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一種高精度低維護(hù)pH計(jì)的制作方法

文檔序號(hào):12118871閱讀:443來源:國知局
一種高精度低維護(hù)pH計(jì)的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及一種pH計(jì),尤其涉及一種高精度低維護(hù)pH計(jì)。



背景技術(shù):

pH計(jì)屬于科學(xué)儀器范疇,特點(diǎn)是信號(hào)弱,阻抗高,使用維護(hù)要求高。傳感器易老化,需要定期對(duì)傳感器進(jìn)行清洗校正及更換。使用環(huán)境惡劣,經(jīng)常有腐蝕性氣體。所以現(xiàn)有國產(chǎn)pH計(jì)大多只適用于環(huán)保污水測量等低端、低精度行業(yè)。在化工、制藥、發(fā)酵生產(chǎn)工芝等苛刻條件下,很難達(dá)到相關(guān)生產(chǎn)工藝要求。具體表現(xiàn)為數(shù)據(jù)波動(dòng),精度太低,抗干擾性差,使用壽命短等情況。而進(jìn)口pH計(jì)幾乎被國外兩三家公司壟斷,價(jià)格非常高昂,供貨周期長,售后維護(hù)也經(jīng)常跟不上。我公司一直致力于pH計(jì)的研發(fā)、改進(jìn)工作。通過幾年來實(shí)踐使用經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)原有國內(nèi)pH技術(shù)做了較大改進(jìn),并在多種化工制藥等苛刻工況運(yùn)用,均能達(dá)到良好效果,現(xiàn)已基本定型,完全可以替代國外廠商相關(guān)產(chǎn)品。

解釋pH傳感器信號(hào)阻抗及其影響:

pH傳感器放入中性(pH7.00溶液@25℃)中時(shí),輸出電壓理論值為0毫伏。酸性越大,電壓值越大;酸性越小,電壓值越?。▔A性成負(fù)值)。每pH相差理論電壓為59毫伏左右。pH傳感器的內(nèi)阻很大,根據(jù)傳感器的性質(zhì)及介質(zhì)溫度的不同有所區(qū)別,大致在幾十兆歐姆到上千兆歐姆。根據(jù)歐姆定律:I=U/R,當(dāng)內(nèi)阻達(dá)上千兆歐姆時(shí),電流極其微弱。這對(duì)信號(hào)采樣和信號(hào)處理有較高的要求。國產(chǎn)儀表普遍能測到幾十兆到上百兆,光傳感器內(nèi)阻達(dá)上千兆歐時(shí),信號(hào)強(qiáng)度小十倍、百倍時(shí),就出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定,數(shù)據(jù)跳動(dòng),易受干擾的情況。

現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn):

1、輸入阻抗太低,只適用國產(chǎn)低阻抗pH傳感器;

2、輸入阻抗太低,在低溫介質(zhì)測量時(shí),數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差;

3、信號(hào)抗干擾差,易受電場、磁場干擾,冬天人體自帶靜電干擾就有很大影響;

4、使用維護(hù)工作量大,并且需要專業(yè)人員使用維護(hù);

5、苛刻環(huán)境中,使用壽命短,特別是有強(qiáng)腐蝕性氣體環(huán)境。

而且pH計(jì)經(jīng)常應(yīng)用有腐蝕性酸霧等苛刻、惡劣環(huán)境。現(xiàn)國內(nèi)市場上也防護(hù)等級(jí)較高的pH計(jì),但一般整體密閉型的pH計(jì)散熱效果較差,工作溫度對(duì)很多電子元器件壽命產(chǎn)生較大影響,比如常用電解電容,工作溫度每上升10℃,壽命降減少半;而且整體密閉型的pH計(jì)殼體成本較高,生產(chǎn)加工過程和現(xiàn)場安裝繁瑣等問題,在低端現(xiàn)場應(yīng)用受到一定限制。事實(shí)上,整體密閉型的pH計(jì)現(xiàn)場應(yīng)用確實(shí)并不廣泛。

