[發(fā)明專利]一種在線溶解氧傳感器的裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510352642.2
• 申請(qǐng)日: 2015-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105004769A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石冰鑫;李景云;楊正友;李韶文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山歐麥克儀器設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/26
• 分類號(hào): G01N27/26
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種在線溶解氧傳感器的裝置。

背景技術(shù)

溶解氧是指空氣中的分子態(tài)氧溶解在水中的濃度。天然水中溶解氧近于飽和值，水中微生物繁殖旺盛;?水體受到有機(jī)物與還原性物質(zhì)污染，溶解氧濃度下降。當(dāng)溶解氧消耗速度大于空氣中氧氣向水中的溶解速度時(shí)，水中溶解氧濃度趨于零，此時(shí)厭氧菌得以繁殖，使水體惡化，所以，溶解氧濃度能夠反映出水質(zhì)的受污染程度，目前，溶解氧測(cè)量方法主要有碘量法，光纖法，熒光法，電流測(cè)量法。碘量法是純粹的化學(xué)法，不適合做在線監(jiān)測(cè)，光纖法與熒光工藝復(fù)雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決上述不足，提供一種在線溶解氧傳感器的裝置。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

?一種在線溶解氧傳感器的裝置，包括四芯電纜、電路外殼、電路結(jié)構(gòu)和極譜式溶氧電極，四芯電纜連接電路結(jié)構(gòu)一端，電路結(jié)構(gòu)另一端連接極譜式溶氧電極，電路外殼圍繞在電路結(jié)構(gòu)外部，所述的電路結(jié)構(gòu)包括信號(hào)處理與A/D轉(zhuǎn)換電路、電極激勵(lì)電路、電源電路、MCU、溫度傳感器和RS-485通信接口，信號(hào)處理與A/D轉(zhuǎn)換電路分別連接極譜式溶氧電極、電源電路和MCU，電極激勵(lì)電路連接極譜式溶氧電極，電源電路分別連接信號(hào)處理與A/D轉(zhuǎn)換電路、電極激勵(lì)電路、MCU、溫度傳感器和RS-485通信接口，MCU分別連接信號(hào)處理與A/D轉(zhuǎn)換電路、電源電路、溫度傳感器和RS-485通信接口。

本發(fā)明還有這樣一些技術(shù)特征：

所述的電路外殼兩側(cè)分別設(shè)有六分管內(nèi)牙和內(nèi)螺紋，六分管內(nèi)牙用于連接極譜式溶氧電極，內(nèi)螺紋用于連接防水接頭，四芯電纜通過(guò)防水接頭引出。

所述的電路外殼采用防腐蝕的316?L不銹鋼材料。

所述的電源電路包括1?只NPN三極管和1?只PMOS管，NPN三極管與PMOS管串聯(lián)。

本發(fā)明具有如下有益的效果：

本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，使用方便，精度高，功耗低，溶解氧測(cè)量速度快，效率高，有很好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3為為本發(fā)明的電源電路；

圖4為本發(fā)明的電極激勵(lì)電路；

圖5為本發(fā)明的信號(hào)處理與A/D轉(zhuǎn)換電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明：

如圖1所示，一種在線溶解氧傳感器的裝置，包括四芯電纜1、電路外殼2、電路結(jié)構(gòu)3和極譜式溶氧電極4，四芯電纜1連接電路結(jié)構(gòu)3一端，電路結(jié)構(gòu)3另一端連接極譜式溶氧電極4，電路外殼2圍繞在電路結(jié)構(gòu)3外部，所述的電路結(jié)構(gòu)3包括信號(hào)處理與A/D轉(zhuǎn)換電路5、電極激勵(lì)電路6、電源電路7、MCU8、溫度傳感器9和RS-485通信接口10，信號(hào)處理與A/D轉(zhuǎn)換電路5分別連接極譜式溶氧電極4、電源電路7和MCU8，電極激勵(lì)電路6連接極譜式溶氧電極4，電源電路7分別連接信號(hào)處理與A/D轉(zhuǎn)換電路5、電極激勵(lì)電路6、MCU8、溫度傳感器9和RS-485通信接口10，MCU8分別連接信號(hào)處理與A/D轉(zhuǎn)換電路5、電源電路7、溫度傳感器9和RS-485通信接口10，所述的電路外殼2兩側(cè)分別設(shè)有六分管內(nèi)牙11和內(nèi)螺紋12，六分管內(nèi)牙11用于連接極譜式溶氧電極4，內(nèi)螺紋12用于連接防水接頭，四芯電纜1通過(guò)防水接頭引出，所述的電路外殼采用防腐蝕的316?L不銹鋼材料，所述的電源電路包括1?只NPN三極管和1?只PMOS管，NPN三極管與PMOS管串聯(lián)。

工作原理：MCU是設(shè)備的核心部件，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的低功耗設(shè)計(jì)，設(shè)備工作分為休眠與工作兩種模式。休眠時(shí)只有單片機(jī)與RS-485通信接口電路處于上電模式，其余電路均處于斷電狀態(tài)。當(dāng)上位機(jī)需要讀取傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)RS-485發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令，喚醒處于休眠狀態(tài)的設(shè)備，設(shè)備立即轉(zhuǎn)為工作模式，設(shè)備各部分電路上電，MCU等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定，讀取A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換值同時(shí)讀取溫度傳感器的值，通過(guò)溫度補(bǔ)償算法計(jì)算出溶解氧值，通過(guò)RS-485接口發(fā)送到上位機(jī)。

電源電路主要由1只NPN三極管、1只PMOS管組成，主要應(yīng)用三極管電流導(dǎo)通、MOS管電壓導(dǎo)通的工作特定。電路的控制端連接單片機(jī)IO口，電源輸入端連接設(shè)備電源，負(fù)載電源連接到電源輸出端。當(dāng)控制端為低電平時(shí)，NPN三極管截止，PMOS管G端為高電平，PMOS管截止，電源輸出端無(wú)輸出；當(dāng)控制端為高電平時(shí)，NPN三極管導(dǎo)通，PMOS管G端為低電平，PMOS管導(dǎo)通，電源輸出端輸出電壓。

????極譜式溶解氧電極輸入的弱電流信號(hào)進(jìn)入輸入端，通過(guò)由CA3140構(gòu)成的電流電壓電路先將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)精密儀表運(yùn)放AD627放大5倍進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器。