專利名稱：分別測量多種參數(shù)的水樣分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及多種化學(xué)元素的分析裝置，尤其是專用于監(jiān)測火電廠、火電站水質(zhì)的硅酸根、磷酸根、銅離子、鐵離子、聯(lián)胺、濁度以及用于環(huán)保的總磷、COD、余氯濁度等多參數(shù)的分析裝置。
背景技術(shù)：
目前，用于分析火電廠、火電站水質(zhì)的硅酸根、磷酸根、銅離子或鐵離子的分析裝置全部都是單參數(shù)的裝置，包括各自獨(dú)立的用于進(jìn)行數(shù)值分析計(jì)算的單片計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、用于照射待檢測水樣的照射光源、用于采集檢測信號的采集器以及用于對采樣信號進(jìn)行放大處理的以微處理機(jī)為中心的控制電路和用于顯示數(shù)據(jù)分析結(jié)果的顯示器、控制操作的鍵盤、用于輸出分析結(jié)果的打印機(jī)等。由于現(xiàn)有的分析裝置均是單參數(shù)裝置，采用的是獨(dú)立的單個光源獨(dú)立固定的比色池，因而只能進(jìn)行一種參數(shù)的監(jiān)測，無法滿足現(xiàn)場多個參數(shù)的分析需求。現(xiàn)場一般還配有一種稱為分光亮度計(jì)的測量裝置，它不光是光柵的調(diào)節(jié)波長不便也不準(zhǔn)確，還有就是采用了廣譜的熱光源，這樣就使得光源容易損壞，而使用壽命也低，儀器需要預(yù)熱，溫度特性大，尤其是得出的數(shù)據(jù)還需要人工換算，這就給在現(xiàn)場使用分析裝置帶來了麻煩。另外，現(xiàn)有的分析裝置以普通光電池作為水樣分析信號的AD采集器，由于普通光電池本身沒有放大性，需要另外增加用于放大采樣信號的放大器，使得控制電路復(fù)雜，誤差大，易受干擾，同時由于其溫度特性大，也影響整個分析裝置性能的穩(wěn)定性，增加了分析裝置的維護(hù)量。
實(shí)用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能監(jiān)測多達(dá)十種參數(shù)的水樣分析裝置，其性能穩(wěn)定、功能價格比高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，且能直接讀取讀數(shù)，不用換算。還有就是便于使用，自動實(shí)現(xiàn)排污，方便維護(hù)，結(jié)構(gòu)也簡單。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種監(jiān)測水中多種參數(shù)的水樣分析裝置，該裝置包括以24位微處理機(jī)為中心的控制電路和與該控制電路相連接的用于顯示數(shù)據(jù)分析結(jié)果的顯示器、控制操作的鍵盤、用于保存輸出分析結(jié)果的存儲器以及打印機(jī)口、串行口、U盤口、待檢測水樣的多種(六種)照射光源組、采集檢測信號的采集器、用于排放污水的排污閥或吸泵以及供電電源，所述檢測水樣的照射光源組為多燈冷光源帶光纖組，由控制電路為其分別提供電源，所述采集檢測信號的采集器為光敏放大器，可采用光敏寬帶采集器，各種冷光源照射比色池中的待檢測水樣產(chǎn)生的光信號由光敏放大器采集并放大后送入以微處理機(jī)為中心的控制運(yùn)算電路，由該控制運(yùn)算電路對冷光源組的某個燈進(jìn)行發(fā)光驅(qū)動以及對放大后的采樣信號進(jìn)行分析處理，將結(jié)果通過顯示器、通訊口、U盤口或打印機(jī)輸出，并把數(shù)據(jù)和儀表的工作狀態(tài)儲存在微機(jī)內(nèi)的存儲器中，并在屏幕上顯示以及查詢。
上述冷光源均采用多種波長的多個專用發(fā)光二極管，為了能有效檢測待檢測水樣中的化學(xué)元素，這些發(fā)光二極管的波長與待檢測水樣中待檢測的化學(xué)組成成份相適合。
為了與上述照射待檢測水樣的冷光源組相適應(yīng)，所述光敏放大器可以包括參比光敏放大器和測量光敏放大器，也可以只包括測量光敏放大器，該放大器為一寬譜放大器，能適應(yīng)400mm～850mm之間不同波長的需求。