現(xiàn)有國產(chǎn)儀表大多采用殼體打孔,配掛鉤方式進(jìn)行安裝。此方案還是會(huì)讓少量氣體進(jìn)入儀表內(nèi)部。

而且由于pH傳感器的高阻抗特性,我們普通的PCB電路板的阻抗達(dá)不到我們高阻抗的要求,這就必須讓pH傳感器信號(hào)在通過運(yùn)算放大器前,不能和PCB板有任何接觸。對(duì)此,國外有幾個(gè)著名公司(如:德國E+H、新加坡 Eutech)采用高阻抗專用電纜延長的方式解決(在儀表內(nèi),用一根大約10厘米專用電纜線,從接線端直接飛線,連入采樣芯片)。此方法可以解決高阻抗的問題,但是增加了信號(hào)受干擾風(fēng)險(xiǎn)(信號(hào)線與強(qiáng)電電路直接接觸);影響儀表機(jī)械結(jié)構(gòu)性能;增加了生產(chǎn)加工的難度;影響美觀。為了提高儀表的輸入阻抗,很多都在提高采樣芯片的阻抗。其實(shí)經(jīng)過多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),即使提高了采樣芯片的阻抗,到一定程度后,儀表的輸入阻抗很難再提高。究其原因是儀表普通接線端子的絕緣體的阻抗已經(jīng)不夠了,即,普通的塑料如PVC、ABS等材質(zhì)的絕緣性不夠。經(jīng)測試,只有聚四氟乙烯的絕緣性能達(dá)到高阻抗要求,而聚四氟乙烯這個(gè)材料,俗稱“塑料王”,耐高溫高壓,幾乎不溶于任何有機(jī)溶劑,而且機(jī)械性能非常高,不能通過注塑開模的方式,做成我們需要的接線端子,接線柱等。

而且pH傳感器信號(hào)非常微弱,所以極易受到外界電場、磁場的干擾。經(jīng)實(shí)驗(yàn),用塑料棒在毛皮上摩擦后,靠近接線端子(不接觸),未加信號(hào)屏蔽鋁罩?jǐn)?shù)據(jù)跳動(dòng)非常大,基本上把信號(hào)全部淹沒(實(shí)際值為pH7.00時(shí),能跳動(dòng)至pH10以上)。因此需要設(shè)計(jì)專門的接線端子結(jié)構(gòu)。

而且pH計(jì)日常安裝使用時(shí),對(duì)操作人員的專業(yè)能力要求較高,經(jīng)常碰到測量使用不正常的情況,如果發(fā)生此類情況,非專業(yè)人員很難判斷問題出在哪里。儀表、傳感器、電纜線連接和外界干擾都有可能,造成測量錯(cuò)誤。儀表有顯示傳感器原始信號(hào)功能,就可以直觀判斷傳感器性能好壞,從而找出問題所在(儀表信號(hào)采樣出問題的可能性較小,也可通過簡單方法即可判斷)。

正常使用中表現(xiàn)為,數(shù)據(jù)變化反應(yīng)緩慢,傳感器對(duì)介質(zhì)pH值的判斷要較長時(shí)間才能平衡。就如傳感器校正操作時(shí),實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在夏天,傳感器放入校正溶液中,十幾秒鐘基本可達(dá)到測量平衡(測值穩(wěn)定),而在冬天時(shí),時(shí)間可能是幾分鐘,甚至更長時(shí)間。所以在冬天校正操作時(shí),以前很難判斷傳感器有沒有測量平衡。

