一种单路七电极电导率检测监控仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工过程参数在线检测领域，涉及工业现场导电溶液浓度的在线间接检测与控制，特别与铝型材表面加工过程中各工段电导率检测与加药控制密切相关，具体涉及一种单路七电极电导率检测监控仪。
【背景技术】
[0002]在化工反应过程中，电导率是溶液的一个重要参数，它的大小直接反映溶液的导电能力，并与电解质的浓度密切相关；这些以电导率作为中间变量进行其它参数检测的场合，都需要一种稳定、精确的电导率检测装置；目前，在铝型材表面处理过程中，由于现场环境恶劣，溶液腐蚀性极强、可能积垢，需要作定期维护，只有国外几家厂商的仪表安装于国内生产现场，而国内厂家生产的电导率检测仪几乎没有；因此，必须设计一套与七电极传感器配套的检测监控仪，既能防腐又能抗垢；而从国外进口的设备大都价格昂贵、维修维护困难。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种单路七电极电导率检测监控仪，电源部分采用滤波器与固态电容进行加强，模拟部分都采用千分之一精度标准电阻与精密交流运算放大器，所有信号地都通过安规电容连接外壳再接地，因此有较强的抗干扰能力，由于采用分挡精密交流恒流激励，有一定的抗电极积垢能力；采用高阻仪表放大器对信号进行采集，既能够抗共模干扰，也能抗一定的电极积垢；电路结构也进一步作了简化，选用标准工控液晶触摸屏对数据进行显示与操作，便于与标准设备进行数据交换，因此，本发明具有测量精度高、可靠性高、功能多、造价低、智能化程度高、制造维护方便、能够与其它设备组网等优点，本发明不但可连接七电极电导率传感器，也可连接四电极的电导率传感器；量程设有四挡，可对20uS/cm?200mS/cm范围的电导率进行直接测量，配合各种电导常数的电极可对量程范围作进一步的扩展；电导率仪的激励频率可调，暂定为高周I10Hz ο
[0004]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0005]一种单路七电极电导率检测监控仪，其液晶触摸屏数据显示与输入操控如图1所示，液晶触摸屏上配置有CAN地址显示窗1、温度显示窗2、标准电导率显示窗3、当前报警按钮4、实时曲线按钮5、操作校准画面按钮6、历史曲线按钮7、历史报警按钮8、帮助按钮9、泵开关指示显示窗10、自动手动切换按钮11、系统报警状态显示窗12、CAN通讯状态显示窗13、手动开/关切换按钮14共同联合组成；液晶触摸屏由外接DC24V供电，接口通过短电缆与主机板上的对应点相连接。
[0006]如图2所示，所述主机板的电路由第一在片系统电路15、主板用数字电源16、安规电容一电路17、主板用模拟电源18、在片系统用电源及复位电路19、模拟信号限幅保护电路20、CAN总线隔离驱动电路21、开关输出控制电路22、内部操作电路23、液晶触摸屏输入/输出通讯接口电路24、显示板通讯接口电路25、温度检测接口 26、温度变送隔离电路27、电导跳档变送电路28、电导测量与交流转直流及隔离电路29、电导检测接口 30、恒流信号驱动电路31、激励信号发生电路32、精密电源电路33、电导用隔离模拟电源34、安规电容二电路35共同电气连接组成；
[0007]如图3所示，本发明所述主机板电路中，第一在片系统电路15由集成电路U1、晶振U2、连接器J1、电阻R1、电容Cl?C22共同电气连接构成；如图4所示，在片系统用电源及复位电路19由稳压器U3与U4、连接器J2、二极管Dl?D4与D6?D7、发光二极管D5与D8、电阻R2?R5、电容C23?C29、按钮SI共同电气连接构成；如图5所示，模拟信号限幅保护电路20由放大器U6与U8、稳压芯片U5、限幅保护芯片U7、电阻RXl?RX9及R6、电容C30?C35及CX1、发光二极管LI共同电气连接构成；如图6所示，主板用数字电源16由连接器DCl及外接开关电源、滤波器U9、电容C36及C37共同电气连接组成；安规电容一电路17由磁珠RL1、电阻R7、安规电容C38共同电气连接组成；主板用模拟电