一种浊度仪控制板的制作方法

文档序号:15594434发布日期:2018-10-02 19:20阅读:315来源:国知局

本实用新型属于电路领域,尤其是浊度仪控制电路。



背景技术:

水的浊度是衡量水质良好与否的重要标准,我国是一个水资源匮乏的国家,也是水污染严重的国家,每年都有大量的未经处理的污水排入湖泊河流,面对日益严峻的水环境形势,以及人们生活质量要求的提高,人们对水质的要求也相应的提高。因此,在这种情况下,大力提高水质检测水平,普及水质监测的力度,成为一个刻不容缓的事情。

浊度是由水中的悬浮颗粒引起的,悬浮颗粒会漫反射入射光,通常采用90度那个方向的散射光做为测试信号。散射光与浊度符合多段线性关系,因此传感器需要多点标定。而且光源强度和温度变化均会影响测量结果的准确性。

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,它与计算机间采用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μA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。



技术实现要素:

本实用新型提供一种浊度仪控制板,实现对水质浊度连续检测的高效性与准确性,并达到方便加工、保证精度且降低加工成本的目的。

为实现上述目的,本实用新型采用下述技术方案:

一种浊度仪控制板,包括电源接线口(1)、AD-DC转换器(2)、继电器输出电路(3)、RS485通讯电路(4)、5V转3.3V电路(5)、24V转5V电路(6)、嵌入式最小系统(7)、接插件(8)和下载接口(9),所述电源接线口(1)与AD-DC转换器(2)相连,AD-DC转换器(2)与继电器输出电路(3)相连,为继电器输出电路(3)提供24V和5V的直流电压;AD-DC转换器(2)分别与5V转3.3V电路(5)和24V转5V电路(6)相连,为嵌入式最小系统(7)、接插件(8)和下载接口(9)提供3.3V的直流电压,为RS485通讯电路(4)提供3.3V和5V的直流电压;嵌入式最小系统(7)分别与继电器输出电路(3)相连,控制浊度仪的开启和关闭;嵌入式最小系统(7)与RS485通讯电路(4)相连,与浊度仪进行通讯;嵌入式最小系统(7)分别与接插件(8)和下载接口(9)相连,为浊度仪数据提供上传和下载。

进一步的,所述电源接线口(1)由相连的电源端子P1和第一保险丝F1组成。

进一步的,所述AD-DC转换器(2)由电源模块U2、第五十三可变电阻R53、第五十四可变电阻R54、第五十五可变电阻R55和第五十六电阻R56组成,电源模块U2的L-端与第五十三可变电阻R53的一端及第五十四可变电阻R54的一端相连,电源模块U2的N+端与第五十三可变电阻R53的另一端及第五十五可变电阻R55的一端相连,第五十四可变电阻R54的另一端和第五十五可变电阻R55的另一端均与第五十六电阻R56相连并接地。

进一步的,所述继电器输出电路(3)包括三组继电器控制电路、第三接插件P3和第四接插件P4,第一和第二组继电器控制电路与第三接插件P3对应脚相连,第三组继电器控制电路与第四接插件P4相连;

进一步的,所述第一组继电器控制电路由第一继电器开关K1、第一二极管D1、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第十至第十三电阻R10-R13和第五光耦U5组成,第一继电器开关K1的4脚与24V电压端及第一二极管D1的负极相连,第一继电器开关K1的5脚与第一二极管D1的正极及第二三极管Q2的集电极相连,第二三极管Q2的发射极与第十三电阻R13的一端相连并接地,第二三极管Q2的基极与第十三电阻R13的另一端及第十二电阻R12的一端相连,第五光耦U5分别与第十二电阻R12的另一端、24V电压端、第十电阻R10的一端及第一三极管Q1的集电极相连,第十电阻R10的另一端与5V电压端相连,第一三极管Q1的发射极接地,第一三极管Q1的基极与第十一电阻R11相连,第十一电阻R11与嵌入式最小系统(7)的单片机U1对应脚相连,其它两组继电器控制电路与第一组继电器控制电路相同。