pH傳感器采用的是原電池原理,每一支傳感器的原始參數(shù)、性能都是不一樣的,使用后也會(huì)隨著時(shí)間的推移,參數(shù)、性能也會(huì)隨之變化。所以必須對(duì)其進(jìn)行校正。校正過程一般需要兩到三種校正溶液,然后按一定步驟,一定操作順序進(jìn)行,專業(yè)性較強(qiáng),按一般規(guī)定,先用零點(diǎn)校正溶液,再用斜率點(diǎn)校正溶液。而在現(xiàn)在使用時(shí),常常發(fā)生用錯(cuò)校正溶液的現(xiàn)象(正常情況,校正溶液均為無色透明溶液)。如果現(xiàn)場操作人員不仔細(xì)還會(huì)出現(xiàn)操作錯(cuò)誤,導(dǎo)致整個(gè)測量系統(tǒng),測量不準(zhǔn)或測量精度不高等問題。有時(shí)操作人員覺得操作太過繁瑣,干脆不校正。這樣對(duì)整個(gè)測量系統(tǒng)的測量準(zhǔn)備性產(chǎn)生很大影響。

而且傳感器參數(shù)性能隨著使用不斷變化(老化)。使用到一程度后,需要更換傳感器。而傳感器的使用壽命,因?yàn)楝F(xiàn)場工況、傳感器質(zhì)量、現(xiàn)場精度要求的不一樣而存在較大差別。對(duì)傳感器性能、壽命的判斷需要較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí),一般現(xiàn)場使用人員很難做到這一點(diǎn)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足,提供了一種不僅加工方便、制作成本低、安裝接線方便、散熱效果好,而且可以直觀判斷傳感器性能好壞,降低使用人員專業(yè)技術(shù)要求,提高校正精度和測量精度,降低校正過程用錯(cuò)校正溶液概率;還可以讓pH傳感器信號(hào)在通過運(yùn)算放大器前不會(huì)和PCB板有任何接觸,滿足pH傳感器的高阻抗性,機(jī)械穩(wěn)定性好,適用范圍廣的高精度低維護(hù)pH計(jì)。

本發(fā)明的技術(shù)方案:一種高精度低維護(hù)pH計(jì),包括殼體、接線端子結(jié)構(gòu)和元器件以及信號(hào)采集處理系統(tǒng),所述接線端子結(jié)構(gòu)包括信號(hào)端子板和信號(hào)端子,所述信號(hào)端子板和元器件位于殼體內(nèi),所述信號(hào)端子的接線端位于殼體外,所述殼體前部設(shè)有掛架,所述信號(hào)端子板正面上設(shè)有信號(hào)屏蔽鋁罩,所述信號(hào)屏蔽鋁罩擋住信號(hào)端子,所述信號(hào)端子板的正反面上與接線端子對(duì)應(yīng)處均設(shè)有絕緣體,所述信號(hào)端子板上開有通孔,所述信號(hào)端子穿過通孔中心后兩端連接在絕緣體上,所述通孔的孔徑大于信號(hào)端子的外徑,所述絕緣體為聚四氟乙烯板,所述信號(hào)端子板上固定有采樣芯片,所述采樣芯片位于信號(hào)端子附近,所述信號(hào)采集處理系統(tǒng)包括CPU以及連接在CPU上的傳感器、數(shù)據(jù)采樣模塊、檢修操作界面、測量操作界面和校正操作界面。

本發(fā)明采用半封閉型結(jié)構(gòu),不僅可以保護(hù)元器件及電路免受外界液體和氣體的腐蝕,而且生產(chǎn)加工方便、制作成本較低、安裝接線方便、散熱效果好;同時(shí)采用聚四氟乙烯板和信號(hào)端子板開孔的結(jié)構(gòu),而且通孔的孔徑大于信號(hào)端子的外徑,信號(hào)端子穿過通孔中心,使得信號(hào)端子與信號(hào)端子板之間懸空后連接在聚四氟乙烯板上(信號(hào)端子兩端連接在聚四氟乙烯板上,信號(hào)端子與信號(hào)端子板不接觸),不僅可以讓pH傳感器信號(hào)在通過運(yùn)算放大器前不會(huì)和PCB板有任何接觸,滿足pH傳感器的高阻抗性,同時(shí)采用信號(hào)屏蔽鋁罩擋住信號(hào)端子,提高pH傳感器的信號(hào)抗干擾性能;而且加工方便,成本低,機(jī)械穩(wěn)定性好,適用范圍廣。增加了原始信號(hào)顯示功能,可以非常直觀“看到”傳感器的測量平衡點(diǎn),可以直觀判斷傳感器性能好壞,降低使用人員專業(yè)技術(shù)要求,提高校正精度和測量精度,降低校正過程用錯(cuò)校正溶液概率,特別在室外條件測量和高精度要求領(lǐng)域測量得到更好的效果。

