专利名称：便携式浊度计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量仪器，特别是一种小型的可携带的测量水质混浊度的便携式浊度仪。
在现有技术中，浊度仪大多应用比光式，透射式原理。由于受色度、镜片受潮、结雾及污染的影响，透射式浊度仪的分辨率、精确度的提高受到限制。比光式浊度仪因靠目光分辨，故误差大。另外，这类仪器有些测量值为对数读数，有些受电源条件限制，不能随身携带。
本实用新型之目的在于克服上述现有设备技术结构上的不足之处，提供一种提高灵敏度、精确度、线性度、稳定度，不受干扰的90°散射式浊度仪，且这种仪器可随身携带、交直流电两用。
本实用新型的技术方案如下用标准统一试管取样，根据水中颗粒对光的散射原理，使光源通过光栅照射试管，用光电池接收水样产生的90°散射光，再经桥路反馈放大器，通过转换，由液晶显示出水样的测量读数。为了使输出基线不漂移，读数稳定，在电路中设置了基线稳定单元和光源控制单元。本实用新型的具体结构是设计一种主要由电源单元、测量单元、光源控制单元、放大单元、基线稳定电路、A／D转换器和显示器组成的便携式浊度仪，测量单元包括发光管、聚光镜、光栅、水样管和光电池，发光管、水样管和光电池的位置设定构成90°直角。光源控制单元中设有 阻、容元件、开关，晶体管和继电器组成的时间电路，继电器的常开触点一端与发光管连接，继电器的工作电压端之一通过电阻与电容连接。放大单元中的集成放大电路的反馈电路为一电阻桥式电路，量程电阻通过量程开关被接入电阻桥式电路的对角位置间。在发光管的两端并联连接一主要由四个分压电阻和一集成放大电路组成的基线稳定电路，集成放大电路的一输入端连接在四个分压电阻中间，输出与放大单元的输出公共接地端连接。
附图给出了本实用新型的一个实施例。
图1是本实用新型的外壳示意图。
图2是本实用新型的面板示意图。
图3是本实用新型的电路原理图。
下面，结合附图的实施例对本实用新型作进一步说明由图可见，本实用新型的测量单元包括发光管1，发光管1在光电源的作用下发射出强光，经聚光镜2，再透过光栅3照射到水样管4内。水样管4内的水样在光照作用下，其颗粒度便发出90°散射光。光电池5接收这一散射光而发生电流变化，从而完成了将水的混浊度转变为相对应的电流信号过程。发光管1、水样管4和光电池5的位置构成90°直角。
面板上设有零位调节电阻VR1，电源开关S，测量开关S2斜率调节电阻VR3，量程选择S3b，充电开关S4和液晶显示屏6。
本仪器的电路包括电源单元Ⅰ，光源控制单元Ⅱ，放大单元Ⅲ，基线稳定电路Ⅳ，A／D转换器和显示器几部份。
电源单元Ⅰ中，设有一个充电电路，该充电电路是利用交流电220V经变压后获得20V电压，再通过电阻R21向电池充电，充电电路包括两并联连接的电解电容C7和C8以及串接在它们之间的充电开关S4和电阻R21。
在光源控制单元Ⅱ中，设有一时间电路，该时间电路主要由电容C4、电阻R10、R11，测量开关S2，三极管Q2，二极管D1和继电器RL1组成。电容C4和电阻R10串联连接到三极管Q2的基极，继电器RL1与二极管D1并联连接后，其一端与三极管Q2的集电极连接，另一端通过继电器RL1的常开触点与发光管1连接。
放大单元Ⅲ中，集成放大电路IC1的输入、输出之间设置了由电阻R12、R13、R22和R23组成的桥式电路，量程选择电阻R14～R16通过量程选择开关S3b被接入电阻桥式电路的对角位置间。调零电路是由电阻R17、R18和调零电阻VR1组成。
