一种基于巴特沃斯低通滤波器的水质测试仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于巴特沃斯低通滤波器的水质测试仪，包括采集器、硬件低通滤波器、转换器、巴特沃斯低通滤波器和显示装置；所述采集器与硬件低通滤波器电连接，采集器将采集到的各类光电信号传导给硬件低通滤波器，所述硬件低通滤波器与转换器进行电连接，所述巴特沃斯低通滤波器分别显示装置和转换器电连接；本实用新型专利技术通过采用4阶巴特沃斯低通滤波器以及时间常数设置较小的硬件低通滤波器，使得不需要把硬件滤波器的下限载止频率设得过低，而影响水质测试仪仪的响应时间，在水质测试仪中PH高阻测试时，使得与不加巴特沃斯低通滤波器相比，响应时间由60秒到15秒，提高了四倍，而又不影响高阻性能，测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于巴特沃斯低通滤波器的水质测试仪
本技术涉及水质检测
，尤其是一种基于巴特沃斯低通滤波器的水质测试仪。
技术介绍
现在的水质测试仪测量仪，比如，电导，ph，溶氧仪，光电比色表等大多都是缓变信号，通常都是采用硬件低通滤波或简单的软件滤波，如中值滤滤，一阶滞后滤波等，对于有特定干扰的频率不能消除掉,现有技术中水质测试仪常常采用硬件低通滤波或简单的软件滤波，采用硬件低通滤波或简单的软件滤波存在着响应变慢的问题，特别是水质测试仪中PH仪在电极阻抗高的情况下，响应时间要达50秒以上，极大地影响ph值的测量结果。
技术实现思路
本技术的技术目的在于：针对上述问题，提供一种基于巴特沃斯低通滤波器的水质测试仪，解决了采用硬件低通滤波或简单的软件滤波响应变慢的问题，本方案在水质测试仪中采用软件滤波巴特沃斯低通滤波器和硬件滤波相结合，使得水质测试仪响应速度提高4倍以上，能极大提高水质测试仪值的准确性与测量速度。本方案是这样进行实现的：一种基于巴特沃斯低通滤波器的水质测试仪：包括采集器、硬件低通滤波器、转换器、巴特沃斯低通滤波器和显示装置；所述采集器与硬件低通滤波器电连接，采集器将采集到的各类光电信号传导给硬件低通滤波器，所述硬件低通滤波器与转换器进行电连接，所述巴特沃斯低通滤波器分别显示装置和转换器电连接。作为优选的，所述采集器包括PH电极采集器、电导电极采集器以及氧电极采集器。作为优选的，所述硬件低通滤波器采用电阻值和/或电容值较小的硬件低通滤波器。作为优选的，所述转换器包括放大电路和A/D转换电路；所述放大电路与低通滤波器电连接，所述A/D转换电路与放大电路和巴特沃斯低通滤波器电连接，经过硬件低通滤波器初步滤波后信号，经过放大电路进行信号放大，然后在经过A/D转换电路进行模拟信号和数字信号的转换。作为优选的，所述巴特沃斯滤波器采用4阶巴特沃斯低通滤波器，采样频率设置为64HZ，点数为128点，通带频率为1HZ，阻带频率4HZ。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1.本技术通过采用4阶巴特沃斯低通滤波器以及时间常数设置较小的硬件低通滤波器，使得不需要把硬件滤波器的下限载止频率设得过低，而影响水质测试仪仪的响应时间，在水质测试仪中PH高阻测试时，使得与不加巴特沃斯低通滤波器相比，响应时间由60秒到15秒，提高了四倍，而又不影响高阻性能，测量精度。附图说明图1是本技术整体的连接关系示意图；图2是现有技术的连接关系示意图；图3是装配有4阶巴特沃斯低通滤波器的频率图：图中标记：1、采集器；2、硬件低通滤波器；3、转换器；4、巴特沃斯低通滤波器；5、显示装置。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。实施例1如图1～图3所示，一种基于巴特沃斯低通滤波器的水质测试仪，包括采集器1、硬件低通滤波器2、转换器3、巴特沃斯低通滤波器4和显示装置5；所述采集器1与硬件低通滤波器2电连接，采集器1将采集到的各类光电信号传导给硬件低通滤波器2，所述硬件低通滤波器2与转换器3进行电连接，通过转换器3将硬件滤波器滤波后的信号传递给巴特沃斯低通滤波器4，所述巴特沃斯低通滤波器4分别显示装置5和转换器3电连接。通过滤波后的数值最终显示在显示装置5上，使观测人员能够直观且快速的进行检测水质。所述采集器1包括PH电极采集器、电导电极采集器以及氧电极采集器，通过上述各类采集器1，对水体中的各类信号进行初步采集，如电导信号、PH信号、溶氧信号和光电比色信号等。