[發(fā)明專利]一種基于數(shù)據(jù)融合的水中溶解氧探頭

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710675743.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN107271633A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉新儒;姜永新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東遠(yuǎn)圖環(huán)境技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01N33/18
• 分類號(hào): G01N33/18;G01D21/02;G05B19/042
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水質(zhì)檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種水中溶解氧濃度和溫度的復(fù)合變送器。

背景技術(shù)

溶解氧傳感器主要用于測(cè)量溶解于水中分子態(tài)的氧含量。在水產(chǎn)養(yǎng)殖，環(huán)境監(jiān)測(cè)等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用。電化學(xué)法溶解氧傳感器受限于技術(shù)條件，一方面其靈敏度受溫度的影響比較大；另一方面其輸出信號(hào)內(nèi)阻大且幅值很小，給后續(xù)處理帶來很高的要求。另外，在實(shí)際應(yīng)用中電化學(xué)法溶解氧傳感器的信號(hào)需引入控制系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)處理，這造成一旦需采集的溶解氧數(shù)據(jù)較多，需大量高成本電纜單獨(dú)連接每只傳感器，增加大量布線成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決上述問題，提供的一種基于數(shù)據(jù)融合的水中溶解氧探頭。該探頭包括電化學(xué)法溶解氧傳感器，熱敏電阻溫度傳感器及基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理電路板。可將溶解氧信號(hào)和溫度信號(hào)采集、融合，輸出不受溫度影響的溶解氧信號(hào)和溫度信號(hào)并通過晶體管-晶體管邏輯電平傳輸至后續(xù)設(shè)備。

本發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)的：

電化學(xué)法溶解氧傳感器固定于殼體下方；熱敏電阻溫度傳感器置于殼體側(cè)方并穿透殼體；殼體內(nèi)置基于微電腦控制器即單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理電路板；電化學(xué)法溶解氧傳感器和熱敏電阻溫度傳感器輸出引線連接至所述電路板；通過引出電纜穿過所述殼體引入電源并輸出信號(hào)。

本發(fā)明的有益效果是：通過融合溶解氧傳感器輸出數(shù)據(jù)和熱敏電阻輸出數(shù)據(jù)，減少溶解氧傳感器的溫度誤差。同時(shí)傳輸輸出不易受到干擾的數(shù)字信號(hào)。輸出信號(hào)經(jīng)過簡單的電平變換即可接入總線型數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中。節(jié)約大量布線成本。探頭可隨時(shí)更換，不需要進(jìn)行標(biāo)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明：

如圖所示一種基于數(shù)據(jù)融合的水中溶解氧探頭，包括塑料材質(zhì)的殼體1，所述殼體的下端敞口、上端被端蓋1-1密封，其特征在于：所述殼體1的內(nèi)腔中數(shù)據(jù)處理電路板4和電化學(xué)法溶解氧傳感器2，其中所述電化學(xué)法溶解氧傳感器2的下端穿過所述殼體的下端的敞口暴露在所述殼體之外，在所述所述殼體上、對(duì)應(yīng)于所述電化學(xué)法溶解氧傳感器2的上方位置開設(shè)與其內(nèi)腔和外界貫通的通孔，所述通孔內(nèi)固設(shè)外殼體為不銹鋼的熱敏電阻溫度傳感器7；所述電化學(xué)法溶解氧傳感器2和所述熱敏電阻溫度傳感器7分別通過導(dǎo)線3、6連接到所述數(shù)據(jù)處理電路板4的焊盤上，包含電源線和數(shù)據(jù)線的引出電纜5密封穿過所述端蓋1-1連接到所述數(shù)據(jù)處理電路板4的焊盤上；所述數(shù)據(jù)處理電路板4上包括固化有數(shù)據(jù)融合算法的微電腦控制器12和均與其連接的電源濾波電路8、串口控制電路14、電壓A/D轉(zhuǎn)換電路10、電流信號(hào)調(diào)理電路9、電阻A/D轉(zhuǎn)換電路11和存儲(chǔ)傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的非易失存儲(chǔ)單元13，所述電化學(xué)法溶解氧傳感器2將采集的信號(hào)通過所述電流信號(hào)調(diào)理電路9、電壓A/D轉(zhuǎn)換電路10傳送給所述微電腦控制器12，所述熱敏電阻溫度傳感器7將采集的信號(hào)通過所述電阻A/D轉(zhuǎn)換電路11傳送給所述微電腦控制器12，所述微電腦控制器12讀取所述非易失存儲(chǔ)單元13存儲(chǔ)的傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、所述電流信號(hào)調(diào)理電路9的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、所述熱敏電阻溫度傳感器7的溫度特性數(shù)據(jù)，根據(jù)固化的數(shù)據(jù)融合算法，通過引出電纜5傳遞溶解氧濃度信號(hào)、溫度信號(hào)并接收校準(zhǔn)指令和數(shù)據(jù)。所述殼體1的腔體內(nèi)填充環(huán)氧樹脂填充劑起到防水和入固定的作用。所述引出電纜5傳遞的溶解氧濃度信號(hào)使用晶體管-晶體管邏輯電平。