[實用新型]一種多量程海水原位營養鹽傳感器控制系統

有效

• 申請號: 201821335029.5
• 申請日: 2018-08-18
• 公開（公告）號: CN208673092U
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 綦聲波;張亞男;任軍博;馬然;曹煊
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學;山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01D21/02
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 孫靜雅

本實用新型公開了一種多量程海水原位營養鹽傳感器控制系統，所述的控制系統包括微處理器，與微處理器電連接并受其控制的驅動模塊、信號處理模塊、通信模塊、漏液檢測模塊和存儲模塊，其中驅動模塊包括換向閥驅動模塊、混合泵驅動模塊、過濾泵驅動模塊、紫外燈驅動模塊、加熱器驅動模塊、LED光源驅動模塊和光電二極管驅動模塊。本實用新型所公開的控制系統，包括驅動模塊、信號處理模塊、通信模塊、漏液檢測模塊、存儲模塊和電源管理模塊，各模塊功能的實現由微處理器統一控制和調配，可以減小因搭建不同濃度、光強的測控系統而產生的成本和儀器體積，使控制系統的集成度和穩定性大大提高。

技術領域

本實用新型屬于儀器儀表領域，特別涉及該領域中的一種多量程海水原位營養鹽傳感器控制系統。

背景技術

海水中的亞硝酸鹽、硝酸鹽、氨氮、磷和硅等物質是海洋浮游植物生長所必須的營養元素。然而，如果其含量較高，和水中其他營養鹽類共同作用便可能引起水體的富營養化，造成水生植物的大量繁殖，過多的消耗水體中的溶解氧，從而破壞海洋的生態環境，以致引起赤潮和有機污染。海洋中氨氮、硅酸鹽等既是評價海區營養鹽貧富的重要參數，也是評價海區環境污染的重要指標，因此氨氮、硅酸鹽等一直是海洋環境監測的主要對象，它們的分布和變化規律對于海洋水產的開發，海洋環境保護，海洋水文預報等海洋科學研究具有重大意義。

為了準確系統的掌握某海區海水水團中營養鹽含量、變化規律及監測海水富營養化程度，需要對海水中營養鹽進行定點、實時、長期的連續監測，實現營養鹽自動分析就顯得特別重要。隨著社會的發展，營養鹽自動分析技術和現場測量儀的開發越來越受到世界的廣泛重視，早期基于薄膜和離子選擇電極構成的化學傳感器普遍存在測量穩定性差、干擾多等缺點。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題就是提供一種可以適應不同營養鹽濃度，并且能夠同時進行熒光檢測和光度計比色的多量程海水原位營養鹽傳感器控制系統。

本實用新型采用如下技術方案：

一種多量程海水原位營養鹽傳感器控制系統，其改進之處在于：所述的控制系統包括微處理器，與微處理器電連接并受其控制的驅動模塊、信號處理模塊、通信模塊、漏液檢測模塊和存儲模塊，其中驅動模塊包括換向閥驅動模塊、混合泵驅動模塊、過濾泵驅動模塊、紫外燈驅動模塊、加熱器驅動模塊、LED光源驅動模塊和光電二極管驅動模塊，其中信號處理模塊包括與上述光電二極管驅動模塊電連接的N路光電二極管，N≥2，該N路光電二極管還依次通過信號選擇模塊、程控放大模塊和模數轉換模塊與微處理器電連接，上述的信號選擇模塊和程控放大模塊也分別與微處理器電連接并受其控制，電源管理模塊為控制系統中的各部件供電。

進一步的，所述的電源管理模塊包括與供電端電連接的保護電路，與保護電路電連接的普通電源、功率電源、模擬電源和基準電源，各個電源之間通過磁珠和0Ω電阻單點聯結，其中功率電源為驅動模塊供電、模擬電源為信號處理模塊供電、基準電源為信號處理模塊提供參考電壓、普通電源為控制系統的其它部分供電。

進一步的，供電端額定電壓12V，保護電路限壓16V，限流5A，分別由閾值為16V的瞬態抑制二極管和5A的可恢復保險絲實現；模擬電源為集成隔離電源產生的±12V電源；通過模擬電源為精密穩壓電源供電得到精度為1‰的5V基準電源。

進一步的，所述的換向閥驅動模塊由NPN型達林頓管陣列構成，采用共發射極接法，配置電阻使達林頓管在飽和區和截止區之間切換，其基極限流電阻為2.7kΩ，分壓電阻為10kΩ。

進一步的，所述的混合泵驅動模塊和過濾泵驅動模塊為步進電機驅動電路，微處理器通過定時器產生1~10kHz脈沖信號進行調速，通過改變脈沖的時序進行換向，此外步進電機驅動電路把輸出電流限制在3A以內，輸出功率限制在10W以內；所述的紫外燈驅動模塊和加熱器驅動模塊為繼電器控制方式，紫外燈和加熱器接繼電器的常開端，繼電器控制端反向并聯肖特基二極管續流，微處理器通過控制NPN型三極管驅動繼電器的接通和斷開來實現紫外燈和加熱器的打開和關閉。