水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路技术方案

本实用新型专利技术属于水质在线监测分析测量领域，具体涉及一种水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路。水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路，其特征是，光电接收管电连接运算放大器模块输入端，运算放大器模块输出端电连接模数转换模块的输入端，模数转换模块输出端电连接MCU最小系统电路；运算放大器模块负反馈端电连接单数控电位器的电阻端，单数控电位器的四路控制端电连接MCU最小系统电路；MCU最小系统电路电连接串口模块，串口模块电连接触摸屏。本实用新型专利技术的有益之处是，调节初始光强信号，直接在在线测量仪器触摸屏上设置数字，就可以设置初始光强信号，定期维护方便，提高了在线测量仪器的可靠性。

On line water quality measurement MCU minimum system program controlled light intensity regulation circuit

【技术实现步骤摘要】
水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路
本技术属于水质在线监测分析测量领域，具体涉及一种水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路。
技术介绍
公知的水质在线测量电路，是利用MCU最小系统作为水质在线测量的大脑，依次启动系列继电器，指挥相关硬件按程序执行操作，代替人类的手、眼睛，实现动态实时测量。MCU最小系统的操作和显示，采用触摸式电子显示屏。具体单次测量：MCU最小系统，由时钟模块提供年、月、日、小时、分、秒时钟信号，按照时钟顺序依次用光耦继电器启动注射泵、排空阀、八通阀和消解池上下的高压阀，使用光学定量管，定量抽取样品水样、标1液和标2液到消解池，按时、定量注入试剂A、试剂B、试剂C、试剂D到消解池，以程序设定的温度、时间、电热丝加热、热电偶测温控温，加热消解池内部液体，完成消解池内部液体的消解反应，再启动消解池两侧的光度法探测装置，光电转换后的电压信号，经过运算放大器放大，再模数转换，MCU最小系统识别，获得水样、标1液和标2液相关的水质数据，完成对应的光度学测量；整个测量过程，眼睛发现，光度学测量的关键是接受光强的变换；如标1液(空白)的光强的数字要大，水样的光强才有变化选择空间，才能准确测量；存在的问题：现有的水质在线测量电路的光路，即消解池两一侧的发光管与另一侧的光电接收管，由于发光管采用恒流源供电，可以认为发光光强不变；接受管光强的调节，需要打开仪器后面板，采用人工现场调节仪器内部的可变电阻，即运放的负反馈电阻，改变接受光强数值。显然，这样的操作比较麻烦；尤其是仪器定期维护时，需要两人现场操作需要两人共同操作，一人在仪器前边观察，一人在仪器背后调节可变电阻，光强调节费人费时费力。本技术水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路采用数字电位器代替原电路可变电位器，数字电位器的4个调节端，电连接MCU最小系统，通过仪器外设的触摸屏，设置不同的数字，MCU最小系统改变数字电位器的电阻，从而改变接受光强的数值，解决了双人工机械调节繁琐问题，该电路的其他部分不变，不予赘述。
技术实现思路
针对现有的水质在线测量仪器，在初始或定期初始光强设置时，接受光强要调节达到某高位值。初始光强设置需要两人现场操作，一人仪器前边观察，一人在仪器背后调节运放可变电阻，光强调节费人费时费力。本技术水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路采用数字电位器代替可变电位器，通过仪器外部的触摸屏设置数字，由MCU最小系统程序改变数字电位器的电阻，改变起点接受光强数值，解决了现场需双人工机械调节问题。本技术的技术方案：水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路，包括24v外接插口、5v、3.3v、-5v稳压电源模块、MCU最小系统电路、串口模块、触摸屏、光电接收管、运算放大器模块、模数转换模块和单数控电位器，其特征是，外部24v稳压电源的电连接24v外接插口，24v外接插口电连接5v稳压电源模块输入端，5v稳压电源模块输出端电连接3.3v和-5v稳压电源模块的输入端，3.3v稳压电源输出端电连接MCU最小系统电路，5v、-5v稳压电源的输出端电连接单数控电位器的正负电源端，5v、-5v稳压电源的输出端电连接运算放大器正负电源端；光电接收管电连接运算放大器模块输入端，运算放大器模块输出端电连接模数转换模块的输入端，模数转换模块输出端电连接MCU最小系统电路；运算放大器模块负反馈端电连接单数控电位器的电阻端，单数控电位器的四路控制端电连接MCU最小系统电路；MCU最小系统电路电连接串口模块，串口模块电连接触摸屏。水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路的工作原理是光度测量：光度测量的基本过程：初始或定期维护校准过程，恒流发光管发出恒光强非色散平行光，恒光强非色散平行光穿过内部标1液体的消解池，发光管光路连接消解池另一侧的光电接收管；消解池内的标1液体不吸收非色散平行光，光电接收管接受穿透消解池的非色散平行光，把非色散平行光光强信号，变成电压信号输入运算放大器，经过运算放大器放大后的电压信号，是初始光强信号；测量，消解池内的水样液体吸收非色散平行光，光电接收管接受穿透消解池的非色散平行光，把非色散平行光光强信号，变成电压信号输入运算放大器，经过运算放大器放大后的电压信号，是测量光强信号；明显，测量光强信号小于初始光强信号。由于消解池内的标1液体不吸收非色散平行光，初始光强信号较测量光强信号(电压)要大。调节运算放大器的负反馈电阻，设定运算放大器输出--初始光强信号电压为5000毫伏；测量，加入水样后，由于吸收光强，接受光强信号变弱，同样的放大，光强电压小于5000毫伏；测量过程，同样的非色散平行光，穿过消解池内部水样，水样吸收非色散平行光，对侧的光电接收管接受非色散平行光，把非色散平行光光强信号，变成电压信号输入运算放大器，经过同样(放大倍数)的运算放大器放大后的电压信号，就是测量光强信号；测量光强信号，明显小于初始光强信号。初始光强与测量光强电压的差值，正比于样品水样的污染度。初始光强设置或定期校准设置，需要调节运算放大器的负反馈电阻，得到初始光强信号。由于对面发光管采用恒流供电，由此认定，发光管发出光强信号不变；认定光电接收管工作也正常，光电接收管经过运算放大后输出，初始光强信号是经过运算放大的输出电压；运算放大的输出电压，可以由运算放大器负反馈电阻的阻值调节；运算放大的输出电压，就是初始光强信号。调节初始光强信号，认定发光管和光电接收管工作正常，标1液体不吸收光强，调节运算放大器负反馈电阻的电阻值，达到设定的电压值5000mv。后续显示电路，运算放大器放大后的电压，经过模数转换成数字信号，输入MCU最小系统识别，在触摸屏上显示光强数值。采用MCU最小系统电路控制的数字电位器，作为运算放大器负反馈电阻后，由触摸屏设置数字电位器的电阻值，程序调节初始光强信号。具体，数字电位器采用单数控电位器X9110，MCU最小系统电路电连接单数控电位器X9110的SO、SI、AO、SCK端，单数控电位器X9110的RL和RW端的电阻值可变，单数控电位器X9110的RL和RW端电连接运算放大器的RG+、RG-负反馈端。单数控电位器X9110的4个调节端SO、SI、AO、SCK，电连接MCU最小系统的PD11、PD8、PD10、PD9引脚。在仪器外设的触摸屏，设置不同的数字0--1024，MCU最小系统改变数字电位器的电阻，数字电位器的电阻为0—100k欧。数字电位器的电阻，掉电后也能内部保存。电压复位后，自动重现设定电阻数值。操作，调节初始光强信号，就是在触摸屏设置数字，MCU最小系统调节运算放大器的负反馈电阻，直到触摸上显示的初始光强数值是5000。本技术水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路的有益之处是，不打开在线测量仪器的外壳，调节初始光强信号，直接在在线测量仪器触摸屏上设置数字，就可以设置初始光强信号；因此，水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路，特别适合单人操作，定期维护方便，提高了在线测量仪器的可靠性。附图说明图1水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路的模块电连接图。...

