一种智能水质分析仪的制作方法

文档序号:15594431发布日期:2018-10-02 19:20阅读:240来源:国知局

本实用新型涉及一种测量水质的检测设备,特别涉及一种智能水质分析仪。



背景技术:

为了保护水环境,必须加强对污水排放的监测,检测点通常需要设置水质分析仪,水质分析仪用于测定水中化学成分的含量,水质分析仪的质量对水环境监测起着至关重要的作用。

现有的水质分析仪不够智能,容易受到外界环境的干扰,从而导致测量结果不准确,而且成本高,稳定性不好,因此迫切需要提供一种结构简单、成本低廉、稳定性好的水质分析仪。



技术实现要素:

本实用新型为了克服上述现有技术的不足,提供了一种结构简单、成本低廉、稳定性好的智能水质分析仪。

要解决以上所述的技术问题,本实用新型采取的技术方案为:

一种智能水质分析仪包括单片机控制电路,所述单片机控制电路的信号输入端通过继电器电路与第一供电电路的电源输出端相连接,单片机控制电路的信号输入端与AD采样电路的信号输出端相连接,所述AD采样电路的电源输入端与第二供电电路的电源输出端相连接,所述单片机控制电路的信号输出端分别与RS485接口电路、显示电路、报警电路、DA转换电路、存储电路的信号输入端相连接,所述DA转换电路的信号输出端与信号放大电路的信号输入端相连接,所述信号放大电路的信号输出端与外部设备相连接。

优选的,所述单片机控制电路包括控制芯片,所述控制芯片的型号为C8051F040芯片,所述C8051F040芯片的引脚18、引脚58、引脚59均与AD采样电路相连接,C8051F040芯片的引脚60、引脚62、引脚96均与DA转换电路相连接。

优选的,所述AD采样电路包括AD转换芯片,所述AD转换芯片的型号为ADS1110A0IDBVR芯片,所述ADS1110A0IDBVR芯片的引脚1分别与外部接口以及第四电阻R4的一端相连接,所述第四电阻R4的另一端连接C8051F040芯片的引脚18,ADS1110A0IDBVR芯片的引脚3分别连接第五电阻R5的一端、C8051F040芯片的引脚58,ADS1110A0IDBVR芯片的引脚4分别连接第六电阻R6的一端、C8051F040芯片的引脚59,所述第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的另一端均连接电源。

优选的,所述DA转换电路包括第一芯片1U1、第二芯片1U2、第三芯片1U3、第四芯片1U4,所述第一芯片1U1的型号为DAC7512N,所述第二芯片1U2的型号为TLP181GB,所述第三芯片1U3、第四芯片1U4的型号均为6N137,所述第一芯片1U1的引脚1连接第十三电阻R13的一端,所述第十三电阻R13的另一端连接信号放大电路的信号输入端,第一芯片1U1的引脚4分别连接第十电阻R10的一端以及第四芯片1U4的引脚6,所述第十电阻R10的另一端分别连接第四芯片1U4的引脚7、引脚8以及电源,所述第四芯片1U4的引脚2通过第七电阻R7连接电源,第四芯片1U4的引脚3连接C8051F040芯片的引脚60,第一芯片1U1的引脚5分别连接第十一电阻R11的一端以及第三芯片1U3的引脚6,所述第十一电阻R11的另一端分别连接第三芯片1U3的引脚7、引脚8以及电源,所述第三芯片1U3的引脚2通过第八电阻R8连接电源,第三芯片1U3的引脚3连接C8051F040芯片的引脚62,第一芯片1U1的引脚6分别连接第十二电阻R12的一端以及第二芯片1U2的引脚4,所述第十二电阻R12的另一端连接电源,所述第二芯片1U2的引脚1通过第九电阻R9连接电源,第二芯片1U2的引脚2连接C8051F040芯片的引脚96。

优选的,所述信号放大电路包括第十四电阻R14和第十五电阻R15,所述第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端均连接第十三电阻R13的另一端,所述第十五电阻R15的另一端接地,第十四电阻R14的另一端连接第一信号放大器A1的正极信号输入端,所述第一信号放大器A1的负极信号输入端分别连接第十八电阻R18的一端以及第三三极管Q3的发射极,所述第十八电阻R18的另一端接地,第一信号放大器A1的信号输出端连接第三三极管Q3的基极,所述第三三极管Q3的集电极分别连接第十七电阻R17的一端、第二信号放大器A2的正极信号输入端,所述第十七电阻R17的另一端分别连接第十六电阻R16的一端、第一稳压二极管D1的正极,所述第一稳压二极管D1的负极连接电源,第十六电阻R16的另一端分别连接第二信号放大器A2的负极信号输入端、第一三极管Q1的发射极,所述第二信号放大器A2的信号输出端连接第二三极管Q2的基极,所述第二三极管Q2的发射极连接第一三极管Q1的基极,第二三极管Q2的集电极、第一三极管Q1的集电极均连接外部设备。

