專利名稱：監(jiān)測儀器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種監(jiān)測儀器，屬于電子檢測處理領域。
背景技術：
隨著工商業(yè)的發(fā)展，人類的生活水準逐步提高，然在享受及依賴科技文明產(chǎn)物的同時，卻也造成自然生態(tài)環(huán)境的失衡與公害污染危害生活環(huán)境的代價。隨著中國工業(yè)化進程的發(fā)展，對如何保護好環(huán)境引起越來越多人的重視，各種新的環(huán)境測量儀器應運而生，各儀器生產(chǎn)廠家也加大對研發(fā)新產(chǎn)品的投入，以求開發(fā)出更加人性化、精度更高的檢測儀器，在這之中以PH、電導度、溶解氧應用廣泛而優(yōu)為突出，從機身笨拙轉向小巧、流線型，從模擬電路以放大器、電子開關為核心研發(fā)、硬件生成各種測量、控制信號到以數(shù)字電路為重點、配以單片機控制軟件產(chǎn)生各種測量、控制信號的改變；本實用新型也是基于以上由模擬電路轉換為數(shù)字電路過程中，對PH、電導度、溶解氧儀器做一模塊化設計(單片機軟件計算代替模擬電路硬件生成)，思路明確、可實現(xiàn)性強。
實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于提供一種對PH、電導度、溶解氧儀器做一模塊化設計的環(huán)境監(jiān)測儀器，簡化了電路，簡易了操作，節(jié)約了成本。本實用新型通過如下技術方案實現(xiàn)—種儀器，包括氧化還原0RP/PH電壓信號單元、溫度電阻信號輸入模塊、溫度電路模塊、電子開關、模數(shù)轉換器、處理器、控制繼電器、顯示模塊、輸出模塊；通過模塊化設計所述氧化還原0RP/PH電壓信號單元使所述氧化還原0RP/PH電壓信號單元具有對PH、電導度以及溶解氧感測信號處理的能力；所述氧化還原0RP/PH電壓信號單元將感測器送來的信號經(jīng)濾波器去噪，再放大處理輸出，此時輸出變成低阻抗；所述電子開關用于來切換氧化還原0RP/PH電壓信號單元與溫度電阻信號輸入模塊輸出的信號并輸入到后級電路；所述控制繼電器在當輸入值超過設定的上下限時，直接由處理器來控制通斷；所述顯示模塊包括顯示驅動單元和顯示單元；所述輸出模塊包括光電隔離電流輸出單元、數(shù)模轉換器單元以及輸出單元。本實用新型還提供了 溫度電路模塊使用電阻分壓電路，利用2. 5V直流電壓與溫度電阻分壓所得電壓，反推求得待測溶液的溫度。所述模數(shù)轉換器采用芯片CS5529，搭配電子開關IC4053，分別來讀取氧化還原ORP以及溫度電阻信號輸入模塊的模擬信號，轉成數(shù)字信號后再送至CPU。所述處理器使用MSP430F149。所述顯示模塊采用IXD作為顯示單元，該IXD有4個COM腳，4個COM腳在不同的時間下其各個電壓準位不同，在不同的時間下可決定讓LCD亮或不亮。所述控制繼電器采用兩顆繼電器，每顆繼電器使用2顆晶體管來驅動，第一晶體管在開啟時，讓繼電器不動作，第二晶體管用于繼電器驅動；所述輸出模塊光電隔離電流輸出單元采用4_20mA光電隔離電流輸出單元，所述輸出單元采用4-20mA輸出單元，所述數(shù)模轉換器單元采用LTC1451，在開機瞬間由內(nèi)部復位電路將其12位移位緩存器及其DAC寄存器清除為零，等待LTC1451的CS/LD信號為低時將資料讀入其移位暫存器，當CS信號再為高時，將資料送至數(shù)模轉換器單元。
圖1是現(xiàn)有技術中的該環(huán)境監(jiān)測儀器的原理框圖；圖2是本實用新型提供的監(jiān)測儀器的原理框圖。
具體實施方式
附圖1給出了現(xiàn)有技術中的環(huán)境監(jiān)測儀器的原理框圖，其中0RP/PH信號模塊、溫度電壓模塊分別獨立進行放大、測量處理，結構較為復雜，設計需要模塊眾多，監(jiān)測誤差大。因PH、電導度、溶解氧測量經(jīng)初步放大器轉換成電壓信號后，在硬件實現(xiàn)時需增加不同的測量曲線(與溫度等關系)，其差異大，沒有共通性，研發(fā)、生產(chǎn)成本相應提高。通過本實用新型的技術方案，將PH、電導度、溶解氧儀器做一模塊化設計(單片機軟件計算代替模擬電路硬件生成)，其硬體部分差異很小，研發(fā)、生產(chǎn)成本相應減少。