专利名称：数字式浊度仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种浊度仪，特别是一种数字式浊度仪。
现有浊度仪一般原理是将一稳定光束照射被测水样，用光敏元件将透射光信号转为电信号后(经放大)再用显示器(如微安表等)反映出来，从而显示出被测水样的浊度大小。
目前一般浊度仪使用硒或硅光电池控测透射光信号，该透射光信号J与光电池输出电压U一般(负载电阻较小时)成正比例关系，即U∝J－－(1)而J与原照射光信号Jo、水样浊度C的关系近似服从朗伯－－比尔定律，即ln J／Jo＝－kbc，或J＝J.e－kbc－－(2)式中b为光束在水样的长度，k为常数。
由(1)、(2)式得ln U／Uo＝－k′bc或U＝U.e－k bc－－(3)式中Uo为C＝Co时的输出信号电压。
为了能使到达显示器的电压U′∝C，一般厂家采用对数放大器或缩小光电池工作范围，使其近似作线性使用。部分厂家则按U与C的对数关系将显示表的表面按对数分格来反映U、C关系。
用对数放大器实现U′∝C，将使仪器电路复杂化，且带来较大的仪器零漂，造成仪器的稳定性差及调整困难。而将指数曲线作直线近似使用，则缩小了光电池的工作范围，而为要达到额定量程则必须设置多档；同时还因为要使b、c值变化不大，在测量高浓度(c值较大时)，就要缩短光路b，即改到较短的水样，这又带来操作的不便。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种线路简单、性能稳定、调整操作简便、精度高的数字式浊度仪。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到本实用新型包括灯泡、信号硅光电池、平衡硅光电池、箱体、面板、遮光板、箱盖板，其特征在于还有平衡调整电路、数字显示表、隔板，信号硅光电池及平衡硅光电池的输出都送到平衡调整电路，平衡调整电路输出的信号送到数字显示表，箱体内被遮光板分为两部分，信号硅光电池及平衡硅光电池装于箱体的一侧，它们之间置有隔板。信号硅光电池及平衡硅光电池都采用两只硅光电池串联，成为电池组。信号硅光电池的输出端并接有电阻R1，平衡硅光电池的输出端并接有电阻R2及电位器W1、W2，W2的中点接电阻R1，R1、R2的一端与电位器W3、电阻R3串接，W3的中点接数字显示表中集成电路IC1的31脚。数字显示表中，集成电路IC1的型号为ICL7106，平衡调整电路中的R1的阻值大于40KΩ，泡为前端带聚焦晶体的晶泡。
本实用新型中，信号硅光电池及平衡硅光电池均采用两只硅光电池串联成电池组，以提高输出电压的幅值；另R1为高阻值(大于40kΩ)，以便利用信号硅光电池2的非线性部分，即可使光电池进入非线性范围，近似得U＝k1LnJ－－(4)将(4)代入(2)式可得U＝U－K″bc－－(5)即U与C成正比关系，经实验测定，浊度在0～200度范围内变化时，硅光电池输出电压可线性地变化，其范围均为△U／Uo＝40％，工作范围相当宽。另本实用新型还采用双光束平衡光路，即用另一组同型号平衡硅光电池经一光束直接照射，取出其输出电压作平衡光电压，与信号硅光电池上的信号光电压的差作为浊度的电压。即U＝U平－U信＝U平－Uo＋k″bc－－(6)令U平＝Uo，k″b＝1，则U＝C，从而达到浊度浓度的线性直读。
图1为本实用新型的原理方框图；图2为本实用新型的结构示意图；图3为本实用新型的电原理图；图4为数字显示表的电路原理图。
本实用新型下面将结合附图(实施例)作进一步详述参照图1、图2，本实用新型由灯泡1、信号硅光电池2、平衡硅光电池3、平衡调整电路4、数字显示表5、面板6、遮光板7、隔板8、箱体9、箱盖板10等组成。箱体9内被遮光板7分为两部分，一部分为光源室11，另一部分为试样室12，遮光板中间开有透光孔13，光源室内装有灯泡1，试样室内装有信号硅光电池2及平衡硅光电池3，它们之间置有隔板8，光线一部分经试样后射到信号硅光电池2上，另一部分直接射到平衡硅光电池3上。箱体9上还装有面板6，面板6上装有平衡调整电路里的电位器W、W3及开关K，并装有数字显示表5，箱盖板10盖于箱体9上。
