[實(shí)用新型]一種高精度原位海水pH傳感器控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821337764.X
• 申請日: 2018-08-18
• 公開（公告）號: CN208673093U
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 綦聲波;張亞男;劉小菲;任軍博;張?jiān)蒲?/a>;曹璐
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學(xué);山東省科學(xué)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(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 孫靜雅

1.一種高精度原位海水pH傳感器控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的控制系統(tǒng)包括微處理器，與微處理器電連接并受其控制的蠕動泵驅(qū)動模塊、脈沖泵驅(qū)動模塊、換向閥驅(qū)動模塊、恒流光源驅(qū)動模塊、光譜儀通信模塊、溫度傳感器通信模塊、鹽度傳感器通信模塊、上位機(jī)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和潮濕度報(bào)警模塊，電源模塊為控制系統(tǒng)內(nèi)的各部件供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度原位海水pH傳感器控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的微處理器包括上電復(fù)位電路、基本時(shí)鐘電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路和程序測試電路；其中上電復(fù)位電路是由電阻和電容串聯(lián)而成的一階RC網(wǎng)絡(luò)，電阻阻值10kΩ，電容容值100nF，電阻和電容的聯(lián)結(jié)點(diǎn)接微處理器的復(fù)位引腳；程序測試電路是在微處理器的引腳上串聯(lián)電阻和LED并接地。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度原位海水pH傳感器控制系統(tǒng)，其特征在于：微處理器優(yōu)選STM32RCT6型單片機(jī)，基本時(shí)鐘頻率由8MHz有源晶振提供，實(shí)時(shí)時(shí)鐘頻率由32.768kHz無源晶振提供。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度原位海水pH傳感器控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的蠕動泵驅(qū)動模塊由集成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器芯片及其外圍電路組成，微處理器控制引腳向蠕動泵驅(qū)動模塊輸出0~10kHz的PWM信號，對應(yīng)蠕動泵轉(zhuǎn)速0~10檔，蠕動泵驅(qū)動模塊將蠕動泵功率限制在10W以內(nèi)，瞬時(shí)電流限制在3A以內(nèi)；所述的脈沖泵驅(qū)動模塊為繼電器，微處理器通過控制引腳輸出低頻脈沖控制NPN型三極管在截止區(qū)和飽和區(qū)之間切換，經(jīng)過NPN型三極管擴(kuò)流后的電流控制繼電器在常開常閉觸點(diǎn)之間切換，從而控制脈沖泵的啟停；所述的換向閥驅(qū)動模塊為4路達(dá)林頓管，分別控制4路換向閥，微處理器通過引腳輸出電平信號控制某路達(dá)林頓管的截止或飽和，從而調(diào)整相應(yīng)換向閥的方向。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度原位海水pH傳感器控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的恒流光源驅(qū)動模塊為3路精度在1%以內(nèi)的恒流源，通過配置電阻將三路恒流源的電流均設(shè)定為20mA，通過調(diào)整微處理器DA引腳輸出電壓或配置電阻可以改變恒流源的電流大小，恒流源的電流最高不超過50mA，每路恒流源與1個(gè)LED光源電連接，微處理器通過引腳輸出電平信號控制某路恒流源的開關(guān)，從而控制相應(yīng)LED光源的開關(guān)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度原位海水pH傳感器控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的光譜儀通信模塊和溫度傳感器通信模塊為TTL/RS232串口電路，鹽度傳感器通信模塊為TTL/RS485串口電路，上位機(jī)通信模塊為RS485串口電路。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度原位海水pH傳感器控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)存儲模塊為TF卡，潮濕度報(bào)警模塊為潮濕度檢測電阻，微處理器通過AD引腳采集潮濕度檢測電阻的電阻分壓。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度原位海水pH傳感器控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的電源模塊包括與直流12V供電端電連接的保護(hù)電路，該保護(hù)電路依次通過直流12V轉(zhuǎn)5V電源電路和直流5V轉(zhuǎn)3.3V電源電路與微處理器電連接，微處理器后備寄存器電源與微處理器電連接，電源管理電路與微處理器電連接并受其控制，電源管理電路的電源輸入端分別與保護(hù)電路和直流12V轉(zhuǎn)5V電源電路的電源輸出端電連接，電源管理電路的電源輸出端則分別與直流12V可控電源和直流5V可控電源的電源輸入端電連接，直流12V可控電源為蠕動泵、脈沖泵和換向閥供電，直流5V可控電源為恒流光源驅(qū)動模塊、光譜儀、溫度傳感器和鹽度傳感器供電。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度原位海水pH傳感器控制系統(tǒng)，其特征在于：保護(hù)電路把電壓限制在18V以內(nèi)，通過反并接閾值為18V的瞬態(tài)抑制二極管實(shí)現(xiàn)，把電流限制在5A以內(nèi)，通過自恢復(fù)保險(xiǎn)絲實(shí)現(xiàn)；直流12V轉(zhuǎn)5V電源電路為開關(guān)電源電路，由集成開關(guān)電源芯片搭建降壓電路實(shí)現(xiàn)；直流5V轉(zhuǎn)3.3V電源電路為線性電源電路，由集成線性電源芯片實(shí)現(xiàn)；微處理器后備寄存器電源由可充電紐扣鋰電池提供；電源管理電路由微處理器控制N溝道型MOS管的通斷實(shí)現(xiàn)，微處理器控制引腳輸出高電平為接通，低電平為關(guān)斷；不同電壓等級電源、數(shù)字電源、模擬電源的參考地通過磁珠和0Ω電阻單點(diǎn)聯(lián)結(jié)隔離。