进一步的,所述RS485通讯电路(4)由第十一收发器U11、第三十六至第四十电阻R36-R40、第二十二电容C22、第六至第八抑制二极管D6-D8、第二保险丝F2、第三保险丝F3、第四十一气体放电管R41和第四十二气体放电管R42组成,第十一收发器U11的1脚与第三十六电阻R36相连,第十一收发器U11的2脚与第三十七电阻R37及第十一收发器U11的3脚相连,第十一收发器U11的4脚与第四十电阻R40相连,第三十六电阻R36、第三十七电阻R37和第四十电阻R40分别与嵌入式最小系统(7)的单片机U1对应脚相连,第十一收发器U11的8脚与5V电压端及第二十二电容C22的一端相连,第二十二电容C22的另一端接地,第十一收发器U11的7脚与第三十八电阻R38的一端相连,第三十八电阻R38的另一端与第六抑制二极管D6的一端、第七抑制二极管D7的一端及第二保险丝F2的一端相连,第十一收发器U11的6脚与第三十九电阻R39的一端相连,第三十九电阻R39的另一端与第八抑制二极管D8的一端、第七抑制二极管D7的另一端及第三保险丝F3的一端相连,第八抑制二极管D8的另一端与第六抑制二极管D6的另一端相连并接地,第十一收发器U11的5脚接地,第二保险丝F2的另一端与第四十一气体放电管R41的1脚及第六接插件P6相连,第四十一气体放电管R41的2脚与第四十二气体放电管R42的1脚相连并接地,第三保险丝F3的另一端与第四十二气体放电管R42的2脚及第六接插件P6相连;

进一步的,所述RS485通讯电路(4)还由第十三收发器U13、第十二光耦U12、第十四光耦U14、第十五光耦U15、第四十三至第四十八电阻R43-R48、第五十一电阻R51、第五十二电阻R52、第二十三电容C23、第九至第十一抑制二极管D9-D11、第四保险丝F4、第五保险丝F5、第四十九气体放电管R49和第五十气体放电管R50,第十二光耦U12的1脚与第四十四电阻R44的一端相连,第四十四电阻R44的另一端与5V电压端相连,第十二光耦U12的2脚与第十三收发器U13的1脚相连,第十二光耦U12的3脚接地,第十二光耦U12的4脚与第四十三电阻R43的一端及嵌入式最小系统(7)的单片机U1对应脚相连,第四十三电阻R43的另一端与3.3V电压端,第十四光耦U14的1脚与第四十六电阻R46的一端,第四十六电阻R46的另一端与嵌入式最小系统(7)的单片机U1对应脚相连,第十四光耦U14的2脚接地,第十四光耦U14的3脚与第四十八电阻R48的一端及第十三收发器U13的1、2脚相连,第四十八电阻R48的另一端接地,第十四光耦U14的4脚与5V电压端相连,第十五光耦U15的1脚与3.3V电压端相连,第十五光耦U15的2脚与第五十二电阻R52的一端,第五十二电阻R52的另一端与嵌入式最小系统(7)的单片机U1对应脚相连,第十五光耦U15的3脚接地,第十五光耦U15的4脚与第五十一电阻R51的一端及第十三收发器U13的4脚相连,第五十一电阻R51的另一端与5V电压端相连,第十三收发器U13的5脚接地,第十三收发器U13的6脚与第四十七电阻R47的一端相连,第四十七电阻R47的另一端与第十一抑制二极管D11的一端、第十抑制二极管D10的一端及第五保险丝F5的一端相连,第十三收发器U13的7脚与第四十五电阻R45的一端相连,第四十五电阻R45的另一端与第九抑制二极管D9的一端、第十抑制二极管D10的另一端及第四保险丝F4的一端相连,第十一抑制二极管D11的另一端与第九抑制二极管D9的另一端相连并接地,第十三收发器U13的8脚与5V电压端及第二十三电容C23的一端相连,第二十三电容C23的另一端接地,第四保险丝F4的另一端与第四十九气体放电管R49的1脚及第五插接件P5的6脚相连,第四十九气体放电管R49的2脚与第五十气体放电管R50的1脚相连并接地,第五保险丝F5的另一端与第五十气体放电管R50的2脚及第五插接件P5的5脚相连。

进一步的,所述5V转3.3V电路(5)由输出电压为3.3V的正向低压降稳压器U4和第十二至十四电容C12-C14组成;

