[實(shí)用新型]一種用于檢測(cè)水的離子選擇電極的電位檢測(cè)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320828705.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN203688495U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戚功美;余道洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中霖中科環(huán)境科技（安徽）股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/333
• 分類號(hào): G01N27/333
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及環(huán)境檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于檢測(cè)水的離子選擇電極的電位檢測(cè)電路。

背景技術(shù)

離子選擇電極又稱離子電極，具有將溶液中某種特定離子的活度轉(zhuǎn)化成一定電位的能力，是一類利用膜電位測(cè)定溶液中離子活度或濃度的電化學(xué)傳感器，其電位與溶液中給定離子活度的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系。測(cè)量溶液PH的玻璃電極是第一種離子選擇電極，到60年代末，離子選擇電極的商品已有20多種，如氟離子、氯離子、鈉離子、鉀離子等等。離子選擇電極法是電位分析的分支，一般用于直接電位法，也可用于電位滴定，該法使用簡(jiǎn)便迅速，應(yīng)用范圍廣，尤其適用于對(duì)堿金屬、硝酸根離子等的測(cè)定，另外不受試液顏色、濁度等的影響，特別適于水質(zhì)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)分析，目前，PH和氟離子的測(cè)定所采用的離子選擇電極法已確定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，水質(zhì)自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，也有多個(gè)項(xiàng)目采用離子選擇電極法。離子選擇電極法測(cè)量水中離子濃度的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性主要受到電極質(zhì)量、電位檢測(cè)電路、待測(cè)離子以外的干擾離子的預(yù)處理、溫度影響因數(shù)的補(bǔ)償這四個(gè)方面因素的影響，其中尤其以電極質(zhì)量和電位檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)影響為大，電極質(zhì)量受電極的不同生產(chǎn)廠家控制，不同電位檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)對(duì)電位檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性影響很大，尤其是離子選擇電極產(chǎn)生的電位比較微弱，各種電極的內(nèi)阻差別很大，易受噪聲干擾，電極電壓難以穩(wěn)定，造成讀數(shù)不準(zhǔn)確，另外很多電路的數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)不做信號(hào)隔離，數(shù)字系統(tǒng)會(huì)對(duì)模擬系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲干擾，也影響電位檢測(cè)結(jié)果，同樣外界供電系統(tǒng)如果不做隔離也會(huì)對(duì)模擬電路產(chǎn)生干擾，對(duì)于市場(chǎng)上現(xiàn)有的產(chǎn)品如雷磁pXB-286離子計(jì)，曾在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過程中受到干擾后，電壓讀數(shù)不斷跳動(dòng)，很難穩(wěn)定，測(cè)試所需時(shí)間很長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于檢測(cè)水的離子選擇電極的電位檢測(cè)電路，以克服現(xiàn)有離子選擇電極電位檢測(cè)的上述缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確高效、高穩(wěn)定、一致性好的離子選擇電極的電位檢測(cè)。

為了解決以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案，它由RC低通濾波器、高阻跟隨器、同相放大器、高階集成濾波器、高位數(shù)AD轉(zhuǎn)換器、SPI通信隔離、單片機(jī)最小系統(tǒng)、液晶顯示模塊、DC/DC電源轉(zhuǎn)換模塊組成，RC低通濾波器的輸出端連接高阻跟隨器的輸入端，高阻跟隨器的輸出端連接至同相放大器的輸入正端，同相放大器的輸出端再連接至高階集成濾波器的輸入正端，高階集成濾波器的輸出直接連接到高位數(shù)AD轉(zhuǎn)換器的輸入端，高位數(shù)AD轉(zhuǎn)換器通過SPI接口將信號(hào)輸出，SPI接口輸出再連接至SPI通信隔離，SPI通信隔離再與單片機(jī)最小系統(tǒng)連接，單片機(jī)最小系統(tǒng)與液晶顯示器連接，DC/DC電源轉(zhuǎn)換模塊分別與高阻跟隨器、同相放大器、高階集成濾波器、高位數(shù)AD轉(zhuǎn)換器、SPI通信隔離、單片機(jī)最小系統(tǒng)、液晶顯示器電連接。

本實(shí)用新型離子選擇電極的電位檢測(cè)電路模擬供電部分采用了DC/DC隔離的轉(zhuǎn)換電源模塊供電，阻斷了地環(huán)路的干擾，同時(shí)又采取了可調(diào)截止頻率的高階集成低通濾波器，最大限度的濾除噪聲干擾，再通過隔離的通信接口完成數(shù)據(jù)傳輸，有效避免了各種噪聲對(duì)電壓檢測(cè)的干擾，因此該電路有效實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確高效、高穩(wěn)定、一致性好的離子選擇電極的電位檢測(cè)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖；

圖2?是RC低通濾波器的電路原理圖；

圖3是高阻跟隨器的電路原理圖；

圖4是同相放大器的電路原理圖；

圖5是高階集成濾波器的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，它由RC低通濾波器、高阻跟隨器、同相放大器、高階集成濾波器、高位數(shù)AD轉(zhuǎn)換器、SPI通信隔離、單片機(jī)最小系統(tǒng)、液晶顯示模塊、DC/DC電源轉(zhuǎn)換模塊組成，RC低通濾波器的輸出端連接高阻跟隨器的輸入端，高阻跟隨器的輸出端連接至同相放大器的輸入正端，同相放大器的輸出端再連接至高階集成濾波器的輸入正端，高階集成濾波器的輸出直接連接到高位數(shù)AD轉(zhuǎn)換器的輸入端，高位數(shù)AD轉(zhuǎn)換器通過SPI接口將信號(hào)輸出，SPI接口輸出再連接至SPI通信隔離，經(jīng)過隔離的SPI信號(hào)最后送入單片機(jī)最小系統(tǒng)中，單片機(jī)最小系統(tǒng)處理獲取的信號(hào)，再將檢測(cè)得到的電壓送到液晶顯示器上進(jìn)行顯示，DC/DC電源轉(zhuǎn)換模塊通過DC轉(zhuǎn)換，為高阻跟隨器、同相放大器提供隔離的±12V供電，為高階集成濾波器、高位數(shù)AD轉(zhuǎn)換器、SPI通信隔離提供隔離的±5V供電，為單片機(jī)最小系統(tǒng)和液晶顯示器提供非隔離的+3.3V供電。