专利名称：一种电导率、pH值、溶氧值的远程在线分析检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于软化水、蒸汽冷凝水、海水蒸馏、原水、电厂补给水以及去离子水等的电导率值、PH值、溶氧值等连续监测的远程在线分析检测仪，属于仪表技术领域。
背景技术：
在线分析检测仪表监测当前已经成为工厂企业水汽品质监督的主要手段，并辅以少量的人工分析。在线仪表投用后，运行人员要定期检查与维护，调整好水汽样品的温度和流量，当仪表显示数据发生一定幅度变化时，则人工分析该水汽样品是否有品质变化，判断在线仪表有否发生故障。当确认在线仪表故障时则及时处理，检修。在线仪表电极易被高温水样烫坏，水样温度过高(有时达60℃)，仪表温度补偿困难，水样中被测物的活度也受到了影响，在线表计准确度下降。另外由于水溶液等的污染，使得对表记电极的维护更换工作极为繁琐。由于以上种种因素，使得现有在线仪表的应用及维护成本较高，而现有的在线检测仪表如电导率计、PH计、溶氧仪等另外所存在的缺点还有采用分离元件，仪表体积大，检测速度慢，精度低，信号受外界干扰，无法与现代通信网络连接等。
发明内容
本发明的目的是为了现有技术的缺点，提供一种高可靠性，可操作性、低成本、体积小、精度高、检测速度快并可与现代通信网络连接的电导率、PH值、溶氧值的远程在线分析检测仪。
本发明的技术方案是，一种电导率、PH值、溶氧值的远程在线分析检测仪，它包括一次表电极探头和二次表，由电极探头在现场测得的信号经现场数据采集、前端多级运放、A/D转换至CPU核心处理，由CPU处理后的信号有数字量输出、模拟量输出，经显示接口至二次表显示，其特征在于，在二次仪表中增置有网络接口RJ45，CPU核心处理通过该接口和上位机相连接；所述的CPU通过输出模块和RS485总线连接，所述的模拟量输出为4-20mA，显示接口为处理器数字总线，CPU还直接可和CAN总线连接；所述的现场数据采集、前端多级运放、A/D转换部分是置于电导率、PH值、溶氧值的远程在线分析检测仪的电极探头内；所述的CPU核心处理部分采用ARM嵌入式芯片。
所述的在ARM芯片中网络接口的实现和自诊断，网络接口部分，首先通过基于ARM的开放总线接口连接通用网络芯片；然后通过对ARM的软件编写，实现网络UDP数据包的相互传递；自诊断部分，探头的自诊断通过内置的处理器根据现场数据来确定，表内部则是通过核心处理器一并完成，可以检测运放、A/D芯片是否故障、输出模块、输出接口、网络接口是否正常。
本发明的有益效果是，在整个仪表结构上采用一、二次表分体式设计，CPU用的嵌入式ARM芯片，与传统单片机系统相比外围辅助器件的数量大为减少，有效地排除了因分离元件过多造成的信号干扰和个体差异累积，从而实现了测量电路的高稳定性和高可靠性。现场数据采集、前端多级运放、A/D转换部分是置于电极探头内，即将传感信号的采集和信号数字转换集成到电极上，并提供丰富的工业接口，使电极能根据需要灵活地与二次仪表、DCS、工业控制计算机等工控设备和系统进行组态和整合，同时实现采集信号的多通道多模式显示。通过丰富的工业接口，与现行的RS485总线、DCS系统相连，同时支持工业CAN总线，与现行的西门子和A-B公司的总线标准兼容，使仪表与在工控领域被广泛采用的工业产品系统在总线层面实现了系统的无缝联接。搭配我公司的专业监控软件，使得跨地域、低成本的远程监控和管理成为现实。仪表增加了网络诊断控制功能，嵌入一个基于网络接口的集中管理/故障自测模式，通过此模式可以直接联机显示控制仪表。因而大大提高了操作人员的安全性，以及工作效率。
图1为本发明结构框图，图2为探头结构框图。
具体实施例方式
由图1所示，一种电导率、PH值、溶氧值的远程在线分析检测仪，它包括一次表电极探头和二次表，两者作分体设计，因此，将数据采集、前端多级运放、A/D转换均置于一次表电极探头内，将传感信号的采集和信号数字转换集成到电极上。在二次仪表中置有工业以太网网络接口RJ45，CPU核心处理通过该接口和上位机相连接；所述的CPU处理核心通过输出模块和RS485总线连接，所述的模拟量输出为4-20mA，显示接口为处理器数字总线，CPU还直接可和CAN总线连接。由于丰富的工业接口，如RS485、4-20mA、工业以太网、工业总线，使电极能根据需要灵活地与二次仪表、DCS、工业控制计算机等工控设备和系统进行组态和整合，同时实现采集信号的多通道多模式显示。