将采集后的信号传递给硬件低通滤波器2，所述硬件低通滤波器2的时间常数设置较小，由于时间常数为硬件低通滤波器2中电阻和电容的乘积，所述本装置通过降低硬件低通滤波器2的电阻或电容的具体数值，来使硬件低通滤波器2中的时间常数值变小，即采用电阻值和/或电容值较小的硬件低通滤波器2。所述硬件低通滤波器采用时间常数小(电阻值/或电容值可以取得较小)的硬件低通滤波器，相当于硬件滤波器取30HZ频率的截止下限，而不必取4HZ的截止下限，更低的下限截止频率由软件的巴特沃斯低通滤波器去完成。在现有技术中，通常采用的是时间常数较大的硬件低通滤波器2，这样，可以实现硬件低通滤波器2的下限较低，保证滤波效率，但是会存在响应时间边长的问题。而本申请中设置有时间常数较低的硬件低通滤波器2和巴特沃斯低通滤波器4协同作用，可以实现不需要把硬件滤波的时间常数RC值设得很大，以降低低通滤波的下限值，而是可以把时间常数RC设得小5倍以上，以增加响应速度。所述转换器3包括放大电路和A/D转换电路；所述放大电路与低通滤波器电连接，所述A/D转换电路与放大电路和巴特沃斯低通滤波器4电连接，经过硬件低通滤波器2初步滤波后信号，经过放大电路进行信号放大，然后在经过A/D转换电路进行模拟信号和数字信号的转换，使采集的信号最终得到电脑端能够识别的数字信号，然后传递到巴特沃斯低通滤波器4进行滤波。本方案中的放大电路和A/D转换电路均为现有电路的直接调用，并未对电路结构进行改进，所以在此就不进行累述。巴特沃斯滤波器优点，巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。在振幅的对数对角频率的波得图上，从某一边界角频率开始，振幅随着角频率的增加而逐渐减少，趋向负无穷大。一阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频6分贝，每十倍频20分贝。二阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频12分贝，三阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频18分贝，如此类推。巴特沃斯滤波器的振幅对角频率单调下降，并且也是唯一的无论阶数、振幅对角频率曲线都保持同样的形状的滤波器。只不过滤波器阶数越高，在阻频带振幅衰减速度越快。其他滤波器高阶的振幅对角频率图和低级数的振幅对角频率有不同的形状。本申请中，所述巴特沃斯滤波器采用4阶巴特沃斯低通滤波器4，通过设置4阶巴特沃斯低通滤波器4，可以去掉常规软件滤波如中值滤波，一阶滞后滤波等算法，加快响应速度。所述巴特沃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于巴特沃斯低通滤波器的水质测试仪，其特征在于：包括采集器、硬件低通滤波器、转换器、巴特沃斯低通滤波器和显示装置；所述采集器与硬件低通滤波器电连接，采集器将采集到的各类光电信号传导给硬件低通滤波器，所述硬件低通滤波器与转换器进行电连接，所述巴特沃斯低通滤波器分别与显示装置和转换器电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于巴特沃斯低通滤波器的水质测试仪，其特征在于：包括采集器、硬件低通滤波器、转换器、巴特沃斯低通滤波器和显示装置；所述采集器与硬件低通滤波器电连接，采集器将采集到的各类光电信号传导给硬件低通滤波器，所述硬件低通滤波器与转换器进行电连接，所述巴特沃斯低通滤波器分别与显示装置和转换器电连接。


2.如权利要求1所述的一种基于巴特沃斯低通滤波器的水质测试仪，其特征在于：所述采集器包括PH电极采集器、电导电极采集器以及氧电极采集器。


3.如权利要求1或2所述的一种基于巴特沃斯低通滤波器的水质测试仪，其特征在于：所述硬件低通滤波器采用时间常数小的硬件低通滤波器。


4.如权利要求3所述的一种基于巴特沃斯低通滤波器的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：易佑春，林江，
申请(专利权)人：成都新三可仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51