外加信號(hào)屏蔽鋁罩后,還可對(duì)信號(hào)電纜起一定保護(hù)作用,特別在大力拉扯電纜時(shí),可以保護(hù)電纜不被拉掉。

優(yōu)選地,所述信號(hào)屏蔽鋁罩包括上檔板、下檔板和連接在上檔板與下檔板之間的中間擋板,所述上檔板擱在信號(hào)端子板頂部,所述下檔板抵住信號(hào)端子板正面,所述中間擋板通過第二螺釘與信號(hào)端子板正面固定。

該種結(jié)構(gòu)方便信號(hào)屏蔽鋁罩的安裝,而且確保信號(hào)屏蔽鋁罩的信號(hào)屏蔽全面性。

優(yōu)選地,所述信號(hào)屏蔽鋁罩的高度大于二分之一信號(hào)端子板的高度,所述信號(hào)端子板中間兩側(cè)設(shè)有螺紋孔,所述信號(hào)屏蔽鋁罩下部兩側(cè)設(shè)有螺釘安裝孔,所述第二螺釘穿過螺釘安裝孔后擰入螺紋孔內(nèi)。

該種結(jié)構(gòu)保證信號(hào)屏蔽鋁罩安裝的穩(wěn)定性和信號(hào)屏蔽的全面覆蓋性。

優(yōu)選地,所述CPU的輸入端上還連接有人工輸入傳感器參數(shù)模塊,所述人工輸入傳感器參數(shù)模塊的輸入端連接校正操作界面。

該種結(jié)構(gòu)事先只需由廠商或者實(shí)驗(yàn)室傳感器的參數(shù)(零點(diǎn)和稅率兩個(gè)數(shù)值)測得記錄。到現(xiàn)場安裝完成后,通過專門的輸入界面(校正操作界面),將傳感器參數(shù)輸入儀表內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)校正。操作非常便潔,無專業(yè)技術(shù)要求。性能參數(shù)由廠商或?qū)嶒?yàn)室專業(yè)人員測得,準(zhǔn)確度、精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)場安裝人員操作,并且極大出降低了出錯(cuò)的可能性。此功能在大批量安裝過程中,廣受現(xiàn)場安裝人員的好評(píng)。操作簡單方便。降低了專業(yè)技術(shù)要求。提高校正精度,提高測量精度。降低校正過程用錯(cuò)校正溶液概率。安裝現(xiàn)場無需要校正溶液。

優(yōu)選地,所述測量操作界面上還設(shè)有傳感器性能顯示窗,所述CPU的輸出端上連接有“笑臉”顯示模塊、“平臉”顯示模塊和“哭臉”顯示模塊,所述“笑臉”顯示模塊、“平臉”顯示模塊和“哭臉”顯示模塊連接傳感器性能顯示窗。

在儀表中加入了直觀判斷pH傳感器性能的功能(笑臉功能),當(dāng)儀表檢測發(fā)現(xiàn)傳感器性能良好時(shí),儀表顯示“笑臉”;當(dāng)儀表檢測發(fā)現(xiàn)傳感器性能一般時(shí),儀表顯示“平臉”;當(dāng)儀表檢測發(fā)現(xiàn)傳感器性能較差時(shí),儀表顯示“哭臉”,提示操作人員近期需要更換電極。對(duì)于一些高端使用場合,顯示“平臉”時(shí)就需要提起注意。

