一种利用弱发光物质进行水质生物毒性检测的系统技术方案

本申请公开了一种利用弱发光物质进行水质生物毒性检测的系统，涉及水质测量技术领域，包括MCU单元和电源单元，MCU单元连接有电机驱动单元、模数转换单元、发光物质检测单元和485通信单元，模数转换单元连接发光物质检测单元，MCU单元控制各个单元动作，电源单元为各个单元提供所需电源。具有以下优点：根据发光细菌在新陈代谢时发光强度的变化进行定性和定量检测，具有高响应速度、高转换效率，经高倍稳定放大电路后通过高精度采样电路获取检测结果，抗干扰能力强，电路稳定性高。电路稳定性高。电路稳定性高。

【技术实现步骤摘要】
一种利用弱发光物质进行水质生物毒性检测的系统


[0001]本专利技术是一种利用弱发光物质进行水质生物毒性检测的系统，属于水质测量


技术介绍

[0002]水质监测技术涉及城市供水水质管理过程中的水质监测、预警部分，可提前预知突发污染事件以及提供应急处理措施。污染物对水生生物的影响作用水平从生物分子到细胞器、细胞、组织、器官、器官系统、生物个体、生物种群、生物群落甚至整个生态系统等层次，利用水生生物在受污染水体中的形态、生理和生化变化进行水质监测可实现水环境水质的生物毒性评价。
[0003]水质生物在线监测涉及鱼类、水蚤和其它水生生物，大多数的检测方法是利用生物监测设备进行水质生物毒性，但仅作综合指标评定，是一项污染物整体对水生生物的作用结果，耗费大量的试验材料，极易造成忽略其对生物体本身某方面的影响，导致结果不准确，不灵敏，同时浪费大量的人力物力，且不能用于现场水中重金属、毒剂、神经毒剂、农药制剂等物质总体毒性检测。
[0004]目前水质生物毒性的测定发光细菌发光度的变化进行测定，发光细菌由于其独特的生理特性，在环境监测中被作为测定环境中毒物的指标。发光细菌在正常的生理条件下能发出波长在450～490nm 的蓝绿色可见光，在一定的试验条件下发光强度是恒定的。与外来受试物接触后，由于毒物具有抑制发光的作用，发光细菌的发光强度即有所改变，变化的程度与受试物的浓度在一定范围内呈相关关系，同时与该物质的毒性大小有关。
[0005]但是现有采用发光菌进行水质生物毒性测定的系统具有以下缺点：1、抗干扰能力差，电路稳定性不高；2、相应速度慢，检测效率低；3、灵敏度低，检测结果不高精确。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种利用弱发光物质进行水质生物毒性检测的系统，根据发光细菌在新陈代谢时发光强度的变化进行定性和定量检测，具有高响应速度、高转换效率，经高倍稳定放大电路后通过高精度采样电路获取检测结果，抗干扰能力强，电路稳定性高。
[0007]为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种利用弱发光物质进行水质生物毒性检测的系统，包括MCU单元和电源单元，MCU单元连接有电机驱动单元、模数转换单元、发光物质检测单元和485通信单元，模数转换单元连接发光物质检测单元，MCU单元控制各个单元动作，电源单元为各个单元提供所需电源。
[0008]进一步的，所述MCU单元包括芯片U7，芯片U7的型号为STM32F103C8，芯片U7的11脚
连接有电阻R17一端和电阻R18一端，电阻R17另一端接VIN电源，电阻R18另一端接地，芯片U7的34脚连接有接口JP2的2脚，芯片U7的37脚连接有接口JP2的3脚，芯片U7的34脚连接有电容C21一端和电阻R2一端，电容C21另一端接地，电阻R2另一端接S3V3电源；芯片U7的44脚连接有电阻R3一端，芯片U7的20脚连接有电阻R5一端，电阻R3另一端和电阻R5另一端接地。
[0009]进一步的，所述电源单元包括芯片U9，芯片U9的型号为TPS5430