源18由连接器DC2及外接开关电源、滤波器UlO及Ull、电容C39?C42共同电气连接组成；如图7所示，开关输出控制电路22由继电器Ul3、连接器J5、三极管N1、二极管D9、电阻R15、电容C44共同电气连接组成，其中J5提供开关控制输出，拨码NBJl可禁止它输出；内部操作电路23由拨码开关NBJl及NBJ2、排阻R14共同电气连接组成，NBJl为监控拨码，NBJ2为CAN地址编码；液晶触摸屏输入/输出通讯接口电路24由集成电路Ul2、连接器Pl及J4、电阻RlO?R13、磁珠RL2、电容C43共同电气连接组成，其中，Pl连接液晶触摸屏；显示板通讯接口电路25由连接器J3、电阻R8?R9共同电气连接组成，备用；如图8所示，CAN总线隔离驱动电路21由集成电路U14、连接器CAN1、电阻R16?R17、电容C45共同电气连接组成，其中，CANl外接CAN总线；如图9所示，温度检测接口 26由连接器JTl组成，外接半导体温度传感器；温度变送隔离电路27由放大器U16、信号隔离器U15、电阻R18?R20、电容C46?C55共同电气连接构成；如图10所示，电导测量与交流转直流及隔离电路29由放大器U17及U20?U21及U24、交流直流信号转换器U19及U22、信号隔离器U18及U23、电阻R21?R25、电容C56?C75共同电气连接构成；电导检测接口 30由连接器JDl组成，外接七电极电导率传感器；如图11所示，电导跳档变送电路28由继电器U25?U29、三极管N2?N6、二极管DlO?D14、电阻R26?R31共同电气连接构成；恒流信号驱动电路31由放大器U31?U33、电阻RXlO?RX14及RAl?RA13、电容C76?C79及C83?C89共同电气连接构成；激励信号发生电路32由集成电路U30、电阻RINl及R32、电容C80?C81及C82及CFl共同电气连接构成；如图12所示，精密电源电路33由稳压器U36?U37、电感L2?L5、电容C94?C97及C99?ClOO共同电气连接构成；电导用隔离模拟电源34由连接器DC3与外接开关电源、滤波器U34?U35、电容C90?C93共同电气连接构成；安规电容二电路35由电阻R33、磁珠RL3、安规电容C98共同电气连接构成；
[0008]本发明所述主机板，外接3个开关电源通过电源线与主板用数字电源16、主板用模拟电源18、电导用隔离模拟电源34上对应点相连接；主板用数字电源16通过电源线分别与安规电容一电路17、在片系统用电源及复位电路19、CAN总线隔离驱动电路21、开关输出控制电路22、内部操作电路23、液晶触摸屏输入/输出通讯接口电路24、显示板通讯接口电路25、电导跳档变送电路28上对应点相连接；在片系统用电源及复位电路19还通过模拟电源线和数字电源线分别与第一在片系统电路15、主板用数字电源16、主板用模拟电源18、模拟信号限幅保护电路20对应点相连接，为系统核心提供优质的模拟电源与数字电源；电导用隔离模拟电源34通过模拟电源线分别与温度检测接口 26、温度变送隔离电路27、电导测量与交流转直流及隔离电路29、恒流信号驱动电路31、精密电源电路33、安规电容二电路35上对应点相连接，第一在片系统电路15通过数据通讯线分别与CAN总线隔离驱动电路21、液晶触摸屏输入/输出通讯接口电路24、显示板通讯接口电路25对应点相连接；第一在片系统电路15通过模拟信号线与模拟信号限幅保护电路20相连接，第一在片系统电路15通过开关信号线与开关输出控制电路22、内部操作电路23、电导跳档变送电路28相连接，第一在片系统电路15还通过复位线与在片系统用电源及复位电路19相连接；
[0009]本发明所述激励信号发生电路32通过电源线与精密电源电路33对应点相连接；恒流信号驱动电路31分别通过信号线与电导跳档变送电路28、激励信号发生电路32、电导检测接口 30对应点相连接；电导测量与交流转直流及隔离电路29分别通过信号线与模拟信号限幅保护电路20、电导检测接口 30对应点相连接；温度变送隔离电路27分别通过信号线与温度检测接口 26、模拟信号限幅保护电路20对应点相连接；温度检测接口 26通过屏蔽电缆