優(yōu)選地,所述殼體兩側(cè)面上均設(shè)有兩個(gè)配合掛架的銅鉚釘,所述掛架包括豎直掛桿、水平掛桿和固定在水平掛桿上的支撐塊,所述支撐塊上設(shè)有若干配合銅鉚釘?shù)膾觳?,所述支撐塊一側(cè)設(shè)有穿設(shè)水平掛桿的套筒。

本發(fā)明采用銅鉚釘插入殼體后安裝在掛架上,可以防止外界氣體進(jìn)入殼體內(nèi)。

優(yōu)選地,所述信號(hào)端子板為PCB板,所述聚四氟乙烯板包括第一聚四氟乙烯板和第二聚四氟乙烯板,所述采樣芯片與信號(hào)端子之間的距離為0.8-1.2cm。

該種結(jié)構(gòu)使得其對(duì)聚四氟乙烯端子的生產(chǎn)加工簡單,無需進(jìn)行復(fù)雜精細(xì)加工,成本低廉。

優(yōu)選地,所述信號(hào)端子包括銅柱和設(shè)置在銅柱兩端的第一鎖緊螺栓、第二鎖緊螺栓,所述通孔的孔徑大于銅柱的外徑,所述銅柱一端穿過通孔和第一聚四氟乙烯板后連上第一鎖緊螺栓,銅柱另一端位于第二聚四氟乙烯板內(nèi)側(cè),所述第二鎖緊螺栓穿過第二聚四氟乙烯板后連在銅柱上。

該種結(jié)構(gòu)使得接線端子雖然不與PCB板接觸,但是還是可以穩(wěn)固安裝在PCB板上;而且生產(chǎn)加工簡單,只需要將銅柱穿過通孔后兩塊聚四氟乙烯板中,然后用螺釘將聚四氟乙烯板固定在PCB板即可,節(jié)約生產(chǎn)成本。

優(yōu)選地,所述銅柱外端露于殼體外,銅柱內(nèi)端位于殼體內(nèi),所述銅鉚釘外端露于殼體外,銅鉚釘內(nèi)端位于殼體內(nèi)。

本發(fā)明將銅鉚釘、銅柱、安裝柱延伸至儀表內(nèi)部,通過諸多金屬部件,達(dá)到更好的散熱效果。

優(yōu)選地,所述第一聚四氟乙烯板和第二聚四氟乙烯板通過第一螺釘固定在PCB板上。

該種結(jié)構(gòu)使得兩塊聚四氟乙烯板與PCB板的連接更加牢固可靠,從而保證其機(jī)械穩(wěn)定性。

本發(fā)明采用半封閉型結(jié)構(gòu),不僅可以保護(hù)元器件及電路免受外界液體和氣體的腐蝕,而且生產(chǎn)加工方便、制作成本較低、安裝接線方便、散熱效果好;同時(shí)采用聚四氟乙烯板和信號(hào)端子板開孔的結(jié)構(gòu),而且通孔的孔徑大于信號(hào)端子的外徑,信號(hào)端子穿過通孔中心,使得信號(hào)端子與信號(hào)端子板之間懸空后連接在聚四氟乙烯板上(信號(hào)端子兩端連接在聚四氟乙烯板上,信號(hào)端子與信號(hào)端子板不接觸),不僅可以讓pH傳感器信號(hào)在通過運(yùn)算放大器前不會(huì)和PCB板有任何接觸,滿足pH傳感器的高阻抗性,同時(shí)采用信號(hào)屏蔽鋁罩擋住信號(hào)端子,提高pH傳感器的信號(hào)抗干擾性能;而且加工方便,成本低,機(jī)械穩(wěn)定性好,適用范圍廣。增加了原始信號(hào)顯示功能,可以非常直觀“看到”傳感器的測量平衡點(diǎn),可以直觀判斷傳感器性能好壞,降低使用人員專業(yè)技術(shù)要求,提高校正精度和測量精度,降低校正過程用錯(cuò)校正溶液概率,特別在室外條件測量和高精度要求領(lǐng)域測量得到更好的效果。

