一种智能浊度仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种智能浊度仪，将光信号连接硅光电池后再串接到单片机的输入端进行信号处理，单片机的输出连接液晶屏和现场总线，现场总线将处理过的信号传送到浊度仪主机，在硅光电池和单片机之间还串联一个调理电路；调理电路是由放大电路和电压跟随器以电阻连成的一个匹配电路，在放大器的输入和输出端并联反馈电阻，在放大器的两脚间连接一个可调电阻；在电压跟随器的输入和输出端并联一个反馈电阻，电压跟随器的输入端还连接滑动变阻器，滑动变阻器和电容、电阻及三端稳压器相并联；通过电压跟随器后使输出电阻接近为零且输出电压值稳定，为运放内部的晶体管提供一个静态工作点，输出信号不产生失真，抗干扰能力强、电流偏置低、噪声低。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种浊度检测装置，主要应用于水环境监测、水产养殖、生物发酵工程 等领域。
技术介绍
目前使用较多的浊度检测装置有两种， 一是散射光式在线浊度仪，是一种散射与透射多 光路比较测量得出液体色浊度的仪器。其工作原理是利用液体中悬浮颗粒的散射光不受液体 色度影响，让光电池接受被测液体的散射光和透射光进行比较测量，分别得出需测液体的色 度值和浊度值。其中传感部分所得到的散射光信号由控制电路来综合处理，再以串行信号传 送到浊度仪主机，主机对浊度数据进行处理，并通过液晶屏显示。二是用调制光源光强测量 浊度仪，将采集到的信号通过带通滤波、整流、低通滤波，从而得到浊度信号，单片机作为 硬件的核心，它与计算机间釆用RS232通讯。但这两种浊度仪在检测时有缺陷， 一是由于检 测的信号只有比较微弱的uA级，导致整个仪器抗干扰能力差，测量结果准确性较差。二是 大多数都是台式的浊度仪，即只能应用于抽样测量，不能连续测量流动的液体的浊度。
技术实现思路
本技术为了克服现有技术的不足，提供了一种智能浊度仪，可连续精确地检测浊度。 本技术采用的技术方案是将光信号连接光电池后再串接到单片机的输入端进行信号处理，单片机的输出连接液晶屏和现场总线，现场总线将处理过的信号传送到浊度仪主机，光电池采用硅光电池，在光电池和单片机之间还串联一个调理电路；调理电路是由放大电路和电压跟随器以电阻连成的一个匹配电路，在放大器的输入和输出端并联反馈电阻，在放大器的两脚间连接一个可调电阻；在所述电压跟随器的输入和输出端并联一个反馈电阻，电压 跟随器的输入端还连接滑动变阻器，滑动变阻器和电容、电阻及三端稳压器相并联。本技术通过电压跟随器后使输出电阻接近为零且输出电压值稳定，为运放内部的晶 体管提供一个静态工作点，使得晶体管工作在放大区，提高带负载能力，输出信号不产生失 真。抗干扰能力强、电流偏置低、噪声低。同时将先进的现场总线技术融入到浊度检测仪， 方便于在工、农业现场网络测量和控制。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。 附图说明图1是本技术的硬件结构连接示意图； 图2、图3是图1中调理电路4的电路图； 图4是图1中现场总线7的通信接口模块结构图。具体实施方式如图l，将光信号1连接硅光电池2，硅光电池2作为测量用的传感器探头，硅光电池 2将散射光信号1转换成电流信号3后再串接串联一个调理电路4到单片机5的输入端，单 片机5进行信号处理，单片机5的输出连接液晶屏8和现场总线7，现场总线7将处理过的 信号传送到浊度仪主机，单片机5与浊度仪主机釆用RS232通讯方式相连，现场总线7的通 讯接口采用Profibus DP (现场总线通讯模块)。如图2的调理电路4是由放大电路和电压跟随器以电阻R204连成的一个匹配电路，输 入端即标有电流i (0 10uA)处接硅光电池2的正端，标有Nout符号为调理电路4的信号 输出端，送入型号为C8051F020的单片机5为控制器。在放大电路的放大器CA3140的输入 和输出端并联反馈电阻R203和电容C202，在放大器CA3140的两脚间连接一个可调电阻 P202，放大器CA3140的另一端连接电阻R202后接地。在电压跟随器TL082的6、 7脚间的 输入和输出端并联一个反馈电阻R205和电容C203， 5脚串接电阻R206后接地。电压跟随器 TL082的3脚输入端还连接滑动变阻器P201，滑动变阻器P201和电容C201、电阻及三端稳 压器LM336相并联。