[發明專利]一種便攜式水質監測參數電壓/電流信號處理電路

在審

• 申請號: 201711488686.3
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108181351A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 李文;張志永;呂赫;羅學科;徐明剛
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01N21/31;G01R19/25
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種便攜式水質監測參數電壓/電流信號處理電路，便攜式水質傳感器信號處理電路的輸入信號由電極或者硅光電池采集得到，電極是PH、氨氮、溶解氧、電導率電極等，遇到濁度、COD、葉綠素等無法用電極采集的信號時通過測定被測物質在特定波長處或一定波長范圍內光的吸收度，對該物質進行定性和定量分析。不同濃度的同一溶液在光程相同的情況下在特定波長光處透射率不同，通過硅光電池采集透射光的強度，將光強信號轉化為電信號作為該電路的輸入信號。增加了基準電壓模塊，不需要擔心輸入電壓信號的正負；增加了AD736交流轉直流模塊，不需要擔心輸入電壓信號是交流還是直流，使得電路安全性能提高。

技術領域

本發明涉及一種便攜式水質監測參數電壓/電流信號處理電路，尤其涉及傳感器信號采集過程中通過對輸入信號的放大、調制并AC/DC轉換后再傳輸給 CPU的電壓信號處理方法，屬于水質檢測技術領域。

背景技術

隨著社會經濟發展、科學進步和人民生活水平的提高，人們對生活飲用水的水質要求不斷提高，飲用水水質標準也相應地不斷發展和完善。水質監測的主要目的是飲用水主要考慮對人體健康的影響，其水質標準除有物理指標、化學指標外，還有微生物指標；對工業用水則考慮是否影響產品質量或易于損害容器及管道。

傳感器是能夠感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。傳感器的種類很多，按照不同的功能，不同的適用領域可以劃分多種類型。

傳統傳感器技術的缺點:目前水質測量主要是以下五種方法的組合。每種方法的缺點如下：1、取樣分析和實驗室分析(1)成本高(投資成本、工作費用、運輸費用)；(2)不能現場測量；(3)獲得結果時間太長；(4)存在樣品變質問題。2、固定傳感器和分析器(1)投資成本高；(2)運行成本高(試劑，校準等等)； (3)分析物范圍有限。3、可移動分析儀器(1)儀器投資成本高(2)需要高技能的操作者；(3)現場應用困難或不方便。4、便攜式儀器(1)能處理的分析物范圍有限；(2)存在現場校準問題。5、現場測試工具；(1)準確度和靈敏度都有限； (2)結果的主觀性；(3)現場試劑的處理問題。

水質監測范圍非常廣泛，包括經常性的地表及地下水監測、監視性的生產和生活過程監測以及應急性的事故監測。水質監測可以為環境管理提供數據和資料，可以為評價江河和海洋水質狀況提供依據。

1、地表水及地下水——經常性監測。

2、生產和生活過程——監視性監測。

3、事故監測——應急監測。

4、為環境管理——提供數據和資料。

5、為環境科學研究——提供數據和資料。

檢測范圍包括污水、純水、海水、漁業水、泳池用水、中水、瓶裝純凈水、飲用天然礦泉水、冷卻水、農田灌溉水、景觀用水、生活飲用水、地下水、鍋爐水、地表水、工業用水、試驗用水等。檢測指標包括PH、TP、TN、TOC、COD、 NH4+-N等.

對監測中獲得的眾多數據，應進行科學地計算和處理，并按照要求的形式在監測報告中表達出來。質量保證概括了保證水質監測數據正確可靠的全部活動和措施。質量保證貫穿監測工作的全過程。實施進度計劃是實施監測方案的具體安排，要切實可行，使各環節工作有序、協調地進行。

所謂信號處理，就是要把記錄在某種媒體上的信號進行處理，以便抽取出有用信息的過程，它是對信號進行提取、變換、分析、綜合等處理過程的統稱。人們為了利用信號，就要對它進行處理。例如，電信號弱小時，需要對它進行放大；混有噪聲時，需要對它進行濾波I當頻率不適應于傳輸時，需要進行調制以及解調；信號遇到失真畸變時，需要對它均衡；當信號類型很多時，需要進行識別等等。