容C6的第一端連接至該節(jié)點，第六電容C6的第二端接地。
[0074]該電路的工作原理如下:感溫包的一端接+5V電源，另一端接濾波電容、放電電阻和限流電阻。當溫度不同，即感溫包中的熱敏電阻所呈現(xiàn)出來的阻值也不同，即+5V經過熱敏電阻分壓后的電壓經過第四電容C4和第五電容C5進行濾波，再經過限流電阻R6和濾波電容C6，然后由芯片檢測端口進行電壓檢測。第五電阻R5為第四電容和第五電容的放電電阻，并且電路輸入高低電平的頻率為50KHz，
[0075]在水質探針檢測水溶液TDS的同時，通過設置感溫CN2包實時檢測水溶液的溫度，單片機根據(jù)水溶液的溫度和TDS信號確定水溶液的TDS值。
[0076]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的TDS檢測方法的流程圖，如圖7所示，該方法包括如下的步驟S102至步驟S106:
[0077]步驟S102:交替加載電壓至水質探針的兩端，以驅動水質探針檢測水溶液的TDS，其中，水質探針設置于水溶液中，通過驅動電壓信號驅動，該驅動電壓信號能夠在水質探針的兩端交替加載電壓。
[0078]步驟S104:獲取水質探針檢測到的電壓信號，以得到TDS信號。
[0079]水質探針在驅動電壓信號的驅動下，產生表征水溶液TDS的檢測電壓，獲取該電壓信號得到TDS信號。
[0080]步驟S106:根據(jù)TDS信號確定水溶液的TDS值。
[0081 ] 在該實施例中，通過交替加載電壓至水質探針的兩端來驅動水質探針檢測水溶液的TDS，從而避免對水質探針持續(xù)加載直流電壓而導致水質探針在水溶液中發(fā)生電解反應，進而提高了水質TDS檢測精度、避免檢測時對水質的影響并能夠延長水質探針的使用壽命O
[0082]優(yōu)選地，該TDS檢測方法還包括采集水溶液的溫度的步驟，其中，步驟S106為根據(jù)TDS信號和水溶液的溫度確定水溶液的TDS值。
[0083]采用該優(yōu)選實施例，將水溶液溶液的溫度作為確定TDS的條件，以克服水溫對TDS準確性的影響，從而提高了水質TDS檢測的準確性。
[0084]進一步優(yōu)選地，在根據(jù)TDS信號和水溶液的溫度確定水溶液的TDS值時，可采用上文中描述的修正采樣值的方法確定水溶液的TDS值，也可采樣上文中描述的預設多個基準溫度的方法確定水溶液的TDS值，具體過程此處不再贅述。
[0085]從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實現(xiàn)了如下技術效果:通過處理單元的兩個輸出口交替輸出脈沖信號，來交替加載電壓至水質探針的兩端，從而避免對水質探針持續(xù)加載直流電壓而導致水質探針在水溶液中發(fā)生電解反應，進而提高了水質TDS檢測精度、避免檢測時對水質的影響并能夠延長水質探針的使用壽命。
[0086]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種TDS檢測電路，其特征在于，包括: 水質探針，設置于水溶液中； TDS檢測單元，具有第一支路、第二支路和第三支路，其中，所述第一支路的第一端與所述水質探針的第一端相連接，所述第二支路的第一端與所述水質探針的第二端相連接，所述第三支路的第一端與所述水質探針的第一端和/或第二端相連接；以及 處理單元，所述處理單元的第一輸出端與所述第一支路的第二端相連接，所述處理單元的第二輸出端與所述第二支路的第二端相連接，所述處理單元的第一輸入端與所述第三支路的第二端相連接，所述第一輸出端與所述第二輸出端用于交替輸出脈沖信號，所述第一輸入端用于獲取所述TDS檢測單元檢測到的TDS信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的TDS檢測電路，其特征在于，還包括: 感溫包；以及 溫度檢測單元，與所述感溫包和所述處理單元分別相連接，用于采集所述水溶液的溫度， 其中，所述處理單元還包括第二輸入端，所述第二輸入端與所述溫度檢測單元相連接，所述處理單元還用于根據(jù)所述TDS信號和所述水溶液的溫度確定所述水溶液的TDS值。