本發(fā)明的有益效果:

1、可以完全代替國外進(jìn)口產(chǎn)品??蓱?yīng)用于高端苛刻環(huán)境的pH參數(shù)測量;

2、可適配國內(nèi)外所有玻璃pH傳感器,無需考慮傳感器阻抗高低;

3、提高儀表的抗干擾性能,在有磁場、電場的條件下,仍能正常使用;

4、 日常使用維護(hù)直觀、簡潔,無需專業(yè)人員指導(dǎo);

5、 自動(dòng)判斷傳感器性能,提醒用戶傳感器老化程度,提醒用戶更換傳感器;

6、 無校正溶液人工輸入校正,方便校正操作;

7、可適用于有強(qiáng)腐蝕性氣體等苛刻環(huán)境。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明去掉掛架后的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為本發(fā)明中接線端子結(jié)構(gòu)加上信號(hào)屏蔽鋁罩時(shí)的正面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本發(fā)明中接線端子結(jié)構(gòu)未加信號(hào)屏蔽鋁罩時(shí)的正面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5為本發(fā)明中信號(hào)屏蔽鋁罩的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖6為本發(fā)明中接線端子結(jié)構(gòu)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖7為本發(fā)明中接線端子結(jié)構(gòu)的背面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖中1.殼體,2.銅鉚釘,3.豎直掛桿,4.水平掛桿,5.支撐塊,6.掛槽,7.套筒,8.PCB板,9.銅柱,10.第一聚四氟乙烯板,11.第二聚四氟乙烯板,12.第一鎖緊螺栓,13.第二鎖緊螺栓,14.第一螺釘,15.采樣芯片,16.通孔,17.信號(hào)端子的接線端,18.信號(hào)屏蔽鋁罩,19.上檔板,20.下檔板,21.中間擋板,22.第二螺釘,23.螺紋孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和工作過程對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明,但并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

如圖1-7所示,一種高精度低維護(hù)pH計(jì),包括殼體1、接線端子結(jié)構(gòu)和元器件以及信號(hào)采集處理系統(tǒng),接線端子結(jié)構(gòu)包括信號(hào)端子板和信號(hào)端子。信號(hào)端子板和元器件位于殼體1內(nèi),信號(hào)端子的接線端17位于殼體1外。殼體1前部設(shè)有掛架。信號(hào)端子板正面上設(shè)有信號(hào)屏蔽鋁罩18,信號(hào)屏蔽鋁罩18擋住信號(hào)端子。殼體1兩側(cè)面上均設(shè)有兩個(gè)配合掛架的銅鉚釘2,掛架包括豎直掛桿3、水平掛桿4和固定在水平掛桿4上的支撐塊5,支撐塊5上設(shè)有若干配合銅鉚釘2的掛槽6,支撐塊5一側(cè)設(shè)有穿設(shè)水平掛桿4的套筒7。

信號(hào)屏蔽鋁罩18包括上檔板19、下檔板20和連接在上檔板19與下檔板20之間的中間擋板21,上檔板19擱在信號(hào)端子板頂部,下檔板20抵住信號(hào)端子板正面,中間擋板21通過第二螺釘22與信號(hào)端子板正面固定。信號(hào)屏蔽鋁罩18的高度大于二分之一信號(hào)端子板的高度,信號(hào)端子板中間兩側(cè)設(shè)有螺紋孔23,信號(hào)屏蔽鋁罩18下部兩側(cè)設(shè)有螺釘安裝孔,第二螺釘22穿過螺釘安裝孔后擰入螺紋孔23內(nèi)。