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8H，芯片U9的7脚连接有电容C28一端、电容E4一端，并接VIN电源，电容C28另一端、电容E4另一端接地，芯片U9的8脚连接有电容C25一端、二极管D4一端和电感L3一端，电容C25另一端连接有芯片U9的1脚，二极管D4另一端接地，电感L3另一端连接有电容E2一端、电容C27一端和电阻R12一端，并接VCC5V电源，电容E2另一端和电容C27另一端接地，芯片U9的4脚连接有电阻R19一端和电阻R12另一端，电阻R19另一端接地。
[0010]进一步的，所述电源单元还包括芯片U1，芯片U1的型号为ME6211，芯片U1的1脚和3脚连接有电阻R1一端和电阻R1一端，并接F_5V，电容E1另一端接地，电阻R1另一端接VCC5V电源，芯片U1的2脚连接有电阻R20一端，电阻R20另一端接地，芯片U1的4脚连接有电容C5一端，电容C5另一端接地，芯片U1的5脚连接有电容C2一端和电容C3一端，并接S3V3电源，电容C2另一端和电容C3另一端接地。
[0011]进一步的，所述电源单元还包括芯片U6，芯片U6的型号为LP2982AIM5
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3.0，芯片U6的1脚连接有电阻R13一端、电容C17一端和电容C16一端，并接S3V3电源，电阻R13另一端连接芯片U6的3脚，电容C17另一端和电容C16另一端接地,芯片U6的4脚连接有电容C20一端，电容C20另一端接地，芯片U6的5脚连接有电容C18一端和电容C19一端，并接V+电源，电容C18另一端和电容C19另一端接地；所述电源单元还包括电阻R4，电阻R4一端接S3V3电源，电阻R4另一端连接有TVS管U3的1脚和2脚、电容C6一端、电容C7一端和芯片U2的15脚，TVS管U3的3脚、电容C6另一端和电容C7另一端接地。
[0012]进一步的，所述模数转换单元包括芯片U2，芯片U2的型号为AD7190，芯片U2的3脚连接有芯片U7的26脚，芯片U2的4脚连接有芯片U7的25脚，芯片U2的23脚连接有芯片U7的27脚，芯片U2的24脚连接有芯片U7的28脚，芯片U2的21脚连接有电容C1一端，芯片U2的20脚连接有电容C4一端，电容C1另一端和电容C4另一端接地，芯片U2的19脚连接有电感L1一端，电感L1另一端接地，芯片U2的16脚连接有电感L2一端，电感L2另一端接地。
[0013]进一步的，所述电机驱动单元包括芯片U10，芯片U10的型号为SX1308，芯片U10的1脚连接有二极管D5一端和电感L4一端，电感L4另一端连接有电容E5一端，并接VIN电源，电容E5另一端接地，二极管D5另一端连接有电容E6一端、电容C29一端和电阻R15一端，并接24V电源，电容E6另一端和电容C29另一端接地，电阻R15另一端连接有芯片U10的3脚和电阻R21一端，电阻R21另一端接地，芯片U10的4脚连接有电阻R22一端，电阻R22另一端接VIN电源。
[0014]进一步的，所述电机驱动单元还包括继电器K1，继电器K1的1脚连接有二极管D6一端，并接VCC5V电源，继电器K1的8脚连接有二极管D6另一端和三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极连接有电阻R23一端和电阻R24一端，电阻R24另一端接地，电阻R23另一端连接有芯片U7的33脚，继电器K1的2脚和5脚接24V电源，继电器K1的4脚和7脚接地，继电器K1的3脚连接有接口P5的1脚，继电器K1的6脚连接有接口P5的2脚，接口P5用
于外接电机。