由于本實(shí)用新型采用多個冷光源帶光纖作待檢測水樣的照射光源組，不但體積、耗電小，且壽命長，因而給分析裝置的維護(hù)帶來了很大的方便，而且由于冷光源的溫度特性小，信號漂移小，使得整個分析裝置的體積減小，性能更穩(wěn)定，預(yù)熱更快，方便在現(xiàn)場使用分析裝置，可以對多種元素進(jìn)行分析。同時由于采用了光敏集成放大器為采集檢測信號的采集器，因其本身的放大作用，不再需要另外增加用于放大采樣信號的放大器，使得控制電路變得簡單，而且誤差小，不易受干擾，同時由于冷光源本身不發(fā)熱以及光敏放大器的溫度特性較小，使得整個分析裝置的性能更加穩(wěn)定，進(jìn)而減小了分析裝置的維護(hù)量，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，降低了成本，并節(jié)省了工作場地。


圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電路原理圖。
圖2為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電路原理圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的單片機(jī)系統(tǒng)的電路原理圖。
符號說明1控制電路；2串行口；3參比光敏放大器； 4排污電磁閥；5測量光敏放大器； 6電源；7顯示器； 8鍵盤；9打印機(jī)； 10供電驅(qū)動電路；11、16、18光電耦合電路； 12單片機(jī)系統(tǒng)；13差動放大電路； 14緩沖電路；15模數(shù)轉(zhuǎn)換電路； 17驅(qū)動電路；19采集器； 20恒流源；21CPU；22只讀存儲器；23電擦抹只讀存儲器； 24隨機(jī)存儲器；25、26接口； 27單片機(jī)內(nèi)部總線；28U盤口；29～34照射光源(冷光源1～6，如圖)
具體實(shí)施方式
首先對本實(shí)用新型所依賴的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作個簡要的陳述，如圖3所示，該單片機(jī)系統(tǒng)12通常包括通過單片機(jī)內(nèi)部總線27相連接的CPU21、只讀存儲器22、電擦抹只讀存儲器23、隨機(jī)存儲器24和若干個接口25、接口26。CPU主要用于對采集得到的采樣信號進(jìn)行分析計(jì)算，只讀存儲器22用于存儲分析裝置的監(jiān)控程序，電擦抹只讀存儲器23用于保留裝置的分析數(shù)據(jù)，隨機(jī)存儲器24、用于加工檢測數(shù)據(jù)的存儲器，以及若干個與外部設(shè)備相連接的接口25、接口26，這些接口用于將顯示器7、鍵盤8、打印機(jī)9、U盤口28、光電耦合電路等連成一個整體。
本實(shí)用新型的水樣分析裝置的第一實(shí)施例，是對多種參數(shù)分別進(jìn)行測量的，如圖1所示，首先構(gòu)造一個以微處理機(jī)為中心的控制電路1，該控制電路1包括供電驅(qū)動電路10以及與其相連的光電耦合電路11、差動放大電路13及與之連接的緩沖電路14、與緩沖電路14相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路15、與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路15相連接的光電耦合電路16，排污電磁閥4、驅(qū)動電路17和與之連接的光電耦合電路18，所述光電耦合電路11、16、18都與單片機(jī)系統(tǒng)相連接，起隔離作用，以使裝置的性能更加穩(wěn)定。然后將用于顯示數(shù)據(jù)分析結(jié)果的顯示器7、控制操作的鍵盤8、用于輸出分析結(jié)果的打印機(jī)9通過單片機(jī)的接口與單片機(jī)系統(tǒng)連接，最后將待檢測水樣的六種照射光源(29～34)，即由發(fā)光二極管構(gòu)成的多路冷光源與供電驅(qū)動電路10連接，采集檢測信號的采集器19，即參比光敏放大器3和測量光敏放大器5與差動放大電路13連接，排污電磁閥4與驅(qū)動電路17連接，供電電源6為整個分析裝置提供電源。
當(dāng)裝置加電后，冷光源組中的某個冷光源照射待檢測水樣，通過水樣的光信號由測量光敏放大器5接收并放大，通過空氣的光電信號由參比光敏放大器3以及測量光敏放大器5接收并放大，上述二路檢測信號送入以微處理機(jī)為中心的控制電路1的差動放大電路13進(jìn)一步放大后，經(jīng)緩沖電路14緩沖，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路15轉(zhuǎn)換后通過光電耦合電路16送入單片機(jī)系統(tǒng)12進(jìn)行處理，單片機(jī)系統(tǒng)12將處理后的結(jié)果通過顯示器7、打印機(jī)9或U盤口28輸出，水樣分析完成后，通過鍵盤8的控制，由單片機(jī)系統(tǒng)12通過光電耦合電路18向驅(qū)動電路17發(fā)出控制信號，控制排污電磁閥4或排污吸泵進(jìn)行排污操作。同時，單片機(jī)系統(tǒng)12通過光電耦合電路11向驅(qū)動電路10發(fā)出控制信號，經(jīng)供電驅(qū)動電路10為對應(yīng)的照射光源29～照射光源34中的一個提供電源。