进一步的,所述24V转5V电路(6)由输出电压为5V的稳压器U10和第十九至二十一电容C19-C21组成。

进一步的,所述嵌入式最小系统(7)包括单片机U1和存储器U3,单片机U1的1脚与3.3V电压端之间串接第一电容C1,单片机U1的5脚与晶振Y1的1脚、第一电阻R1的一端及第三电容C3的一端相连,晶振Y1的2脚与单片机U1的6脚、第一电阻R1的另一端及第二电容C2的一端相连,第二电容C2的另一端与第三电容C3的另一端相连并接地,单片机U1的7脚与第三电阻R3的一端及第五电容C5的一端相连,第三电阻R3的另一端与3.3V电压端相连,第五电容C5的另一端接地,单片机U1的12脚与第六电容C6的一端及第七电容C7的一端并接地,第六电容C6的另一端及第七电容C7的另一端均与单片机U1的13脚相连并接3.3V电压端,单片机U1的18脚与第九电容C9的一端并接地,第九电容C9的另一端与3.3V电压端、第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端及单片机U1的19脚相连,存储器U3的4脚接地,存储器U3的5脚与单片机U1的40脚及第七电阻R7的另一端相连,存储器U3的6脚与单片机U1的41脚及第八电阻R8的另一端相连,存储器U3的7脚与第十电容C10的一端相连并接地,存储器U3的8脚与3.3V电压端及第十电容C1的另一端相连,单片机U1的28脚与地之间串接第九电阻R9,单片机U1的31脚与第十一电容C11的一端相连并接地,第十一电容C11的另一端与单片机U1的32脚及3.3V电压端相连,单片机U1的47脚与第八电容C8的一端相连并接地,第八电容C8的另一端与单片机U1的48脚及3.3V电压端相连,单片机U1的60脚与第二电阻R2的一端及第四电阻R4的一端相连,第二电阻R2的另一端与下载接口(9)的对应脚相连,第四电阻R4的另一端接地,单片机U1的63脚与第四电容C4的一端相连并接地,第四电容C4的另一端与3.3V电压端及单片机U1的64脚相连。

进一步的,所述接插件(8)由第二接插件P2组成,第二接插件P2与单片机U1的对应脚相连;

进一步的,所述下载接口(9)由接插件SWD/ISP1、第五电阻R5和第六电阻R6组成,接插件SWD/ISP1与单片机U1的对应脚相连,接插件SWD/ISP1的5脚与3.3V电压端之间串接第五电阻R5,接插件SWD/ISP1的7脚与地之间串接第六电阻R6,接插件SWD/ISP1的10脚接地。

本实用新型大大减少了日常维护、标定的工作量,操作简单,能方便调整传感器的灵敏度,增加了浊度仪的可靠性,实现对水质浊度连续检测的高效性与准确性,并达到方便加工、保证精度且降低加工成本的目的并达到方便加工、保证精度且降低加工成本的目的。

附图说明

图1是本实用新型的模块原理图;

图2是电源接线口电路图;

图3是AD-DC转换器电路图;

图4是继电器输出电路图;

图5是RS485通讯电路图;

图6是5V转3.3V电路图;

图7是24V转5V电路图;

图8是嵌入式最小系统电路图;

图9是接插件电路图;

图10下载接口电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1-10所示,本实施例提出一种浊度仪控制板,包括电源接线口1、AD-DC转换器2、继电器输出电路3、RS485通讯电路4、5V转3.3V电路5、24V转5V电路6、嵌入式最小系统7、接插件8和下载接口9,所述电源接线口1与AD-DC转换器2相连,AD-DC转换器2与继电器输出电路3相连,为继电器输出电路3提供24V和5V的直流电压;AD-DC转换器2分别与5V转3.3V电路5和24V转5V电路6相连,为嵌入式最小系统7、接插件8和下载接口9提供3.3V的直流电压,为RS485通讯电路4提供3.3V和5V的直流电压;嵌入式最小系统7分别与继电器输出电路3相连,控制浊度仪的开启和关闭;嵌入式最小系统7与RS485通讯电路4相连,与浊度仪进行通讯;嵌入式最小系统7分别与接插件8和下载接口9相连,为浊度仪数据提供上传和下载。

进一步的,所述电源接线口1由相连的电源端子P1和第一保险丝F1组成。

进一步的,所述AD-DC转换器2由电源模块U2、第五十三可变电阻R53、第五十四可变电阻R54、第五十五可变电阻R55和第五十六电阻R56组成,电源模块U2的L-端与第五十三可变电阻R53的一端及第五十四可变电阻R54的一端相连,电源模块U2的N+端与第五十三可变电阻R53的另一端及第五十五可变电阻R55的一端相连,第五十四可变电阻R54的另一端和第五十五可变电阻R55的另一端均与第五十六电阻R56相连并接地。

