专利名称：烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路的制作方法
技术领域：
本发明属于研究颗粒物浓度技术领域，特别涉及一种烟尘浓度在线监测自动调整量 程放大倍数的模拟电路设计。应用于环保行业烟尘在线监测时，需要调整放大倍数自动, 切换仪器量程的场合。
背景技术：
目前，在环保行业的在线监测烟尘仪中，多数只能设定一个量程，对应前置放大电 路只有唯一的放大倍数，尽管仪器的测量范围比较大，但是分辨率较低，精度不够。对 于烟尘浓度较低而且相对比较稳定的现场，烟尘浓度的较小变化在测量仪器中并没有准 确的测量反应，从而影响仪器的测量准确性，影响测试系统的整体性能。
中国专利02153726.7烟尘浓度连续监测自动校准装置提供了一种通过发射光单 元分光为测试光纤光路和校准光纤光路，再通过校准/测试光路转换器，使测试光纤光路 或校准光纤光路分时射向光学接受器，实现了单发射器、单光双束切换、单接收器的技 术方案，有效补偿了由于现场器件漂移产生的系统误差。但由于量程较宽，影响测量精 度更加精准。因此测量量程单一，分辨率较低已经不能满足现如今对污染源排放的颗粒 物进行严格监测的需求。
发明内容
本发明的目的是，克服仪器在某些现场分辨率低，不能满足实际需要的现象，设计 制作一种可以自动切换量程的模拟电路，以便根据实际现场选择合适的量程。
本发明的技术方案是如下实现的， 一种烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路， 由单片机PIC16F876A控制信号(N1)、光电耦合器TLP521-1(U1)、信号继电器(TO-2)、 模拟放大芯片LF256(U2)、模拟放大芯片AD622(U3)组成，反映颗粒物浓度的信号Kz'经 过模拟放大芯片AD622 (U3)进行放大处理，模拟放大芯片AD622 (U3)处理完的输出 电压值「o输入到单片机PIC16F876A中，单片机PIC16F876A中预先设置了一个门坎电 压参考值，当运放输出电压值^超过门坎电压值时，单片机PIC16F876A通过比较判断 并给出控制信号(Nl)，通过光电耦合器TLP521-1 (Ul)与信号继电器(TO-2)连接， 信号继电器(T0-2)的线圈与模拟放大芯片AD622 (U3)的外接电阻连接。通过切换信 号继电器(TO-2)线圈的通断状态，改变模拟放大芯片AD622 (U3)的放大倍数电阻值， 进而调整测量系统的量程，可以满足不同现场的实际测量需要。
3本烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路的特征还在于，单片机PIC16F876A与 光电耦合器TLP521-1(U1)相连，控制信号继电器(TO-2)的通断，信号继电器的线圈与模 拟放大芯片AD622 (U3)的外接放大电阻相连，通过线圈的通断选择两个不同外接电阻值， 从而得到不同的放大倍数量程。
本发明的有益效果是单片机PTC16F876A控制信号(Nl)与信号继电器(TO-2)之间， 连有光电耦合器TLP521-1(U1)，革除了信号继电器吸合对单片机的影响。单片机 PIC16F876A可以根据输入信号自动判断是否需要修改量程，能够自动切换量程，无需额 外人工操作，符合在线监测的实际需要。
本发明适用于烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路。
以下结合附图及实施例，对本发明作进一步描述。
图1是本发明的烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路的电路原理图 图2是自动调整量程后的量程自动切换电路的电路原理图
图中，Ul—光电耦合器TLP521-1, U2—模拟放大芯片LF256, U3—模拟放大芯片 AD622, T02—信号继电器，N1—PIC单片机控制信号，Wl—滑动变阻器
具体实施例方式
由图1可见， 一种烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路，由单片机PIC16F876A 控制信号(N1)、光电耦合器TLP521-l(Ul)、信号继电器(TO-2)、模拟放大芯片LF256(U2)、 模拟放大芯片AD622(U3)组成，单片机PIC16F876A采集A/D输出信号K。，通过软件算法 确定是否切换量程，如果需要切换量程，给出控制信号Nl ，通过光电耦合器TLP521-l(Ui;i 改变信号继电器(TO-2)的通断状态，改变模拟放大芯片AD622(U3)的外接放大电阻，通 过调滑动变阻器(Wl)改变模拟放大芯片LF256(U2)的输出，从而调整电路的输出电压 值。
其工作过程如下
在图1中，单片机PIC16F876A控制信号(Nl)通过光电耦合器TLP521-1 (Ul) 与信号继电器(TO-2)连接，信号继电器(TO-2)的线圈与模拟放大芯片AD622 (U3) 的放大倍数电阻连接。通过调滑动变阻器(Wl)改变模拟放大芯片LF256(U2)的输出， 从而调整电路输出零点输出电压值。此时，切换开关D打到S1。
在图2中，单片机PIC16F876A接收的采样信号在软件中与预先设定的固定电压参 考值进行比较运算，判断是否需要调整量程，从而单片机PIC16F876A给出控制信号N1， 通过光电耦合器TLP521-1 (Ul)改变信号继电器(T0-2)线圈的状态(由原来默认的接通状态到调整后的断开状态)，进而改变模拟放大芯片AD622 (U3)的外接放大电阻 值，由初始状态的R3调整为R4 (由1.03KQ调整为510Q),则改变了整个模拟电路的 放大倍数，切换了仪器的测试量程。此时，切换开关D打到S2。
权利要求
1、一种烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路，由单片机PIC16F876A控制信号、光电耦合器TLP521-1、信号继电器、模拟放大芯片LF256、模拟放大芯片AD622组成，其特征是，单片机PIC16F876A采集A/D输出信号，通过软件算法确定是否切换量程，如果需要切换量程，给出控制信号N1，通过光电耦合器TLP521-1改变信号继电器的通断状态，改变模拟放大芯片AD622的外接放大电阻，通过调滑动变阻器改变模拟放大芯片LF256的输出，从而调整电路的输出电压值。
2、 如权利要求1所述的烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路，其特征是，单 片机PIC16F876A与光电耦合器TLP521-1相连控制信号继电器的通断，信号继电器的线 圈与模拟放大芯片AD622的外接放大电阻相连，通过线圈的通断选择两个不同外接电阻 值，从而得到不同的放大倍数量程。
全文摘要
一种烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路，由单片机PIC16F876A控制信号(N1)、光电耦合器TLP521-1(U1)、信号继电器(TO-2)、模拟放大芯片LF256(U2)、模拟放大芯片AD622(U3)组成，其特征是，单片机采集A/D输出信号，通过软件算法确定是否切换量程，给出控制信号N1，通过光电耦合器TLP521-1(U1)改变信号继电器(TO-2)的通断状态，改变模拟放大芯片AD622(U3)的外接放大电阻，通过调滑动变阻器(W1)改变模拟放大芯片LF256(U2)的输出，从而调整电路的输出电压值。本发明的有益效果是PIC单片机可以根据输入信号自动判断是否需要修改量程，能够自动切换量程，无需额外人工操作。适用于烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路。
文档编号G01N15/06GK101655442SQ20091017012
公开日2010年2月24日 申请日期2009年9月3日 优先权日2009年9月3日
发明者倩 冯, 李同彩, 王昕竑, 炜 郭 申请人:中科天融(北京)科技有限公司