本實(shí)用新型的水樣分析裝置的第二實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例大部分相同，工作原理也相同，也是對多種參數(shù)分別進(jìn)行測量的，如圖2所示，不同之處在于，本實(shí)施例中包含了恒流源20，裝置工作是由冷光源組(即照射光源29～34)提供電源，由恒流源20驅(qū)動多個不同波長的冷光源中的某個來照射待檢測水樣，這樣會使冷光源組(即照射光源29～34)中的個體有選擇性的發(fā)光，這樣就使得整機(jī)的工作更加的穩(wěn)定，從而保證了整個裝置的整體性能。同時本實(shí)施例中可去除供電驅(qū)動電路10和光電耦合電路11，因此使本實(shí)用新型更加簡化和便于維護(hù)。
事實(shí)上，如果測量要求的精度不太高的話，光敏放大器19可以只包括測量光敏放大器5，這樣采用單光路檢測同樣能達(dá)到本實(shí)用新型的目的，而且能簡化本實(shí)用新型。
當(dāng)然，實(shí)際中應(yīng)使作為冷光源的發(fā)光二極管的波長與待檢測水樣中的待檢測化學(xué)元素相適應(yīng)，因而有六個不同波長的專用發(fā)光二極管，需要哪個與待檢測元素相適應(yīng)的光源發(fā)光是由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制與選擇的。
權(quán)利要求1.一種分別測量多種參數(shù)的水樣分析裝置，該裝置包括以24位微處理機(jī)為中心的控制電路和與該控制電路相連接的用于顯示數(shù)據(jù)分析結(jié)果的顯示器、控制操作的鍵盤、用于輸出分析結(jié)果的串行口和U盤口、待檢測水樣的多種照射光源、采集檢測信號的采集器、排污電磁閥、供電電源，其特征在于，所述待檢測水樣的照射光源為冷光源及光纖組，由所述控制電路為其提供電源，所述采集檢測信號的采集器為光敏放大器，由光敏放大器采集所述冷光源照射待檢測水樣的光信號并經(jīng)放大后送入所述的控制電路，由該控制電路對放大后的采樣信號進(jìn)行分析處理，將結(jié)果通過所述顯示器、所述串行口、所述U盤口或打印機(jī)輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的分別測量多種參數(shù)的水樣分析裝置，其特征在于，所述水樣分析裝置還包括有一個恒流源，所述冷光源組與該恒流源連接，由所述恒流源為其提供供電電源。
3.如權(quán)利要求1所述的分別測量多種參數(shù)的水樣分析裝置，其特征在于，所述冷光源組為若干個特定波長的發(fā)光二極管，這些發(fā)光二極管的波長與待檢測水樣中的待檢測化學(xué)元素相適應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1所述的分別測量多種參數(shù)的水樣分析裝置，其特征在于，所述光敏放大器包括參比光敏放大器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種分別測量多種參數(shù)的水樣分析裝置，該裝置包括以微處理機(jī)為中心的控制電路和與該控制電路相連接的用于顯示數(shù)據(jù)分析結(jié)果的顯示器、控制操作的鍵盤、用于輸出分析結(jié)果的串行通訊口、U盤口、由發(fā)光二極管組以及光纖構(gòu)成的待檢測水樣的冷光源、采集檢測信號的參比光敏放大器和測量光敏放大器，是一種能分別測量水中硅酸根、磷酸根、銅離子、鐵離子、聯(lián)胺、濁度、總磷、COD以及余氯等多參數(shù)測量儀，其優(yōu)點(diǎn)在于，可以一機(jī)多用，節(jié)約成本，且性能穩(wěn)定、無需預(yù)熱，光源的使用壽命長以及方便現(xiàn)場使用。
文檔編號G01N21/00GK2867339SQ20052001888
公開日2007年2月7日 申請日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者邊東福 申請人:邊東福