CPU核心处理部分采用32位ARM7嵌入式芯片，集成化程度高，减小体积增强可靠性，降低了生产维护成本。A/D转换采用12-16位芯片，使转换精度提高。本发明的软件为三部分在ARM芯片中网络接口的实现和自诊断。
1、网络接口部分，首先通过基于ARM7的开放总线接口连接通用网络芯片(8019，CS8900等)；然后通过对ARM的软件编写，实现网络UDP数据包的相互传递。
2、自诊断部分，由图2所示，探头的自诊断通过内置的处理器根据现场数据来确定，表内部则是通过核心处理器一并完成，可以检测运放、A/D芯片是否故障、输出模块、输出接口、网络接口是否正常。
3、远程集中管理部分，通过工业以太网、工业总线等网络的连接，能实现探头的远程数据查看、远程参数修改、并根据自诊断的结果在需要时进行远程软件更新。
权利要求
1.一种电导率、PH值、溶氧值的远程在线分析检测仪，它由电导率、PH值、溶氧值的检测传感器在现场测得的信号经现场数据采集、前端多级运放、A/D转换至CPU核心处理，由CPU处理后的信号有数字量输出、模拟量输出，经显示接口至二次表显示，其特征在于，在二次仪表中增置有网络接口RJ45，CPU核心处理输出通过该接口和具有远程管理部分的上位机相连接，所述的CPU通过输出模块和RS485总线连接，模拟量输出为4-20mA，显示接口为处理器数字总线，输出模块还和CAN总线连接。
2.根据权利要求1所述的电导率、PH值、溶氧值的远程在线分析检测仪，其特征在于，所述的现场数据采集、前端多级运放、A/D转换部分是置于电导率、PH值、溶氧值的在线分析检测仪的检测传感器电路内。
3.根据权利要求1所述的电导率、PH值、溶氧值的远程在线分析检测仪，其特征在于，所述的A/D转换采用12-16位芯片，CPU核心处理部分采用32位ARM7嵌入式芯片。
4.根据权利要求1所述的电导率、PH值、溶氧值的远程在线分析检测仪，其特征在于，所述的在ARM芯片中网络接口的实现和自诊断，网络接口部分，首先通过基于ARM的开放总线接口连接通用网络芯片；然后通过对ARM的软件编写，实现网络UDP数据包的相互传递；自诊断部分，探头的自诊断通过内置的处理器根据现场数据来确定，表内部则是通过核心处理器一并完成，可以检测运放、A/D芯片是否故障、输出模块、输出接口、网络接口是否正常。
5.根据权利要求1所述的电导率、PH值、溶氧值的远程在线分析检测仪，其特征在于，所述的上位机远程集中管理部分，首先通过基于ARM的开放总线接口连接通用网络芯片；然后通过对ARM的软件编写，实现网络UDP数据包的相互传递来将电极探头的实时数据传递给上位机，将上位机的参数设置信息、软件更新信息传递给电极探头。
全文摘要
本发明公开了一种电导率、pH值、溶氧值的远程在线分析检测仪，它包括一次表电极探头和二次表，特点是，置有网络接口RJ45，CPU通过该接口和上位机相连接；CPU通过输出模块和RS485总线连接，模拟量输出为4－20mA，显示接口为处理器数字总线，CPU还直接可和CAN总线连接；所述的现场数据采集、前端多级运放、A/D转换部分是置于一次表电极探头内，仪表结构上采用一、二次表分体。CPU用ARM嵌入式芯片，使外围辅助器件的数量减少，信号干扰减少，提高了可靠性。本发明有丰富的工业接口，使电极能灵活地与二次仪表、DCS、工业控制计算机等工控设备和系统进行组态和整合，同时实现采集信号的多通道多模式显示。仪表具有网络故障自诊断，提高了操作人员的安全性，以及工作效率。
文档编号G06F19/00GK1715928SQ20051007936
公开日2006年1月4日 申请日期2005年7月8日 优先权日2005年2月2日
发明者郑刚, 何荣仁, 张元刚, 沈江华, 张立安 申请人:上海东方机电科技公司