【技术保护点】
1.水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路，包括24v外接插口、5v、3.3v、-5v稳压电源模块、MCU最小系统电路、串口模块、触摸屏、光电接收管、运算放大器模块、模数转换模块和单数控电位器，其特征是，外部24v稳压电源的电连接24v外接插口，24v外接插口电连接5v稳压电源模块输入端，5v稳压电源模块输出端电连接3.3v和-5v稳压电源模块的输入端，3.3v稳压电源输出端电连接MCU最小系统电路，5v、-5v稳压电源的输出端电连接单数控电位器的正负电源端，5v、-5v稳压电源的输出端电连接运算放大器正负电源端；光电接收管电连接运算放大器模块输入端，运算放大器模块输出端电连接模数转换模块的输入端，模数转换模块输出端电连接MCU最小系统电路；运算放大器模块的负反馈端电连接单数控电位器的电阻端，单数控电位器的四路控制端电连接MCU最小系统电路；MCU最小系统电路电连接串口模块，串口模块电连接触摸屏。/n

【技术特征摘要】
1.水质在线测量MCU最小系统程控光强调节电路，包括24v外接插口、5v、3.3v、-5v稳压电源模块、MCU最小系统电路、串口模块、触摸屏、光电接收管、运算放大器模块、模数转换模块和单数控电位器，其特征是，外部24v稳压电源的电连接24v外接插口，24v外接插口电连接5v稳压电源模块输入端，5v稳压电源模块输出端电连接3.3v和-5v稳压电源模块的输入端，3.3v稳压电源输出端电连接MCU最小系统电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国利，郭晓亮，张丽红，
申请(专利权)人：山西鑫华翔科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14