进一步的,所述第一信号放大器A1、第二信号放大器A2的型号均为LM358。

进一步的,所述第一供电电路包括电源转换芯片,所述电源转换芯片的型号为XC6206芯片。

进一步的,所述显示电路为液晶显示屏,所述报警电路为闪灯和/或蜂鸣器。

进一步的,所述存储电路为EEPROM存储器。

本实用新型的有益效果为:

(1)、本实用新型包括单片机控制电路、继电器电路、AD采样电路、RS485接口电路、显示电路、报警电路、信号放大电路、DA转换电路、第一供电电路、第二供电电路,本实用新型能够对水质进行分析,而且能够对水进行现场检测,并且能够将检测到的水的化学成分含量进行显示和报警,而且本实用新型可靠性高、灵敏度高、成本低廉、稳定性好。

(2)、所述单片机控制电路包括控制芯片,所述控制芯片的型号为C8051F040芯片,C8051F040芯片处理信号速度快,成本低,C8051F040芯片以及其外围电路即AD采样电路、信号放大电路、DA转换电路的结构简单,易于搭建。

(3)、所述信号放大电路的信号输出端与外部设备相连接,能够将检测到的水的化学成分含量信息通过短信的方式通知用户,起到了报警的作用。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:

图1为本实用新型的结构原理图;

图2为本实用新型的单片机控制电路的原理图;

图3为本实用新型的AD采样电路的原理图;

图4为本实用新型的DA转换电路的原理图;

图5为本实用新型的信号放大电路的原理图。

图中的附图标记含义如下:

10—单片机控制电路 20—继电器电路

30—AD采样电路 40—RS485接口电路

50—显示电路 60—报警电路

70—信号放大电路 80—DA转换电路

90—第一供电电路 100—第二供电电路

具体实施方式

下面对照附图,对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明:

如图1所示,一种智能水质分析仪包括单片机控制电路10,所述单片机控制电路10的信号输入端通过继电器电路20与第一供电电路90的电源输出端相连接,单片机控制电路10的信号输入端与AD采样电路30的信号输出端相连接,所述AD采样电路30的电源输入端与第二供电电路100的电源输出端相连接,所述单片机控制电路10的信号输出端分别与RS485接口电路40、显示电路50、报警电路60、DA转换电路80、存储电路的信号输入端相连接,所述DA转换电路80的信号输出端与信号放大电路70的信号输入端相连接,所述信号放大电路70的信号输出端与外部设备相连接。

AD采样电路30的信号输入端连接用于检测水的化学成分含量的各个传感器相连接,常用的用于检测水的化学成分含量的传感器分别包括余氯传感器、电导率传感器、PH传感器、ORP传感器、浊度传感器,各个传感器将检测到的水的化学成分含量发送至AD采样电路30,转换为数字信号后送入单片机控制电路10进行分析。

进一步的,所述显示电路50为液晶显示屏,所述报警电路60为闪灯,存储电路为EEPROM存储器。

所述继电器电路20起到控制本水质分析仪通断的作用,继电器电路20包括开关和电磁铁,所述继电器电路20的信号输入端接入电源后,开关接通,单片机控制电路10上电,本水质分析仪开始工作。

如图2所示,所述单片机控制电路10包括控制芯片,所述控制芯片的型号为C8051F040芯片,所述C8051F040芯片的引脚18、引脚58、引脚59均与AD采样电路30相连接,C8051F040芯片的引脚60、引脚62、引脚96均与DA转换电路80相连接。

如图3所示,所述AD采样电路30包括AD转换芯片,所述AD转换芯片的型号为ADS1110A0IDBVR芯片,所述ADS1110A0IDBVR芯片的引脚1分别与外部接口以及第四电阻R4的一端相连接,所述第四电阻R4的另一端连接C8051F040芯片的引脚18,ADS1110A0IDBVR芯片的引脚3分别连接第五电阻R5的一端、C8051F040芯片的引脚58,ADS1110A0IDBVR芯片的引脚4分别连接第六电阻R6的一端、C8051F040芯片的引脚59,所述第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的另一端均连接电源。

