[發明專利]一種用于測量水中氧氣含量的低成本傳感裝置

在審

• 申請號: 201710640508.1
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107656466A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 胡曉榮;俞娟;胡瑜
• 申請（專利權）人: 無錫昊瑜節能環保設備有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01N27/38;G01N27/416
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明屬于水質檢測領域，尤其涉及一種用于測量水中氧氣含量的低成本傳感裝置。

背景技術

無論是天然水還是污水都會溶解一些氣體，其來源有以下幾個方面：空氣中的氮和氧；水中有機物分解的產物二氧化碳；水生生物的新陳代謝(如藻類等水生生物的呼吸)作用產生的氧氣和二氧化碳，溶解在水中的分子態氧稱為溶解氧。

天然水體中的溶解氧含量取決于水體與大氣中氧的平衡。水中溶解氧的飽和含量與大氣壓力及氧分壓、水體溫度和含鹽量等參數有關。未受污染的水中溶解氧呈飽和狀態。當水體受污染后，由于好氧菌的存在將不斷消耗水中的溶解氧，如果得不到空氣的及時補充，則水的溶解氧就會逐漸減少，最終導致水體變質。所以把溶解氧作為水質污染程度的一項指標；溶解氧越少，表明污染程度越嚴重。當溶解氧低于4mg/L 時魚類就難以生存，低于2mg/L 時水體便產生臭味。

溶解氧檢測儀是測量水中溶解氧含量的儀器，從功能上分為離線式和在線式兩大類；前者用于實驗室常規分析或現場抽查測試；后者用于水處理工程或水環境監測，例如污水生化處理工藝過程、工業廢水處理工藝過程、地表水檢測、水產養殖監測等。

從測量方法分，溶氧測量有碘量法、化學電極法。而化學電極法又分為原電池法、極譜法。其中，極譜法應用較普遍，廣泛應用于各領域。碘量法測量過程復雜、周期長，適合試驗室測量?；瘜W電極法易受水中各種雜質干擾、測量準確性低、需要定期更換電解液，使用維護都不方便。

近年來出現一種新的溶解氧測量方法——熒光法，相對于化學電極法，熒光法測量溶解氧，在穩定性、抗干擾性、測量精度、壽命、易維護性等方面都得到了改善；在實際應用中，由于水質狀況差別較大，溶解氧探頭都需增加自清洗裝置，一般清洗時都用清洗刷，這增加了傳動機構，清洗刷對傳感器摩擦，也降低了傳感器的壽命。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術的不足提供了一種用于測量水中氧氣含量的低成本傳感裝置。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案

一種用于測量水中氧氣含量的低成本傳感裝置，包含數據采集裝置以及與其有線連接的顯示終端；所述數據采集裝置包含通訊電纜、傳感器主體、傳感器電極芯、磨石、推桿電機、保護罩、連接片，所述傳感器主體的一端與通訊電纜連接，所述傳感器主體的另一端與傳感器電極芯連接；

所述磨石設置在傳感器電極芯的外周，所述磨石與推桿電機連接，所述推桿電機與傳感器主體連接；所述磨石通過連接片與保護罩連接，所述保護罩套設在傳感器電極芯外。

作為本發明一種用于測量水中氧氣含量的低成本傳感裝置的進一步優選方案，所述傳感器主體包含控制器模塊以及分別與其連接的信號調理電路、數據存儲模塊、輸入設定模塊、時鐘模塊、整流穩壓電路、電機驅動模塊；所述信號調理電路用于將傳感器電極芯采集的電信號進行預處理，所述整流穩壓電路用于將通訊電纜傳輸的電能進行預處理，所述數據存儲模塊用于根據時鐘模塊記錄的時間實時存儲相關數據信息；所述電機驅動模塊用于驅動推桿電機。

作為本發明一種用于測量水中氧氣含量的低成本傳感裝置的進一步優選方案，所述傳感器電極芯包含陽極和陰極。

作為本發明一種用于測量水中氧氣含量的低成本傳感裝置的進一步優選方案，所述通訊電纜外設有通訊電纜保護套。

作為本發明一種用于測量水中氧氣含量的低成本傳感裝置的進一步優選方案，所述保護罩為圓弧狀，且采用防腐蝕材料制成。

作為本發明一種用于測量水中氧氣含量的低成本傳感裝置的進一步優選方案，所述整流穩壓電路包括MPU處理單元、可控硅整流單元、脈沖觸發控制單元、脈沖觸發單元、溫度反饋單元和電壓電流變量反饋單元；MPU 處理單元、脈沖觸發控制單元、脈沖觸發單元及可控硅整流單元依次連接，溫度反饋單元和電壓電流變量反饋單元分別與MPU處理單元連接；所述MPU處理單元根據溫度反饋單元所測量的溫度值、電壓電流變量反饋單元所測量的電壓值和電流值，輸出調整脈沖觸發頻率的控制信號和控制脈沖觸發控制單元的通斷的控制信號。

作為本發明一種用于測量水中氧氣含量的低成本傳感裝置的進一步優選方案，所述通訊電纜保護套采用防腐材料構成。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

1、本發明的傳感器主體還包含時鐘模塊、輸入設定模塊和數據存儲模塊，可以預先設定推桿電機的工作周期，延長了傳感器電極芯的使用壽命，同時通過數據存儲模塊實時存儲，避免因傳感器故障帶來的數據丟失；