进一步的,所述继电器输出电路3包括三组继电器控制电路、第三接插件P3和第四接插件P4,第一和第二组继电器控制电路与第三接插件P3对应脚相连,第三组继电器控制电路与第四接插件P4相连;

进一步的,所述第一组继电器控制电路由第一继电器开关K1、第一二极管D1、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第十至第十三电阻R10-R13和第五光耦U5组成,第一继电器开关K1的4脚与24V电压端及第一二极管D1的负极相连,第一继电器开关K1的5脚与第一二极管D1的正极及第二三极管Q2的集电极相连,第二三极管Q2的发射极与第十三电阻R13的一端相连并接地,第二三极管Q2的基极与第十三电阻R13的另一端及第十二电阻R12的一端相连,第五光耦U5分别与第十二电阻R12的另一端、24V电压端、第十电阻R10的一端及第一三极管Q1的集电极相连,第十电阻R10的另一端与5V电压端相连,第一三极管Q1的发射极接地,第一三极管Q1的基极与第十一电阻R11相连,第十一电阻R11与嵌入式最小系统7的单片机U1对应脚相连,其它两组继电器控制电路与第一组继电器控制电路相同。

进一步的,所述RS485通讯电路4由第十一收发器U11、第三十六至第四十电阻R36-R40、第二十二电容C22、第六至第八抑制二极管D6-D8、第二保险丝F2、第三保险丝F3、第四十一气体放电管R41和第四十二气体放电管R42组成,第十一收发器U11的1脚与第三十六电阻R36相连,第十一收发器U11的2脚与第三十七电阻R37及第十一收发器U11的3脚相连,第十一收发器U11的4脚与第四十电阻R40相连,第三十六电阻R36、第三十七电阻R37和第四十电阻R40分别与嵌入式最小系统7的单片机U1对应脚相连,第十一收发器U11的8脚与5V电压端及第二十二电容C22的一端相连,第二十二电容C22的另一端接地,第十一收发器U11的7脚与第三十八电阻R38的一端相连,第三十八电阻R38的另一端与第六抑制二极管D6的一端、第七抑制二极管D7的一端及第二保险丝F2的一端相连,第十一收发器U11的6脚与第三十九电阻R39的一端相连,第三十九电阻R39的另一端与第八抑制二极管D8的一端、第七抑制二极管D7的另一端及第三保险丝F3的一端相连,第八抑制二极管D8的另一端与第六抑制二极管D6的另一端相连并接地,第十一收发器U11的5脚接地,第二保险丝F2的另一端与第四十一气体放电管R41的1脚及第六接插件P6相连,第四十一气体放电管R41的2脚与第四十二气体放电管R42的1脚相连并接地,第三保险丝F3的另一端与第四十二气体放电管R42的2脚及第六接插件P6相连;

进一步的,所述RS485通讯电路4还由第十三收发器U13、第十二光耦U12、第十四光耦U14、第十五光耦U15、第四十三至第四十八电阻R43-R48、第五十一电阻R51、第五十二电阻R52、第二十三电容C23、第九至第十一抑制二极管D9-D11、第四保险丝F4、第五保险丝F5、第四十九气体放电管R49和第五十气体放电管R50,第十二光耦U12的1脚与第四十四电阻R44的一端相连,第四十四电阻R44的另一端与5V电压端相连,第十二光耦U12的2脚与第十三收发器U13的1脚相连,第十二光耦U12的3脚接地,第十二光耦U12的4脚与第四十三电阻R43的一端及嵌入式最小系统7的单片机U1对应脚相连,第四十三电阻R43的另一端与3.3V电压端,第十四光耦U14的1脚与第四十六电阻R46的一端,第四十六电阻R46的另一端与嵌入式最小系统7的单片机U1对应脚相连,第十四光耦U14的2脚接地,第十四光耦U14的3脚与第四十八电阻R48的一端及第十三收发器U13的1、2脚相连,第四十八电阻R48的另一端接地,第十四光耦U14的4脚与5V电压端相连,第十五光耦U15的1脚与3.3V电压端相连,第十五光耦U15的2脚与第五十二电阻R52的一端,第五十二电阻R52的另一端与嵌入式最小系统7的单片机U1对应脚相连,第十五光耦U15的3脚接地,第十五光耦U15的4脚与第五十一电阻R51的一端及第十三收发器U13的4脚相连,第五十一电阻R51的另一端与5V电压端相连,第十三收发器U13的5脚接地,第十三收发器U13的6脚与第四十七电阻R47的一端相连,第四十七电阻R47的另一端与第十一抑制二极管D11的一端、第十抑制二极管D10的一端及第五保险丝F5的一端相连,第十三收发器U13的7脚与第四十五电阻R45的一端相连,第四十五电阻R45的另一端与第九抑制二极管D9的一端、第十抑制二极管D10的另一端及第四保险丝F4的一端相连,第十一抑制二极管D11的另一端与第九抑制二极管D9的另一端相连并接地,第十三收发器U13的8脚与5V电压端及第二十三电容C23的一端相连,第二十三电容C23的另一端接地,第四保险丝F4的另一端与第四十九气体放电管R49的1脚及第五插接件P5的6脚相连,第四十九气体放电管R49的2脚与第五十气体放电管R50的1脚相连并接地,第五保险丝F5的另一端与第五十气体放电管R50的2脚及第五插接件P5的5脚相连。

