智能化水质综合监测仪制造技术

本发明专利技术涉及一种在现场能对水质参数（如温度、电导率、ｐＨ值、盐度、氧度、氨氮、溶氧度等）进行自动测量、显示、记录的智能化水质综合监测仪，它采用模块化结构方案，由主控电路板、ｐＨ检测板、电导率检测板和需要测量的其他参数检测板，同时配有调制解调器、无线电收发机，可以对水质综合监测仪进行远距离遥测、遥控。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境保护部门、化学实验室、水产养殖和科研所对水质自动监测，开机后便处于自动状态，能自动依次测量显示温度、电导率、盐度、氯度、PH值、氨氮、溶氧和离子浓度，具有智能化水质综合监测仪，属水质测量分析仪器类。目前我国所使用的水质测量仪器均是单一功能，自动化控制程度不高的测试仪器，如温度计、电导率仪、PH计、溶氧仪、OCR仪等。这些仪器不仅操作比较复杂，调整繁琐，误差偏大，同时只有数字或指针显示，中国专利CN89200668“MF-10型多功能水质检测仪”介绍一种便携式水样化学分析仪器，可以以数字方式直接读出各参数的工程值，但专利只能检测水样的四个参数(温度、酸度、电导率和含盐量)，也不能够将数据传输给通用系统计算机等缺点，因此也无法实现联网监测和远距离遥控遥测。本专利技术的目的是公开一种智能化水质综合监测仪，它弥补现存仪器设备性能的不足，提高仪器设备的性能和智能化程度，将水质监测的多个重要参数如水温、电导率、PH值、溶解氧、氨氮、盐度、氯度和一些重要的离子浓度等测量集成于一台检测仪中，它可以使对水质检测工作变得十分方便和迅速；同时采用低功耗集成电路和单片机，使智能化程度得到很大提高，各个传感器的调整也自动进行，从而极大地提高了测量精度和准确度；所有测量数据可以记录在仪器内，消除了人工记录误差，确保测量记录的完整性和可行性；同时还具有通讯功能，可以将正在测量的数据、已记录的数据通过通讯端口传送到通用计算机系统，为了实现远距离遥控、遥测，本技术配备有无线电收发信机。为了达到上述目的，本专利技术装有各项被测参数传感器，由传感器获得的被测参数非电参量通过各转换电路变成相对应的电参量，然后通过多路模拟开关电路，将各被测参数模拟量依次转换成数字量，并送入单片机主控电路板；本专利技术设有16个功能键(4×4)矩阵键盘，开机后自动处于自动状态，即自动依次显示温度、电导率、盐度、氯度、PH值、氨氮、溶氧和离子浓度，每个数值显示停留时间为2秒。如果只需要测量某一参数时，只需要按相应参数名称功能键按键，显示屏将只显示该参数，这种状态称为“单独状态”显示。在单独显示某一参数后，按下功能键“自动”，本专利技术的工作状态就恢复自动状态，无论是处于自动状态，还是处于单独状态，如果按下“记录”键，就会将目前(实时)的测量数据全部记录所存贮器中。当按“提取”键时，屏幕将显示最近一次记录的记录数据，在屏幕的最左边二位显示所记录数据的编号，并以类似自动状态的方式依次显示所有记录数据。在“提取”状态下，按“-”键时，将显示下一个记录数据，当记录数据号码为“00”时，若再按“-”键，将循环从最近的记录编号开始显示；在“提取”状态下，按“+”键的功能与按“-”键相同，所不同的是“-”键是递减显示，而“+”键是记录号码递增显示；按正键用于对各个传感器的校正，同时按下该参数的单独显示状态，此时，对应传感器进入校正状态，校正时输入当前标准数值即可，通常需要至少三个校正标准数值。采用89C52单片机，通过多路模拟开关电路4051来选择传感器检测电路4051来选择传感器检测电路送来水质参数信号，并通过CAX187A／D转换器，转换成数字量，经89C52运算处理后的数据送往LCD液晶显示器显示，DS1302产生时间信息，93LC256作记录，存贮各个传感器的校正数据和仪器测量数据；89C52的PO口的8个信号线，通过内部程序实现16个键(4×4矩阵)的键盘操作功能；89C52具有3个8位双向端口，3个端口可以单独、单个地使用，也可作地址总线和数据总线，同时具有双向传输通讯口，可以配备调制解调器或无线电收发信机，实现远距离有线或无线遥测、遥控。本专利技术具备通讯功能，可以将正在测量的数据、已记录的数据和记录的各个传感器的校正数据，通过本专利技术的通讯端口传送给通用计算机系统；配备的无线电收发信机以实现在线实时远距离无线电遥测、遥控。下面结合附图对本专利技术作进一步说明附附图说明图1是本专利技术方框原理图。附图2是本专利技术主控电路电原理图。