一种浊度测量电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种浊度测量电路，其包括：中央处理器，中央处理器电连接于恒流控制模块，恒流控制模块电连接于白光LED灯，白光LED灯透过一光学结构作用于一信号接收模块，信号接收模块耦合于电流/电压转换模块，所述电流/电压转换模块转换后的信号经一信号放大模块后输送至所述中央处理器。本发明的浊度测量电路，其采用白光LED灯作为光源，一级硅光二极管作为信号接收单元，通过恒流控制模块控制白光LED灯使其产生稳定的亮度，在信号接收后采取差分放大电路，抑制干扰，然后以电路地为参考进行AD采样，利用AD芯片内部的PGA进行控制增益使其达到分辨率高且稳定的效果，有效抑制了零点漂移和低浊度下测量不稳定的影响。
【专利说明】
_种油度测量电路
技术领域
[0001]本发明涉及浊度仪技术领域，尤其是一种用于浊度仪的浊度测量电路。
【背景技术】
[0002]在测量技术领域，有一种专门针对液体的池度测量，以获得液体特征参数ο
[0003]而现有市面上的浊度仪光源一般采用钨灯和LED灯两种方案，在电路处理上，往往因为处理不得当进而表现出来的零点漂移大，需要频繁调零，分辨率低，以及在低浊度情况下极度不稳定。因此，市场上亟需一种对低浊度测量稳定，零点漂移小的浊度测量系统。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种浊度测量电路，其解决了目前浊度测量电路零点漂移大，低浊度测量不稳定的技术问题。
[0005]为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为:
[0006]本发明的一种浊度测量电路，其包括:中央处理器，所述中央处理器电连接于恒流控制模块，所述恒流控制模块电连接于白光LED灯，所述白光LED灯透过一光学结构作用于一信号接收模块，所述信号接收模块耦合于电流/电压转换模块，所述电流/电压转换模块转换后的信号经一信号放大模块后输送至所述中央处理器;所述中央处理器控制所述恒流控制模块为所述白光LED灯提供稳定的电流，所述白光LED灯的灯光透过所述光学结构上的待测溶液后散射至信号接收模块，所述信号接收模块接收散射的光信号之后经所述电流/电压转换模块、信号放大模块后转成电信号输送至中央处理器，由所述中央处理器计算出浊度值。
[0007]其中，所述的所述的信号接收模块为硅光二极管接收电路。
[0008]其中，所述的信号放大模块包括:一级放大电路以及耦合于所述一级放大电路的二级放大电路，所述二级放大电路包括一受控于所述中央处理器的数字电位器。
[0009]其中，所述的一级放大电路采用差分放大电路。
[0010]其中，所述中央处理器还包括工作电源，所述工作电源包括为中央处理器供电的数字电源，以及为所述白光LED灯供电的模拟电源;其中所述数字电源和模拟电源与地之间均串联有用于抗干扰的电容，数字电源与模拟电源之间电连接有用于隔离的电感。
[0011]其中，所述的恒流控制模块包括:串联于电源与地之间的稳压二极管和第一电阻，所述稳压二极管两端并联有一电容，所述稳压二极管的阴极还串联有一第二电阻，所述第二电阻的输出端耦合于一运算放大器以利用所述运算放大器的虚短虚断使输出电流恒定。
[0012]其中，所述的运算放大器的输出端还电连接有一受控于中央处理器的开关三极管。
[0013]其中，所述的硅光二极管接收电路包括:硅光二极管，所述硅光二极管的阳极和阴极分别电联接于一差分放大器的输入端，所述差分放大器的输入端和输出端还并联有电容和电阻。
[0014]其中，该池度测量电路应用的光学结构为一光降噪散射测量机构，所述光降噪散射测量机构包括:环状本体，所述环状本体的环形侧壁上设有用于射入白光LED灯白光的白光通道，用于安装硅光二极管的检测通道，以及用于抑制光噪声的降噪机构;其中上述白光通道与检测通道之间相差90度圆心角，所述降噪机构位于白光通道的正前方。