[0015]进一步的，所述485通信单元包括芯片U8，芯片U8的型号为MAX3485EESA，芯片U8的1脚连接有芯片U7的13脚，芯片U8的2脚和3脚连接有芯片U7的14脚，芯片U8的4脚连接有芯片U7的12脚，芯片U8的6脚连接有TVS管D3的1脚和接口PP1的3脚，芯片U8的7脚连接有TVS管D3的2脚和接口PP1的2脚，TVS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用弱发光物质进行水质生物毒性检测的系统，其特征在于：包括MCU单元和电源单元，MCU单元连接有电机驱动单元、模数转换单元、发光物质检测单元和485通信单元，模数转换单元连接发光物质检测单元，MCU单元控制各个单元动作，电源单元为各个单元提供所需电源。2.如权利要求1所述的一种利用弱发光物质进行水质生物毒性检测的系统，其特征在于：所述MCU单元包括芯片U7，芯片U7的型号为STM32F103C8，芯片U7的11脚连接有电阻R17一端和电阻R18一端，电阻R17另一端接VIN电源，电阻R18另一端接地，芯片U7的34脚连接有接口JP2的2脚，芯片U7的37脚连接有接口JP2的3脚，芯片U7的34脚连接有电容C21一端和电阻R2一端，电容C21另一端接地，电阻R2另一端接S3V3电源；芯片U7的44脚连接有电阻R3一端，芯片U7的20脚连接有电阻R5一端，电阻R3另一端和电阻R5另一端接地。3.如权利要求1所述的一种利用弱发光物质进行水质生物毒性检测的系统，其特征在于：所述电源单元包括芯片U9，芯片U9的型号为TPS5430
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8H，芯片U9的7脚连接有电容C28一端、电容E4一端，并接VIN电源，电容C28另一端、电容E4另一端接地，芯片U9的8脚连接有电容C25一端、二极管D4一端和电感L3一端，电容C25另一端连接有芯片U9的1脚，二极管D4另一端接地，电感L3另一端连接有电容E2一端、电容C27一端和电阻R12一端，并接VCC5V电源，电容E2另一端和电容C27另一端接地，芯片U9的4脚连接有电阻R19一端和电阻R12另一端，电阻R19另一端接地。4.如权利要求1所述的一种利用弱发光物质进行水质生物毒性检测的系统，其特征在于：所述电源单元还包括芯片U1，芯片U1的型号为ME6211，芯片U1的1脚和3脚连接有电阻R1一端和电阻R1一端，并接F_5V，电容E1另一端接地，电阻R1另一端接VCC5V电源，芯片U1的2脚连接有电阻R20一端，电阻R20另一端接地，芯片U1的4脚连接有电容C5一端，电容C5另一端接地，芯片U1的5脚连接有电容C2一端和电容C3一端，并接S3V3电源，电容C2另一端和电容C3另一端接地。5.如权利要求1所述的一种利用弱发光物质进行水质生物毒性检测的系统，其特征在于：所述电源单元还包括芯片U6，芯片U6的型号为LP2982AIM5
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3.0，芯片U6的1脚连接有电阻R13一端、电容C17一端和电容C16一端，并接S3V3电源，电阻R13另一端连接芯片U6的3脚，电容C17另一端和电容C16另一端接地,芯片U6的4脚连接有电容C20一端，电容C20另一端接地，芯片U6的5脚连接有电容C18一端和电容C19一端，并接V+电源，电容C18另一端和电容C19另一端接地；所述电源单元还包括电阻R4，电阻R4一端接S3V3电源，电阻R4另一端连接有TVS管U3的1脚和2脚、电容C6一端、电容C7一端和芯片U2的15脚，TVS管U3的3脚、电容C6另一端和电容C7另一端接地。6.如权利要求1所述的一种利用弱发光物质进行水质生物毒性检测的系统，其特征在于：所述模数转换单元包括芯片U2，芯片U2的型号为AD7190，芯片U2的3脚连接有芯片U7的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李治辰，
申请(专利权)人：山东霍尔德电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：