参照图3，实际使用时，接通电源预热，将盛有纯水的比色皿置于试样室12并盖好箱盖板10，调整W2，使U信＝U平，此时流过W3上的电流为零，因而W3上的电压降为零，数字显示表输入端30、31无信号输入，显示为“0”。测量时，取出比色皿，倒去纯水换上待测体，由于浓度的作用使透射光减弱，信号硅光电池2的输出电压降即下降，此时U信＜U平，因而在W3上产生电流，U3上有电压降，数字显示表输入端30、31有信号电压，数字显示表即可显示浓度值。配合调整W3及数字显示表内的W4，可使浓度值与显示表显示读数相同，实现浊度值浓度数字直读。
由于信号、平衡硅光电池2、3都使用两只硅光电池串联输出，其电压基本满足高灵敏度数字电压表的要求，故无需增加放大电路。
参照图4，数字显示表5内采用了集成电路IC1(型号为ICL7106)，信号电压输入IC1的30、31端，经IC1内部A／D转换器、译码器输到显示器上显示十进制数字，IC1的35(REFLO)、36(REFHL)端为基准电压输入，通过W4调整此电压值可改变输入信号电压的显示读数，达到使浊度液浓度值与显示器读数值相一致的目的。IC1包含双积分模数变换器，BCD七段译码器、显示驱动器、时钟和参考源，具有自动调零和自动定极性的性能。
本实用新型相比现有技术具有如下优点1. 采用了高灵敏度的数字电压表，读数方便，可消除视觉误差，且调整、操作简便。
2. 采用了适当的负载使光电池输出处于非线性范围，即能线性反映浊度，减少了因使用其它非线性元件所引起的零漂及其不稳定因素。
3. 由于使用两只硅光电池串联输出，其电压基本满足高灵敏度数字电压表的要求，无需增加放大电路，降低了成本，便于推广应用。
4. 因采用同一光束照射同型号硅光电池作平衡，可有效地抵消因电压、光源及温度等带来的零漂，使仪器的零漂达到极小。
权利要求1.一种数字式浊度仪，包括灯泡1、信号硅光电池2、平衡硅光电池3、箱体9、面板6、遮光板7、箱盖板10，其特征在于还有平衡调整电路4、数字显示表5、隔板8，信号硅光电池2及平衡硅光电池3的输出都送到平衡调整电路4，平衡调整电路4输出的信号送到数字显示表5，箱体9内被遮光板7分为两部分，信号硅光电池2及平衡硅光电池3装于箱体的一侧，它们之间置有隔板8。
2.根据权利要求1所述的浊度仪，其特征在于信号硅光电池2及平衡硅光电池3都采用两只硅光电池串联，成为电池组。
3.根据权利要求1所述的浊度仪，其特征在于信号硅光电池2的输出端并接有电阻R1，平衡硅光电池3的输出端并接有电阻R2及电位器W1、W2，W2的中点接电阻R1，R1、R2的一端与电位器W3、电阻R3串接，W3的中点接数字显示表5中集成电路IC1的31脚。
4.根据权利要求1所述的浊度仪，其特征在于数字显示表5中，集成电路IC1的型号为ICL7106，平衡调整电路4中的R1的阻值大于40KΩ，灯泡1为前端带聚焦晶体的晶泡。
专利摘要本实用新型涉及一种数字式浊度仪，它由灯泡、信号、平衡硅光电池、平衡调整电路、数字显示表、面板、遮光板、隔板、箱体、箱盖板等组成。由于采用了高灵敏度数字电压表，故读数方便，可消除视觉误差，且调整、操作简便；另由于采用适当的负载使光电池输出处于非线性范围，故能线性反映浊度，减少了因使用其它非线性元件引起的零漂及其它不稳定因素。本实用新型无需增加放大电路，成本较低，还可有效地抵消因电压、光源及温度等带来的零漂，是一种较理想的浊度测量仪。
文档编号G01N21/59GK2081093SQ9022328
公开日1991年7月17日 申请日期1990年11月5日 优先权日1990年11月5日
发明者萧钜钧 申请人:萧钜钧