附图3是本专利技术电导检测板电原理图。附图4是本专利技术PH检测板电原理图。附图5是本专利技术其他参量检测板电原理图。附图6是本专利技术有线遥测、遥控网络示意图。附图7是本专利技术无线遥测、遥控网络示意图。附图8是本专利技术功能键排列图。参考附图1，本专利技术采用模块化结构设计，整机由主控电路板1，高性能A／D转换电路2，多路模拟开关电路3，各参数转换电路4，传感器5和液晶显示器6等组成，还配有调制解调器7、无线收发信机8可实现有线或无线远距离远测遥控。参考附图2，主控电路1，采用89C52单片机，89C52具有8Kbit的内部EEPROM存贮器，用以存放控制程序；提供256字节的RAM供程序使用；有3个8位双向端口，3个端口可以单独、单个使用，也可作为地址总线和数据总线使用，这极大方便设计人员的设计要求，89C52还具有内部全双向传输通讯口(SIO)，它有4种工作方式可以方便地满足对通讯的需要；89C52内部设置2个16位定时器和中断控制系统。89C52通过多路模拟开关电路4051(3)来选择传感器检测电路(2、3、4-n)的输出信号，并通过A／D电路2，将传感器检测电路送来的模拟信号转变成数字信号，以便89C52内部程序计算和处理A／D转换器(2)采用MA×187，它是高性能12位A／D转换器，具有精度，稳定性好，功耗低，接口简单等特点；89C52将运算处理后的数据送到LCD液晶显示器显示，主电路2中的DS1302负责产生时间信息，93LC256负责记录各个传感器的较正数据和仪器的记录数据。93LC256是ATMEL公司的EEPROM存贮器芯片。它的接口电路十分简洁，可以方便地与单片机89C52连接，89C52的PO口的8根信号线通过内部程控实现16个键(4×4矩阵)的键盘操作功能。参考附图3，电导率测量电路是通过NE555产生方波信号、经过低功耗运算放大器U2B(TL064)和P2插头输出至电导传感器，传感器检测信号经U2A放大和U2C检波后再经U2D放大后输出至主控电路板的多路开关电路TL064是一个由4个可以独立工作的运放集成电路。它具有高输入电阻Ri≥106Ω，100dB的共模抑制比KCRMM，功耗低、动态响应速度快和精度高等特点。参考附图4，PH检测电路由4运放集成电路TL064构成，U1B构成电压跟随器，它具有极高输入阻抗和低的输出阻抗，可以满足各种化学传感器的阻抗匹配要求，U1A运放形成电平平移电路，可以满足化学传感器的电平变换以适应主控电路中A／D转换电路的需要。U1D组成放大电路，提高主控电路对信号的分辨率。参考附图5，其他参数检测电路与PH检测电路的设计完全一致，它可以满足水质检测要求的各种传感器的匹配要求，但针对不同的传感器在处理程序中需要进行修正，以满足测量和控制的需要，这一设计特点，1．使用参数电路板和共用电路板可以完成多种参数检测，这一措施极大地降低开发费用；2．使用共用电路板可以降低产品的正常维修费用和提高整机的可靠性。3．采用这种程序修正设计方法可以提高设备使用灵活性和方便性。目前，本专利技术可以达到以下技术指标权利要求1．一种能在现场条件下对水质参数(如温度、电导率、PH值、盐度、氯度、氨氮、溶氧度等)进行自动测量、显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能在现场条件下对水质参数（如温度、电导率、ＰＨ值、盐度、氯度、氨氮、溶氧度等）进行自动测量、显示、记录的智能化水质综合监测仪，其特征在于：采用８９Ｃ５２单片机，通过多路模拟开关电路４０５１来选择传感器检测电路４０５１来选择传感器检测 电路送来水质参数信号，并通过ＣＡＸ１８７Ａ／Ｄ转换器，转换成数字量，经８９Ｃ５２运算处理后的数据送往ＬＣＤ液晶显示器显示，ＤＳ１３０２产生时间信息，９３ＬＣ２５６作记录，存贮各个传感器的校正数据和仪器测量数据；８９Ｃ５２的ＰＯ口的８个信号线，通过内部程序实现１６个键（４×４矩阵）的键盘操作功能；８９Ｃ５２具有３个８位双向端口，３个端口可以单独、单个地使用，也可作地址总线和数据总线，同时具有双向传输通讯口，可以配备调制解调器或无线电收发信机，实现远距离有线或无线遥测、遥控。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱勇，
申请(专利权)人：上海金纬智能化信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]