參見附圖2所示，本實用新型提供的實施方式包括一種儀器，其包括前端輸入模塊、溫度電路模塊、電子開關、模數(shù)轉換器、處理器、控制繼電器、顯示模塊、輸出模塊，前端輸入模塊包括氧化還原單元0RP/PH電壓信號單元以及溫度電阻信號輸入模塊，其將感測器送來的信號經(jīng)RC濾波濾去IOHZ以上噪聲，再送入一顆高阻抗輸入的BUFFER LF444，經(jīng)過射隨、差分二經(jīng)放大器處理輸出，輸出此時變成低阻抗；溫度電路模塊使用電阻分壓電路，利用2. 5V直流電壓與溫度電阻分壓所得電壓，反推求得待測溶液的溫度T ;電子開關用于來切換前端輸入模塊(0RP/TEMP)輸出的信號、輸入到后級電路；模數(shù)轉換器采用ICCS5529，搭配電子開關IC4053，分別來讀取0RP/TEMP的模擬信號，轉成數(shù)字信號后再送至CPU，其參考電壓為2. 5V，讀取范圍為0-2. 5V ;處理器本設計使用MSP430F149為CPU控制周邊接口 A/D、LCD、RELAY、KEYBOARD... · ·等；顯示模塊(LCD DRIVER 與 LCD)使用的 LCD有4個COM腳，可大量減少SEGMENT的輸出腳數(shù)量，4個COM腳在不同的時間下其各個電壓準位不同，因此在不同的時間下改變SEGMENT的準位可決定讓SEGMENT亮或是不亮。配合IC HT1621的LCD DRIVER，設計LCD具有個COM腳及32個SEGMENT，由CPU控制將所測到的值或者是一些相關的文字、圖面SHOW出來；控制繼電器(CONTROL RELAY):當輸入值超過RELAY設定的上下限時，直接由CPU來控制0N/0FF，每顆RELAY都使用2顆晶體管來驅動，第I顆晶體管是為了在POWER ON的時候，讓RELAY不動作，第2顆晶體管用來做RELAYDRIVER;輸出模塊(4-20mA光電隔離電流輸出、D/A方塊以及4-20mA OUT):因為4_20mA有可能會接到別的機器上，所以利用PC817光耦合的數(shù)字信號隔離2種不同的地和電源；采用12位D/A之IC LTC1451，在開機瞬間由內(nèi)部RESET電路將其12位移位緩存器及其DAC級存器清除為零，等待CS/LD為LO將資料讀入其移位暫存器，當CS再為HI時，將資料送至12位DAC做D/A轉換的動作，由DAOUT將轉換的電壓輸出；4_20mA OUT是一個電壓/電流轉換的電路，4-20mA電流=DAOUT電壓/R28。各個單元描述但不局限于下1、氧化還原單元0RP/PH電路[0031]此部分電路是感測器送來的信號經(jīng)RC濾波濾去IOHZ以上噪聲，再送入一顆高阻抗輸入的BUFFER LF444，經(jīng)過射隨、差分二經(jīng)放大器處理輸出，輸出此時變成低阻抗；2、溫度電路模塊本設計使用電阻分壓電路，利用2. 5V直流電壓與溫度電阻分壓所得電壓，反推求得待測溶液的溫度T ；3電子開關電子開關用來切換0RP/TEMP信號、輸入到后級電路(AD處理);4、模數(shù)轉換器A/D轉換本設計A/D采用IC CS5529，搭配電子開關IC4053，分別來讀取0RP/TEMP的模擬信號，轉成數(shù)字信號后再送至CPU，其參考電壓為2. 5V，讀取范圍為0-2. 5V ；5、CPU:本設計使用MSP430F149 為 CPU 控制周邊接 口 A/D、LCD、RELAY、KEYBOARD.....等；6、顯示模塊(LCD DRIVER 與 LCD): 設計所使用的IXD有4個COM腳，可大量減少SEGMENT的輸出腳數(shù)量，4個COM腳在不同的時間下其各個電壓準位不同，因此在不同的時間下改變SEGMENT的準位可決定讓SEGMENT亮或是不亮。配合IC HT1621的LCD DRIVER，設計LCD具有個COM腳及32個SEGMENT,由CPU控制將所測到的值或者是一些相關的文字、圖面SHOW出來；7、控制繼電器(CONTROL RELAY)當輸入值超過RELAY設定的上下限時，直接由CPU來控制0N/0FF，每顆RELAY都使用2顆晶體管來驅動，第I顆晶體管是為了在POWER ON的時候，讓RELAY不動作，第2顆晶體管用來做RELAY DRIVER ；8、4_20mA光電隔離電流輸出及D/A方塊因為4_20mA有可能會接到別的機器上，所以利用PC817光耦合的數(shù)字信號隔離2種不同的地和電源；采用12位D/A之IC LTC1451，在開機瞬間由內(nèi)部RESET電路將其12位移位緩存器及其DAC級存器清除為零，等待CS/LD為LO將資料讀入其移位暫存器，當CS再為HI時，將資料送至12位DAC做D/A轉換的動作，由DAOUT將轉換的電壓輸出；9、4-20mA OUT 這是一個電壓/電流轉換的電路，4_20mA電流=DAOUT電壓/R28。