[0015]与现有技术相比，本发明的浊度测量电路，其采用白光LED灯作为光源，一级硅光二极管作为信号接收单元，通过恒流控制模块控制白光LED灯使其产生稳定的亮度，在信号接收后采取差分放大电路，抑制干扰，然后以电路地为参考进行AD采样，利用AD芯片内部的PGA进行控制增益使其达到分辨率高且稳定的效果，有效抑制了零点漂移和低浊度下测量不稳定的影响。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的浊度测量电路的功能模块框图。
[0017]图2为本发明的浊度测量电路的中央处理器部分电路图。
[0018]图3为本发明的浊度测量电路的供电电源部分电路图。
[0019]图4为本发明的浊度测量电路的恒流控制模块部分电路图。
[0020]图5为本发明的浊度测量电路的硅光二极管电路部分电路图。
[0021]图6为本发明的浊度测量电路的信号放大模块部分电路图。
[0022]图7为本发明的浊度测量电路应用于浊度测量的光降噪散射测量机构结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下参考附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
[0024]请参阅附图1至附图6，在本实施例中，该浊度测量电路包括:中央处理器1，上述中央处理器I电连接于恒流控制模块2，上述恒流控制模块2电连接于白光LED灯3，上述白光LED灯3透过一光学结构4作用于一信号接收模块5，上述信号接收模块5耦合于电流/电压转换模块6，上述电流/电压转换模块6转换后的信号经一信号放大模块7后输送至上述中央处理器I，其中用于待检测的溶液放置于光学结构4上，进行散射。上述中央处理器I控制上述恒流控制模块2为上述白光LED灯3提供稳定的电流，上述白光LED灯3的灯光透过上述光学结构4上的待测溶液后散射至信号接收模块5，上述信号接收模块5接收散射的光信号之后经上述电流/电压转换模块6、信号放大模块7后转成电信号输送至中央处理器I，由上述中央处理器I根据浊度算法计算出浊度值。
[0025]请再次参阅附图2和附图3，上述中央处理器I还包括工作电源，上述工作电源包括为中央处理器供电的数字电源，该数字电源以电感LI左侧部分电路组成，以及为上述白光LED灯3供电的模拟电源，该模拟电源以电感LI的右侧部分电路组成。其中上述数字电源和模拟电源与地之间均串联有用于抗干扰的电容C5和电容C6，数字电源与模拟电源之间电连接有用于隔离的电感LI。电源输入，经过电感，隔离数字电源和模拟电源，然后经过U5，产生更加稳定的模拟电源。这样会大大减少数字电源的干扰，提高电源性能，在源头上降低电路噪声。同样，模拟部分地线与数字部分地线隔离，降低电路噪声。
[0026]请再次参阅附图4，上述的恒流控制模块2包括:串联于电源与地之间的稳压二极管U17和第一电阻R41，上述稳压二极管U17两端并联有一电容C18，上述稳压二极管U17的阴极还串联有一第二电阻R42，上述第二电阻R42的输出端耦合于一运算放大器U4以利用上述运算放大器的虚短虚断使输出电流恒定。稳压二极管U17为稳压源，与运算放大器U4，第二电阻R42，共同产生稳压电路。由于运算放大器U4的作用，把稳压二极管U17的稳压源，转换成输出在二级管D13的恒流源，电路中的电流由第二电阻R42，稳压二极管U17共同决定。这样的恒流电流，输入到二极管D13白光LED灯3上，白光LED灯3的能量更加稳定，光波动更小。
[0027]其中，上述的运算放大器U4的输出端还电连接有一受控于中央处理器的开关三极管Ql，该开关三极管受控于中央处理器I自动控制白光LED灯的开启和关闭。
[0028]更具体的，请参阅附图5，上述的信号接收模块为硅光二极管接收电路。其中，上述的娃光二极管接收电路包括:娃光二极管D16，上述娃光二极管Dl 6的阳极和阴极分别电联接于一差分放大器U2-A的输入端，上述差分放大器U2-A的输入端和输出端还并联有电容C32和电阻R49。接收端由娃光二极管D16接收光信号，由差分放大器U2-A差分放大，差分放大电路具有良好的噪声抑制特性，因此噪声干扰更小。