基线稳定电路IV主要包括电阻R4～R7和集成放大电路IC2，它是通过继电器RL1的常开触点并联连接在发光管1的两端。集成电路IC2的输入端连接在电阻R5与R6的中间，输出与放大单元输出的公共接地端连接。
浊度仪若是直流供电，装入串联连接组成16V电压的可充式干电池，按下电源开关S，继电器RL2得电，其常开触点吸合。在可调电阻VR2的作用下，使三极管Q3的集电极和发射极之间保持稳定的电压，从而稳定光源和各单元的工作电压。
测量时，将被测水样倒入水样管4内，按一下测量开关S2，电流通过电阻R11向电容C4充电。由于测量开关S2复位到断开位置，故电容C4便通过电阻R10向三极管Q2的基极放电。Q2迅速导通，继电器RL1得电，其常开触点吸合，电源便加到发光管1的两端。水样管4内的水在光照作用下产生90°散射光，光电池5将这散射光转变为电流讯号送到放大单元的集成放大电路IC1的输入端。由于桥式反馈电路的设置，使得电流讯号放大线性化，而放大倍数与被接入的量程电阻成反比。通过降低量程电阻的阻值，就可提高放大倍数，测量讯号经放大后输送到A／D转换器IC3，再由液晶显示器显示在屏幕6上，从显示屏6可读到直接测得的水样浊度值。
由于光控单元的测量开关S2的复位，当电容C4放电完毕，发光管1的电源断开，从而保证了显示器的输出读数的稳定性。
由于发光管1的工作电流得到电源电路的稳定保障，故基线稳定电路IV中集成电路IC2的输入也获取一个稳定电压，其输出与放大单元的输出公共接地端相连，即保证了放大单元的输出基线稳定，提高了仪器的测量精度。
由实施例可见，本实用新型的优点是利用90°散射光原理设计的测量单元避免了杂散光的干扰，提高了分辨率。水样管采用标准圆筒式试管，清洗容易，不受污染影响。桥式反馈电路的设计，提高了测量灵敏度、线性度。光源控制单元使得仪器可自动切换光源以稳定读数显示，本仪器测量范围大，不失为适用于环境保护的新一代测量仪。
权利要求1.一种便携式浊度仪，主要由电源单元、测量单元、光源控制单元、放大单元、基线稳定电路、A/D转换器和显示器组成。其特征在于a、测量单元包括发光管、聚光镜、光栅、水样管和光电池，发光管、水样管和光电池的位置设定构成90°直角；b、光源控制单元中设有由阻容元件、开关、晶体管和继电器组成的时间电路，继电器的常开触点一端与发光管连接；c、放大单元中的集成放大电路的反馈电路为一电阻桥式电路，量程电阻通过开关被接入桥式电路的对角位置间。
2.根据权利要求1所述的便携式浊度仪，其特征在于基线稳定电路通过继电器常开触点并联连接在发光管的两端，基线稳定电路包括电阻和集成放大电路，集成放大电路的输出与放大单元的输出公共接地端连接。
3.根据权利要求1所述的便携式浊度仪，其特征在于电源单元的交流供电电路中设有一充电电路，充电电路包括两并联连接的电解电容以及串接在它们中间的开关和电阻。
专利摘要本实用新型属于一种小型可携带的测量水质混浊度的仪器。主要由电源单元，测量单元，光源控制单元、基线稳定电路，A/D转换器和显示器组成。本实用新型的技术关键是根据不受杂质干扰，测量精度高的90°散射光原理设计的测量单元；放大单元中设置了提高灵敏度和线性度的桥式反馈电路；为稳定测量讯号的读数显示，设置了光源控制单元；为提高测量的精度设计了基线稳定电路以及利用电源交流电路设计了充电电路。
文档编号G01N21/49GK2116212SQ9221544
公开日1992年9月16日 申请日期1992年4月20日 优先权日1992年4月20日
发明者王庆德 申请人:张振忠, 黄念华