需要指明的是，相關人員對本實用新型做出的任何不涉及到基本結構及連接方式的形狀改變或部件替換也屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種儀器，包括氧化還原ORP/PH電壓信號單元、溫度電阻信號輸入模塊、溫度電路模塊、電子開關、模數(shù)轉換器、處理器、控制繼電器、顯不模塊、輸出模塊，其特征在于 通過模塊化設計所述氧化還原0RP/PH電壓信號單元使所述氧化還原0RP/PH電壓信號單元具有對PH、電導度以及溶解氧感測信號處理的能力； 所述氧化還原0RP/PH電壓信號單元將感測器送來的信號經(jīng)濾波器去噪，再放大處理輸出，此時輸出變成低阻抗； 所述電子開關用于來切換氧化還原0RP/PH電壓信號單元與溫度電阻信號輸入模塊輸出的信號并輸入到后級電路； 所述控制繼電器在當輸入值超過設定的上下限時，直接由處理器來控制通斷； 所述顯示模塊包括顯示驅動單元和顯示單元； 所述輸出模塊包括光電隔離電流輸出單元、數(shù)模轉換器單元以及輸出單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征在于，溫度電路模塊使用電阻分壓電路，利用.2.5V直流電壓與溫度電阻分壓所得電壓，反推求得待測溶液的溫度。
3.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征在于，所述模數(shù)轉換器采用芯片CS5529，搭配電子開關IC4053，分別來讀取氧化還原ORP以及溫度電阻信號輸入模塊的模擬信號，轉成數(shù)字信號后再送至CPU。
4.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征在于，所述處理器使用MSP430F149。
5.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征在于，所述顯示模塊采用LCD作為顯示單元，該LCD有4個COM腳，4個COM腳在不同的時間下其各個電壓準位不同，在不同的時間下可決定讓LCD売或不売。
6.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征在于，所述控制繼電器采用兩顆繼電器，每顆繼電器使用2顆晶體管來驅動，第一晶體管在開啟時，讓繼電器不動作，第二晶體管用于繼電器驅動；
7.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征在于，所述輸出模塊光電隔離電流輸出單元采用4-20mA光電隔離電流輸出單元，所述輸出單元采用4-20mA輸出單元，所述數(shù)模轉換器單元采用LTC1451，在開機瞬間由內(nèi)部復位電路將其12位移位緩存器及其DAC寄存器清除為零，等待LTC1451的CS/LD信號為低時將資料讀入其移位暫存器，當CS信號再為高時，將資料送至數(shù)模轉換器單元。
專利摘要一種監(jiān)測儀器，包括前端輸入模塊、溫度電路模塊、電子開關、模數(shù)轉換器、處理器、控制繼電器、顯示模塊、輸出模塊，前端輸入模塊包括氧化還原ORP/PH電壓信號單元以及溫度電阻信號輸入模塊，其將感測器送來的信號經(jīng)濾波器去噪，再送入放大器處理輸出，此時輸出變成低阻抗；電子開關用于來切換前端輸入模塊輸出的信號并輸入到后級電路；控制繼電器在當輸入值超過設定的上下限時，直接由處理器來控制通斷。將PH、電導度、溶解氧儀器做一模塊化設計，單片機軟件計算代替模擬電路硬件生成，其硬體部分差異很小，研發(fā)、生產(chǎn)成本相應減少。
文檔編號G01N27/27GK202886320SQ20122003806
公開日2013年4月17日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權日2012年2月7日
發(fā)明者朱治 申請人:蘇州市夏龍電子技術有限公司