[0029]请再次参阅附图6，上述的信号放大模块7包括:一级放大电路以及耦合于上述一级放大电路的二级放大电路，上述一级电路包括差分放大器U2-B，上述二级放大电路包括一受控于上述中央处理器I的数字电位器Ull，该数字电位器Ull的放大倍数由中央处理器I控制，以使其信号达到放大要求。其中，上述的一级放大电路采用差分放大电路。由一级放大输出的信号，经过电阻R50，输入到第二级可调放大，同样采用差分放大方式抑制噪声，再经VPD输出到ADC采样芯片。这样的电路，光路更加稳定，噪声干扰小，因此浊度测量零点漂移小，性能稳定，特别是在低浊度情况下表现尤为突出。
[0030]请参阅附图7，其为浊度测量电路应用的光降噪散射测量机构的结构示意图。该光降噪散射测量机构包括环状本体40，环状本体40的环形侧壁上设有用于射入白光LED灯白光的白光通道42，用于安装硅光二极管的检测通道41，以及用于抑制光噪声的降噪机构43，其中上述白光通道42与检测通道41之间相差90度圆心角，所述降噪机构43位于白光通道42的正前方。
[0031]上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种浊度测量电路，其特征在于，包括:中央处理器，所述中央处理器电连接于恒流控制模块，所述恒流控制模块电连接于白光LED灯，所述白光LED灯透过一光学结构作用于一信号接收模块，所述信号接收模块耦合于电流/电压转换模块，所述电流/电压转换模块转换后的信号经一信号放大模块后输送至所述中央处理器;所述中央处理器控制所述恒流控制模块为所述白光LED灯提供稳定的电流，所述白光LED灯的灯光透过所述光学结构上的待测溶液后散射至信号接收模块，所述信号接收模块接收散射的光信号之后经所述电流/电压转换模块、信号放大模块后转成电信号输送至中央处理器，由所述中央处理器计算出浊度值。2.如权利要求1所述的浊度测量电路，其特征在于，所述的所述的信号接收模块为硅光二极管接收电路。3.如权利要求1所述的浊度测量电路，其特征在于，所述的信号放大模块包括:一级放大电路以及耦合于所述一级放大电路的二级放大电路，所述二级放大电路包括一受控于所述中央处理器的数字电位器。4.如权利要求3所述的浊度测量电路，其特征在于，所述的一级放大电路采用差分放大电路。5.如权利要求1所述的浊度测量电路，其特征在于，所述中央处理器还包括工作电源，所述工作电源包括为中央处理器供电的数字电源，以及为所述白光LED灯供电的模拟电源；其中所述数字电源和模拟电源与地之间均串联有用于抗干扰的电容，数字电源与模拟电源之间电连接有用于隔离的电感。6.如权利要求1所述的浊度测量电路，其特征在于，所述的恒流控制模块包括:串联于电源与地之间的稳压二极管和第一电阻，所述稳压二极管两端并联有一电容，所述稳压二极管的阴极还串联有一第二电阻，所述第二电阻的输出端耦合于一运算放大器以利用所述运算放大器的虚短虚断使输出电流恒定。7.如权利要求6所述的浊度测量电路，其特征在于，所述的运算放大器的输出端还电连接有一受控于中央处理器的开关三极管。8.如权利要求2所述的浊度测量电路，其特征在于，所述的硅光二极管接收电路包括:娃光二极管，所述娃光二极管的阳极和阴极分别电联接于一差分放大器的输入端，所述差分放大器的输入端和输出端还并联有电容和电阻。9.如权利要求1所述的浊度测量电路，其特征在于，应用的光学结构为一光降噪散射测量机构，所述光降噪散射测量机构包括:环状本体，所述环状本体的环形侧壁上设有用于射入白光LED灯白光的白光通道，用于安装硅光二极管的检测通道，以及用于抑制光噪声的降噪机构;其中上述白光通道与检测通道之间相差90度圆心角，所述降噪机构位于白光通道的正前方。
【文档编号】G01N21/01GK106053347SQ201610671027
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月15日 公开号201610671027.2, CN 106053347 A, CN 106053347A, CN 201610671027, CN-A-106053347, CN106053347 A, CN106053347A, CN201610671027, CN201610671027.2
【发明人】李伟坤, 郑俭锋, 黄晓平
【申请人】深圳市清时捷科技有限公司