信號(hào)端子板的正反面上與接線端子對(duì)應(yīng)處均設(shè)有絕緣體。信號(hào)端子板上開有通孔16,信號(hào)端子穿過通孔16中心后兩端連接在絕緣體上,通孔16的孔徑大于信號(hào)端子的外徑,絕緣體為聚四氟乙烯板,信號(hào)端子板上固定有采樣芯片15,采樣芯片15位于信號(hào)端子附近。信號(hào)端子板為PCB板8,聚四氟乙烯板包括第一聚四氟乙烯板10和第二聚四氟乙烯板11,采樣芯片15與信號(hào)端子之間的距離為1cm。信號(hào)端子包括銅柱9和設(shè)置在銅柱9兩端的第一鎖緊螺栓12、第二鎖緊螺栓13,通孔16的孔徑大于銅柱9的外徑,銅柱9一端穿過通孔16和第一聚四氟乙烯板10后連上第一鎖緊螺栓12,銅柱9另一端位于第二聚四氟乙烯板11內(nèi)側(cè),第二鎖緊螺栓13穿過第二聚四氟乙烯板11后連在銅柱9上。銅柱9外端露于殼體1外,銅柱9內(nèi)端位于殼體1內(nèi),銅鉚釘2外端露于殼體1外,銅鉚釘2內(nèi)端位于殼體1內(nèi)。第一聚四氟乙烯板10和第二聚四氟乙烯板11通過第一螺釘14固定在PCB板1上。

信號(hào)采集處理系統(tǒng)包括傳感器、數(shù)據(jù)采樣模塊、CPU、檢修操作界面、測量操作界面和校正操作界面,所述檢修操作界面上設(shè)有傳感器原始信號(hào)顯示窗,所述測量操作界面上設(shè)有pH值顯示窗,所述數(shù)據(jù)采樣模塊、檢修操作界面、測量操作界面和校正操作界面連接CPU的輸入端,所述傳感器原始信號(hào)顯示窗和pH值顯示窗連接CPU的輸出端。所述CPU的輸入端上還連接有人工輸入傳感器參數(shù)模塊,所述人工輸入傳感器參數(shù)模塊的輸入端連接校正操作界面。所述測量操作界面上還設(shè)有傳感器性能顯示窗,所述CPU的輸出端上連接有“笑臉”顯示模塊、“平臉”顯示模塊和“哭臉”顯示模塊,所述“笑臉”顯示模塊、“平臉”顯示模塊和“哭臉”顯示模塊連接傳感器性能顯示窗。

本發(fā)明將PCB板及元器件整體保護(hù)進(jìn)殼體里面,具備防水防氣功能。使電路板及元器件避免受到外界液體、氣體的腐蝕。信號(hào)端子的接線端(安裝接線柱)采用不銹鋼和銅材質(zhì),放在殼體外部,方便安裝接線。

儀表安裝支架,本發(fā)明采用在儀表殼體上打銅鉚釘再外配定制掛架的方式,使儀表電路部分整體處理保護(hù)之中。

對(duì)于散熱,本發(fā)明采用低功耗元器件。同時(shí),將銅鉚釘、銅柱、安裝柱延伸至儀表內(nèi)部,通過諸多金屬部件,達(dá)到更好的散熱效果。

本發(fā)明半封閉型設(shè)計(jì),保護(hù)儀表電子元器件及電路免受外界液體、氣體的腐蝕;生產(chǎn)加工方便;半封閉型設(shè)計(jì)外殼成本較低;安裝接線無需打開儀表內(nèi)部,安裝接線方便;諸多金屬部件散熱,達(dá)到更好的散熱效果。