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的TDS檢測電路，其特征在于，所述第三支路包括: 整流電路，與所述水質探針相連接；以及 濾波電路，第一端與所述`整流電路相連接，第二端與所述處理單元的第一輸入端相連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的TDS檢測電路，其特征在于，所述濾波電路包括: 第一電容(Cl)，第一端連接所述整流電路，所述第一電容(Cl)的第二端接地； 第二電容(C2)，第一端連接所述整流電路，所述第二電容(C2)的第二端接地； 第一電阻(R1)，第一端連接所述整流電路，所述第一電阻(Rl)的第二端接地； 第二電阻(R2)，第一端連接所述整流電路，所述第二電阻(R2)的第二端連接所述處理單元的第一輸入端(Q-TDS);以及 第三電容(C3)，第一端連接于第一節(jié)點，所述第三電容(C3)的第二端接地，其中，所述第一節(jié)點為所述第二電阻(R2)的第二端與所述處理單元之間的節(jié)點。
5.根據(jù)權利要求4所述的TDS檢測電路，其特征在于，所述整流電路包括: 第一二極管(D1)，正極連接所述水質探針的第一端，所述第一二極管(Dl)的負極連接所述第一電容(Cl)的第一端；以及 第二二極管(D2)，正極連接所述水質探針的第二端，所述第二二極管(D2)的負極連接所述第一電容(Cl)的第一端。
6.根據(jù)權利要求4所述的TDS檢測電路，其特征在于，所述整流電路包括: 第三二極管(D3)，正極連接所述水質探針的第一端或第二端，所述第三二極管(D3)的負極連接所述第一電容(Cl)的第一端。
7.根據(jù)權利要求4所述的TDS檢測電路，其特征在于，所述整流電路包括: 第四二極管(D4)，正極連接所述水質探針的第一端，所述第四二極管(D4)的負極連接所述第一電容(Cl)的第一端， 第五二極管(D5)，正極接地，所述第五二極管(D5)的負極連接所述水質探針的第二端; 第六二極管(D6)，正極連接所述水質探針的第二端，所述第六二極管(D6)的負極連接所述第一電容(Cl)的第一端；以及 第七二極管(D7)，正極接地，所述第七二極管(D7)的負極連接所述水質探針的第一端。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的TDS檢測電路，其特征在于， 所述第一支路包括第三電阻(R3)，所述第三電阻(R3)的第一端與所述水質探針的第一端相連接，所述第三電阻(R3)第二端與所述處理單元的第一輸出端(Q-A)相連接；以及所述第二支路包括第四電阻(R4)，所述第四電阻(R4)的第一端與所述水質探針的第二端相連接，所述第四電阻(R4)第二端與所述處理單元的第二輸出端(Q-B)相連接。
9.根據(jù)權利要求2所述的TDS檢測電路，其特征在于，所述溫度檢測單元包括: 第四電容(C4)，第一端連接所述感溫包，所述第四電容(C4)的第二端接地； 第五電容(C5)，第一端連接所述感溫包，所述第五電容(C5)的第二端接地； 第五電阻(R5)，第一端連接所述感溫包，所述第五電阻(R5)的第二端接地； 第六電阻(R6)，第一端連接所述感溫包，所述第六電阻(R6)的第二端連接所述處理單元的第二輸入端(Q-T);以及 第六電容(C6)，第一端連接于第二節(jié)點，所述第六電容(C6)的第二端接地，其中，所述第二節(jié)點為所述第六電阻(R6)的第二端與所述處理單元之間的節(jié)點。
10.一種TDS檢測方法，其`特征在于，包括: 交替加載電壓至水質探針的兩端，以驅動所述水質探針檢測水溶液的TDS ； 獲取所述水質探針檢測到的電壓信號，以得到TDS信號；以及 根據(jù)所述TDS信號確定所述水溶液的TDS值。
11.根據(jù)權利要求10所述的TDS檢測方法，其特征在于，還包括: 采集所述水溶液的溫度， 其中，根據(jù)所述TDS信號確定所述水溶液的TDS值包括:根據(jù)所述TDS信號和所述水溶液的溫度確定所述水溶液的TDS值。
【文檔編號】G01N27/00GK103675023SQ201210337744
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月12日 優(yōu)先權日:2012年9月12日
【發(fā)明者】劉俊輝, 王彤, 吳偉賓, 曹小林, 韋國剛, 唐琳 申請人:珠海格力電器股份有限公司