一种新型微量氧分析仪的制作方法

本实用新型属于微量氧含量检测领域，具体涉及一种新型微量氧分析仪。

背景技术：

在无氧环境或者厌氧环境进行试验前都要对环境中的氧含量进行检测，环境中的氧含量较少，需要微量氧分析仪对其进行测量。目前，微量氧分析仪大多数都是通过氧传感器采集模拟信号，再通过ad采集模块将模拟信号转换数字信号，单片机将数字信号通过rs485模块输出。这种微量氧分析仪检测的氧含量结果误差大，且无法满足工业需要的电流、电压输出。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于一种误差小且可输出电流电压信号的新型微量氧分析仪。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型微量氧分析仪，包括氧传感器、ad采集模块、单片机、rs485模块、显示模块和报警模块，单片机分别与ad采集模块、rs485模块、显示模块和报警模块连接，所述氧传感器后依次连接有一级放大电路、二级放大电路和ad采集模块，所述单片机还连接有4-20ma标准输出模块。

进一步地，所述一级放大电路采用射级跟随器，二级放大电路采用运算放大器。

进一步地，所述ad采集模块采用ads1231芯片。

进一步地，所述4-20ma标准输出模块连接有mos管模块。

进一步地，所述4-20ma标准输出模块采用ad5420芯片，所述ad5420芯片的引脚19为输出端，在所述输出端上连接有mos管模块。

进一步地，所述mos管模块包括si2304管、以及与si2304管连接的电阻。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)将氧传感器采集的模拟经过两级放大电路，提高信号的输出能力，其中，一级放大电路采用射级跟随器，用于将采集的模拟信号进行反相放大，提高电路的驱动能力和电路的输出能力，二级放大电路采用精密运算放大器，用于将采集的模拟信号进行反相增益放大，实现传感器采集的模拟信号放大；

(2)采用ads1231芯片作为ad采集模块，提高电路的分辨率，进而提高采集信号的准确率，减少误差；

(3)通过设置4-20ma标准输出模块将采集的氧信号可通过电流信号输出，便于与后续控制系统连接，实现自动控制；

(4)通过设置与4-20ma标准输出模块连接的mos管模块，将电流信号转换为电压信号，以满足工业上输出的电压电流信号的需求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的一级放大电路示意图。

图3为本实用新型的二级放大电路示意图。

图4为本实用新型的ad采集模块电路示意图。

图5为本实用新型的单片机示意图。

图6为本实用新型的4-20ma标准输出模块电路示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供的新型微量氧分析仪包括氧传感器、一级放大电路、二级放大电路、ad采集模块、单片机、rs485模块、4-20ma标准输出模块、mos管模块、显示模块、报警模块和电源，氧传感器、一级放大电路、二级放大电路、ad采集模块依次连接，ad采集模块、rs485模块、4-20ma标准输出模块、显示模块和报警模块与单片机连接，4-20ma标准输出模块与mos管模块连接。

所述氧传感器用于采集氧含量模拟信号，市面上设计的品牌及型号有许多，本实施例不具体给出型号，只要能满足氧含量检测的传感器即可，将采集的氧含量模拟信号经过两级放大后再经过ad转换为数字信号最后发送给单片机，两级放大依次是一级放大电路采用射级跟随器，具体放大电路图如图2所示，用于将采集的模拟信号进行反相放大，提高电路的驱动能力和电路的输出能力；二级放大电路采用精密运算放大器，具体放大电路图如图3所示，用于将一级放大电路反相放大的模拟信号进行增益放大，实现传感器采集的模拟信号放大。

所述ad采集模块采用ads1231芯片，提高电路的分辨率，进而提高采集信号的准确率，减少误差；ads1231是一款24位的高精度模数转换器，内部主要是由emi滤波器、低噪声放大器、内部时钟发生器和一个24位的△∑型的adc等组成。具体电路图如图4所示，所述ads1231芯片的引脚7(模拟量输入)与二级放大电路的输出端(sig)连接，引脚4(数据速率)、14(电源)、15(数据时钟输入)、16(数据输出)与单片机连接，其他引脚按照芯片的设计连接元器件。

所述单片机采用具有数据处理功能以及程序运行的芯片即可，本实施例具体采用stm32单片机，用于将ad采集模块的数字信号处理以及传输给输出进行显示或使用，如图5所示，所述stm32单片机的引脚25、26、27、28与ad采集模块连接，具体地，引脚25与ads1231芯片的引脚14连接，用于提供供电压电，引脚26与ads1231芯片的引脚15连接，用于实现时钟同步，引脚27与ads1231芯片的引脚16连接，用于实现将转换的数字氧信号发送给单片机，引脚28与ads1231芯片的引脚4连接，用于调节ads1231芯片的数据速率。所述stm32单片机的引脚30～32与rs485模块连接，用于数字信号发送给与rs485模块连接的上位机，所述rs485模块采用sp3485en芯片，具体地，sp3485en芯片的引脚1～3与stm32单片机的引脚30～32连接，sp3485en芯片的引脚6和7与上位机连接。所述stm32单片机的引脚38～41与4-20ma标准输出模块连接，用于将数字信号发送4-20ma标准输出模块输出电流信号，4-20ma标准输出模块连接有mos管模块，可将电流信号转化电压信号输出。所述stm32单片机的引脚42和43与显示模块连接，用于将采集的数字信号进行显示，便于检测同时查看数据，无需给分析仪连接上位机即可实现数据的查看，所述显示模块采用oled显示器。所述stm32单片机的引脚12与报警模块连接，用于数据采集完成后报警作为提示，所述报警模块采用蜂鸣器。所述单片机还连接有时钟、按键模块和编程接口，时钟用于提供稳定的时钟频率，具体时钟采用rx8025芯片，rx8025芯片的引脚2和13与stm32单片机的引脚2和3连接。按键模块用于设定量程、时间以及测量上下阈值等，按键采用现有技术的轻触开关，与stm32单片机的引脚13～16连接，通过给单片机写入程序限定轻触开关的功能。所述编程接口用于pc机连接，用于给单片机写入程序，对数据处理流程以及其他限定。

所述4-20ma标准输出模块用于将采集的氧含量信号输出为电流信号，便于其他的控制系统连接，实现氧含量的采集；所述4-20ma标准输出模块采用ad5420芯片，如图6所示，所述ad5420芯片的引脚7～9与stm32单片机的引脚39～41依次对应连接，ad5420芯片的引脚19为电流信号输出端，输出4～20ma信号；所述ad5420芯片的引脚19还连接有mos管模块，所述mos管模块包括mos管和电阻，所述mos管采用si12304管，si12304管的引脚3与ad5420芯片的引脚19连接，si12304管的引脚2串联一个电阻后作为电压信号输出端，用于输出标准电压信号，并与stm32单片机的引脚38连接，将输出电压信号传输给单片机。

所述电源用于给各个模块提供工作电压，本实施例具体采用适配器与稳压电源给各个模块提供工作电压，因电源已经非常陈述的现有技术，故不在此进行赘述。

以上所述仅是本实用新型优选的实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何基于本实用新型所提供的技术方案和实用新型构思进行的改造和替换都应涵盖在本实用新型的保护范围内。