专利名称：组合式多参数水质分析仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组合式多参数水质分析仪，能够同时测量水质分析最基本的5个参数，属于电化学检测技术与装置领域。
背景技术：
目前，在水质分析中，pH、ORP、温度、电导率和溶解氧是应用电化学方法进行水质分析最基本的5个参数，通常需要多个仪器对水样的常数分别进行分析，例如用pH计进行pH、ORP和温度分析测量；用电导率仪测量电导率；用溶解氧分析仪测量溶解氧浓度。这些仪器虽然分析方法不同，但确实有着相似甚至相同的部分，如每台仪器都有电源、显示、操作键和接口。因此，要进行水质这5个参数的分析，需要3套仪器，不仅仪器占用空间多，不利于仪器管理，而且仪器相同的部分也是一种浪费。可以与用于水质分析的实验室信息管理系统(LIMS)配套使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以同时测量水质分析最基本的5个参数的组合式多参数水质分析仪。
本发明根据测量水质5个参数仪器的特点，用模块组合方式，将几种仪器组合成一个整体，使仪器能够同时测量水质分析最基本的5个参数。是一种在虚拟多参数电化学检测技术发展的多参数水质电化学分析仪器。
本发明所述的组合式多参数水质分析仪按功能分为以下模块控制模块、电源模块、接口模块、电极信号转换模块、转换器和显示操作设备或者计算机。这些模块之间用总线方式进行连接，形成一个电极信号转换器，然后将转换器连接一个显示操作设备或计算机即可进行仪器的操作和显示。仪器可连接不同类型的电极信号转换模块也可连接几个相同的电极信号转换模块，当仪器开始工作时，充当仪器显示和操作的控制模块或计算机自动搜索所连接的电极信号转换模块的种类，而使仪器具备相应的分析检测功能。
仪器采用模块组合方式，可以同时测量多个参数，也只需要一套电源、接口和显示操作等相同部件，比分离的几台仪器要降低制造成本；仪器采用总线方式进行连接，可以连接多个不同的电极信号转换卡也可连接多个相同的电极信号转换卡，使仪器能够同时测量同一样品的不同参数或者同时检测多个样品的相同参数。
仪器由“多参数转换器”和“计算机虚拟操作软件”组成。转换器通过RS-232接口或以太网接口和计算机连接，在计算机上进行各种仪器调试、测试和数据处理等操作。软件可设置为“连接LIMS”方式，通过计算机网口向LIMS系统服务器发送被测水质样品的包括样品编号、测试人员、测试日期、测试时间和要求的多个测试参数等测试信息。
本发明还用本发明还用到(1)总线转换卡的电路隔离技术；(2)网络接入技术；(3)电化学虚拟分析操作技术及计算机软件的编制。这些计算也为普通计算机领域的技术人员均能实现的技术，本发明也不详细论述。
转换器模块包括底板、电源卡和3块电极信号转换卡，分别是mV、电导率和溶解氧/温度卡。转换模块根据上位计算机的要求将各转换卡的信号发送给计算机，也保存各转换卡测量的标定参数并根据计算机的要求发送给计算机。
转换卡的设计每块转换卡具有独立的CPU控制和AD转换功能，对电极信号进行转换和采集以确定的数字信号通过RS-232接口传递给总线底板再传递给计算机进行运算和处理。
总线底板的设计总线底板通过隔离的RS-232以开关切换的方式采集各转换卡采集的电极信号传递给计算机，保证对同一试样可同时进行多参数检测，而不产生相互干扰。
底板同时保存各测量参数的标定参数，以确保整个转换模块在使用过程中不受计算机的限制。
电源卡的设计电源卡负责将220V交流电转换为仪器工作电压，还装有RS-232接口和网络接口连接计算机。
本发明所述的组合式多参数水质分析仪的通讯协议分3层(1)底板和各转换卡之间的协议；(2)底板(转换器)和计算机之间的协议A)读电极信号，B)读标定参数，C)写标定参数，D)回复电极信号、标定参数、确认；(3)仪器和LIMS系统之间的协议.