进一步的,所述5V转3.3V电路5由输出电压为3.3V的正向低压降稳压器U4和第十二至十四电容C12-C14组成;

进一步的,所述24V转5V电路6由输出电压为5V的稳压器U10和第十九至二十一电容C19-C21组成。

进一步的,所述嵌入式最小系统7包括单片机U1和存储器U3,单片机U1的1脚与3.3V电压端之间串接第一电容C1,单片机U1的5脚与晶振Y1的1脚、第一电阻R1的一端及第三电容C3的一端相连,晶振Y1的2脚与单片机U1的6脚、第一电阻R1的另一端及第二电容C2的一端相连,第二电容C2的另一端与第三电容C3的另一端相连并接地,单片机U1的7脚与第三电阻R3的一端及第五电容C5的一端相连,第三电阻R3的另一端与3.3V电压端相连,第五电容C5的另一端接地,单片机U1的12脚与第六电容C6的一端及第七电容C7的一端并接地,第六电容C6的另一端及第七电容C7的另一端均与单片机U1的13脚相连并接3.3V电压端,单片机U1的18脚与第九电容C9的一端并接地,第九电容C9的另一端与3.3V电压端、第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端及单片机U1的19脚相连,存储器U3的4脚接地,存储器U3的5脚与单片机U1的40脚及第七电阻R7的另一端相连,存储器U3的6脚与单片机U1的41脚及第八电阻R8的另一端相连,存储器U3的7脚与第十电容C10的一端相连并接地,存储器U3的8脚与3.3V电压端及第十电容C1的另一端相连,单片机U1的28脚与地之间串接第九电阻R9,单片机U1的31脚与第十一电容C11的一端相连并接地,第十一电容C11的另一端与单片机U1的32脚及3.3V电压端相连,单片机U1的47脚与第八电容C8的一端相连并接地,第八电容C8的另一端与单片机U1的48脚及3.3V电压端相连,单片机U1的60脚与第二电阻R2的一端及第四电阻R4的一端相连,第二电阻R2的另一端与下载接口9的对应脚相连,第四电阻R4的另一端接地,单片机U1的63脚与第四电容C4的一端相连并接地,第四电容C4的另一端与3.3V电压端及单片机U1的64脚相连。

进一步的,所述接插件8由第二接插件P2组成,第二接插件P2与单片机U1的对应脚相连;

进一步的,所述下载接口9由接插件SWD/ISP1、第五电阻R5和第六电阻R6组成,接插件SWD/ISP1与单片机U1的对应脚相连,接插件SWD/ISP1的5脚与3.3V电压端之间串接第五电阻R5,接插件SWD/ISP1的7脚与地之间串接第六电阻R6,接插件SWD/ISP1的10脚接地。

本实用新型大大减少了日常维护、标定的工作量,操作简单,能方便调整传感器的灵敏度,增加了浊度仪的可靠性,实现对水质浊度连续检测的高效性与准确性,并达到方便加工、保证精度且降低加工成本的目的并达到方便加工、保证精度且降低加工成本的目的。

对本实用新型保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本实用新型的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

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