本技术起放大作用的是放大器CA3140，放大倍数由其外围的反馈电阻R203决定， 这样由信号调理电路的输出电压U=i*R2。3,，而其后面的运放是电压跟随器TL082，它们使 用的供电电源皆是土12V，主要起阻抗匹配的作用，提高输入电阻，降低输出电阻，提高带 负载能力。图3中的Ag接硅光电池2的负端。对硅光电池2的负端，即信号地端不直接和地相接， 而是让其虚地，先用一三端稳压器LM336和电阻、电容、滑动变阻器将电压稳定在一定值 Uol，并使得其值稍微大于开启电压Uor^0.7V，后通过运放TL082，此时输出电阻接近为零， 使得输出的电压值也稳定在Uol，为运放内部的晶体管提供一个静态工作点，使得晶体管工 作在放大区，输出信号不产生失真。本技术考虑到水温对浊度的影响，对浊度的测量进行了温度补偿，温度的测量釆用 精度高及响应时间少的铂电阻。其原理是应用铂电阻随温度的变化阻值发生变化的测温原 理，将待测温度量的变化转化为电阻的变化，再进一步通过电桥电路转换为电量的变化。图4所示，C8051F020单片机5负责对通信芯片SPC3进行初始化，SPC3芯片使用48MHZ 晶振，可自动检测总线数据传输速率，SPC3自动识别并接收传送给本站的数据报文，并根 据报文结构的不同，识别出不同的服务存取点，将数据存进对应的BUF, SPC3通过TXD和RXD 两个引脚连接IL485芯片后，即可接入Profibus现场总线7的网络，与上位组态计算机进行通信，传送指令和数据。另一方面，C8051F020单片机5通过74HC373芯片所存外部双口 RAM,双口 RAM作为与温度溶氧测控仪的PROFIBUS—DP接口相连的数据缓冲区。利用双口 RAM的双向中断功能，即写左端口开启右端中断，写右端口可开启左端中断的特点，把主站 监控平台的数据命令传送至仪表，并把相关参数送至主站。每个仪表都作为Profibus总线 网络的一个DP从站，可以在程序中设置其站地址。权利要求1. 一种智能浊度仪，将光信号(1)连接光电池(2)后再串接到单片机(5)的输入端进行信号处理，单片机(5)的输出连接液晶屏(8)和现场总线(7)，现场总线(7)将处理过的信号传送到浊度仪主机，其特征是光电池(2)采用硅光电池，在光电池(2)和单片机(5)之间还串联一个调理电路(4)。2. 根据权利要求1所述的一种智能浊度仪，其特征是所述调理电路(4)是由放大电路 和电压跟随器以电阻(R204)连成的一个匹配电路，在放大器的输入和输出端并联反馈电 阻(R203)，在放大器的两脚间连接一个可调电阻(P202);在所述电压跟随器的输入和输 出端并联一个反馈电阻(R205)，电压跟随器的输入端还连接滑动变阻器，滑动变阻器和电 容、电阻及三端稳压器相并联。3. 根据权利要求1所述的一种智能浊度仪，其特征是单片机(5)负责对通信芯片SPC3 进行初始化，SPC3芯片使用48MHZ晶振，通信芯片SPC3通过TXD和RXD两个引脚连接IL485 芯片后，即可接入现场总线通讯模块，与上位组态计算机进行通信。专利摘要本技术公开了一种智能浊度仪，将光信号连接硅光电池后再串接到单片机的输入端进行信号处理，单片机的输出连接液晶屏和现场总线，现场总线将处理过的信号传送到浊度仪主机，在硅光电池和单片机之间还串联一个调理电路；调理电路是由放大电路和电压跟随器以电阻连成的一个匹配电路，在放大器的输入和输出端并联反馈电阻，在放大器的两脚间连接一个可调电阻；在电压跟随器的输入和输出端并联一个反馈电阻，电压跟随器的输入端还连接滑动变阻器，滑动变阻器和电容、电阻及三端稳压器相并联；通过电压跟随器后使输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能浊度仪，将光信号（１）连接光电池（２）后再串接到单片机（５）的输入端进行信号处理，单片机（５）的输出连接液晶屏（８）和现场总线（７），现场总线（７）将处理过的信号传送到浊度仪主机，其特征是：光电池（２）采用硅光电池，在光电池（２）和单片机（５）之间还串联一个调理电路（４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘星桥，赵不贿，赵德安，程明慧，孙立香，秦云，梁修文，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]