软件功能(1)转换卡软件，转换卡软件将该卡的电极信号进行AD转换然后通过RS-232接口向底板传送。(2)底板软件，通过不断切换RS-232接口，采集通道上的转换卡的电极信号。并按上位计算机的命令进行发送。接收并保存上位计算机进行标定的各种参数。按上位计算机的要求将保存的标定参数发送给计算机。(3)计算机操作软件，测量功能温度、mV、pH、电导率和溶解氧；标定功能；数据处理功能；图形功能；打印等输出功能；测试数据向LIMS系统传输功能。
网络接入技术本仪器的转换器除通过RS-232接口连接计算机进行操作外，转换器还安装了Lantronics的嵌入式服务器器件Xport构造仪器的以太网接口使之成为网络仪器，这样就可通过网络接口以局域网的方式和服务器类型的计算机连接，通过网络控制操作。
图1是组合式多参数水质分析仪模块示意图本发明提供的组合式多参数水质分析仪模块示意图主要包括控制模块1，电源模块卡2，接口模块卡3，电极信号转换模块卡4，转换器5，显示操作设备6。
具体实施例方式
控制模块1将各功能模块连接成一体，控制着组合式多参数水质分析仪的整运行；电源模块卡2，提供整个仪器的工作电源；接口模块卡3，提供仪器对外的接口；电极信号转换模块卡4，负责将电极信号转换为可测量的电信号；转换器5，负责采集电化学各参数测量的电极信号并将其通过接口向计算机传递；显示操作设备6，负责分析命令的录入及分析结果的显示等任务。各功能模块具有独立的CPU进行控制，通过总线和插槽和控制模块进行连接，并受控制模块的控制，采集电极信号，再传送到显示操作设备或计算机进行处理分析。
本仪器还可以根据需要编制计算机软件，因为不是专用软件，所以本发明无需公开，常用的水质分析软件均可用于本装置。本组合式多参数水质分析仪还可以将各电极信号转换为测量参数，并可进行标定、数据记录、保存、打印和曲线等操作，同时也可进行样品、测试人员及测试数据的测试信息向LIMS系统传送功能。
权利要求
1.一种组合式多参数水质分析仪，其特征在于包括控制模块(1)、电源模块(2)、接口模块(3)、电极信号转换模块(4)、转换器模块(5)和显示操作设备(6)，各模块之间用总线方式进行连接，形成一个电极信号转换器，然后将转换器连接一个显示操作设备(6)。
2.如权利要求1所述的组合式多参数水质分析仪，其特征在于采用总线方式连接多个不同的电极信号转换卡，或者连接多个相同的电极信号转换卡，使仪器能够同时测量同一样品的不同参数或者同时检测多个样品的相同参数。
3.如权利要求1所述的组合式多参数水质分析仪，其特征在于所述的转换器模块(5)包括底板、电源卡和3块电极信号转换卡，分别是mV、电导率和溶解氧/温度卡。
4.如权利要求1所述的组合式多参数水质分析仪，其特征在于所述的显示操作设备(6)为计算机。
全文摘要
本发明涉及一种组合式多参数水质分析仪，属于电化学检测技术与装置领域。包括控制模块、电源模块、接口模块、电极信号转换模块、转换器和显示操作设备或者计算机。这些模块之间用总线方式进行连接，形成一个电极信号转换器，然后将转换器连接一个显示操作设备或计算机即可进行仪器的操作和显示。仪器可连接不同类型的电极信号转换模块也可连接几个相同的电极信号转换模块，同时测量水质分析最基本的5个参数，当仪器开始工作时，充当仪器显示和操作的控制模块或计算机自动搜索所连接的电极信号转换模块的种类，而使仪器具备相应的分析检测功能。
文档编号G01N27/27GK1793883SQ20051011178
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月21日 优先权日2005年12月21日
发明者方禹之, 殷传新, 宋相鹰, 魏乐樵, 金春法, 何品刚 申请人:华东师范大学, 上海精密科学仪器有限公司