如图4所示,所述DA转换电路80包括第一芯片1U1、第二芯片1U2、第三芯片1U3、第四芯片1U4,所述第一芯片1U1的型号为DAC7512N,所述第二芯片1U2的型号为TLP181GB,所述第三芯片1U3、第四芯片1U4的型号均为6N137,所述第一芯片1U1的引脚1连接第十三电阻R13的一端,所述第十三电阻R13的另一端连接信号放大电路70的信号输入端,第一芯片1U1的引脚4分别连接第十电阻R10的一端以及第四芯片1U4的引脚6,所述第十电阻R10的另一端分别连接第四芯片1U4的引脚7、引脚8以及电源,所述第四芯片1U4的引脚2通过第七电阻R7连接电源,第四芯片1U4的引脚3连接C8051F040芯片的引脚60,第一芯片1U1的引脚5分别连接第十一电阻R11的一端以及第三芯片1U3的引脚6,所述第十一电阻R11的另一端分别连接第三芯片1U3的引脚7、引脚8以及电源,所述第三芯片1U3的引脚2通过第八电阻R8连接电源,第三芯片1U3的引脚3连接C8051F040芯片的引脚62,第一芯片1U1的引脚6分别连接第十二电阻R12的一端以及第二芯片1U2的引脚4,所述第十二电阻R12的另一端连接电源,所述第二芯片1U2的引脚1通过第九电阻R9连接电源,第二芯片1U2的引脚2连接C8051F040芯片的引脚96。

如图5所示,所述信号放大电路70包括第十四电阻R14和第十五电阻R15,所述第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端均连接第十三电阻R13的另一端,所述第十五电阻R15的另一端接地,第十四电阻R14的另一端连接第一信号放大器A1的正极信号输入端,所述第一信号放大器A1的负极信号输入端分别连接第十八电阻R18的一端以及第三三极管Q3的发射极,所述第十八电阻R18的另一端接地,第一信号放大器A1的信号输出端连接第三三极管Q3的基极,所述第三三极管Q3的集电极分别连接第十七电阻R17的一端、第二信号放大器A2的正极信号输入端,所述第十七电阻R17的另一端分别连接第十六电阻R16的一端、第一稳压二极管D1的正极,所述第一稳压二极管D1的负极连接电源,第十六电阻R16的另一端分别连接第二信号放大器A2的负极信号输入端、第一三极管Q1的发射极,所述第二信号放大器A2的信号输出端连接第二三极管Q2的基极,所述第二三极管Q2的发射极连接第一三极管Q1的基极,第二三极管Q2的集电极、第一三极管Q1的集电极均连接外部设备。

具体的,所述第一信号放大器A1、第二信号放大器A2的型号均为LM358。

所述第一供电电路90包括电源转换芯片,所述电源转换芯片的型号为XC6206芯片。

所述第二供电电路100用于为AD采样电路30和单片机控制电路10提供电源。

所述第一供电电路90用于提供+24V的电源。

为使本实用新型技术方案更加清楚明了,以下通过一具体实施例对本实用新型的工作过程进行说明。

如图1所示,所述继电器电路20的信号输入端接入电源后,开关接通,单片机控制电路10上电,本智能水质分析仪开始工作,用于检测水的化学成分含量的传感器开始检测水的化学成分含量,并将采集到的化学成分含量发送至AD采样电路30,所述AD采样电路30将模拟信号转换为数字信号,转换成数字信号后发送至单片机控制电路10,所述单片机控制电路10判断数字信号是否大于内部预先设置的阈值,如果超过阈值,控制闪灯或蜂鸣器报警,从而提醒工作人员当前水的各个化学成分含量超过阈值,以及实时控制液晶显示屏显示水的化学成分含量信息,单片机控制电路10控制DA转换电路80将数字信号转换为模拟信号,从而将模拟信号发送至信号放大电路70进行放大,信号放大电路70的信号输出端与外部设备相连接,能够将检测到的水的化学成分含量信息通过短信的方式通知用户,起到了报警的作用。同时,EEPROM存储器起到了存储数据的作用。

综上所述,本实用新型能够对水质进行分析,而且能够对水进行现场检测,并且能够将检测到的水的化学成分含量进行显示和报警,而且本实用新型可靠性高、灵敏度高、成本低廉、稳定性好。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式,均应包含在本实用新型的保护范围内。

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