經(jīng)實(shí)驗(yàn),用塑料棒在毛皮上摩擦后,靠近接線端子(不接觸),未加信號(hào)屏蔽鋁罩時(shí)數(shù)據(jù)跳動(dòng)非常大,基本上把信號(hào)全部淹沒(實(shí)際值為pH7.00時(shí),能跳動(dòng)至pH10以上)。

增加信號(hào)屏蔽鋁罩后,同樣實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)基本不變,跳動(dòng)在0.1pH以下。

本發(fā)明的信號(hào)采集處理系統(tǒng)在儀表校正過程中,增加了顯示傳感器原始信號(hào)功能。對(duì)傳感器的信號(hào)(毫伏電壓信號(hào))不通過任何計(jì)算,直接顯示在儀表上。增加了原始信號(hào)顯示功能,可以非常直觀“看到”傳感器的測量平衡點(diǎn)。此方法在實(shí)踐中使用效果非常好,極大的提高了校正精度,從而提高了測量精度。特別在室外條件測量和高精度要求領(lǐng)域測量得到較好的效果。增加了傳感器參數(shù)直接輸入功能。事先只需由廠商或者實(shí)驗(yàn)室傳感器的參數(shù)(零點(diǎn)和稅率兩個(gè)數(shù)值)測得記錄。到現(xiàn)場安裝完成后,通過專門的輸入界面,將傳感器參數(shù)輸入儀表內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)校正。操作非常便潔,無專業(yè)技術(shù)要求。性能參數(shù)由廠商或?qū)嶒?yàn)室專業(yè)人員測得,準(zhǔn)確度、精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)場安裝人員操作,并且極大出降低了出錯(cuò)的可能性。此功能在大批量安裝過程中,廣受現(xiàn)場安裝人員的好評(píng)。加入了直觀判斷pH傳感器性能的功能(笑臉功能),當(dāng)儀表檢測發(fā)現(xiàn)傳感器性能良好時(shí),儀表顯示“笑臉”;當(dāng)儀表檢測發(fā)現(xiàn)傳感器性能一般時(shí),儀表顯示“平臉”;當(dāng)儀表檢測發(fā)現(xiàn)傳感器性能較差時(shí),儀表顯示“哭臉”,提示操作人員近期需要更換電極。對(duì)于一些高端使用場合,顯示“平臉”時(shí)就需要提起注意。

本發(fā)明將采樣芯片與信號(hào)端子板合在一起,采用PCB板開通孔方法,隔離弱電與強(qiáng)電,再將采樣芯片放在信號(hào)端子附近,然后將元器件的引腳懸空,直接接入運(yùn)算放大器上。 本發(fā)明的采樣芯片為帶運(yùn)算放大器的采樣芯片。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高阻抗輸入,可適配國內(nèi)外所有玻璃pH傳感器,無需考慮傳感器阻抗高低。代替國外進(jìn)口儀表,可應(yīng)用于高端苛刻環(huán)境的pH參數(shù)測量。而且接線方便,特異性強(qiáng),不會(huì)造成接線錯(cuò)誤,降低現(xiàn)場安裝故障率。

本發(fā)明采用半封閉型結(jié)構(gòu),不僅可以保護(hù)元器件及電路免受外界液體和氣體的腐蝕,而且生產(chǎn)加工方便、制作成本較低、安裝接線方便、散熱效果好;同時(shí)采用聚四氟乙烯板和信號(hào)端子板開孔的結(jié)構(gòu),而且通孔的孔徑大于信號(hào)端子的外徑,信號(hào)端子穿過通孔中心,使得信號(hào)端子與信號(hào)端子板之間懸空后連接在聚四氟乙烯板上(信號(hào)端子兩端連接在聚四氟乙烯板上,信號(hào)端子與信號(hào)端子板不接觸),不僅可以讓pH傳感器信號(hào)在通過運(yùn)算放大器前不會(huì)和PCB板有任何接觸,滿足pH傳感器的高阻抗性,而且加工方便,成本低,機(jī)械穩(wěn)定性好,適用范圍廣。

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