本發(fā)明屬于工業(yè)現(xiàn)場導(dǎo)電溶液濃度的在線間接檢測與控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種循環(huán)水電導(dǎo)率監(jiān)測控制裝置。

背景技術(shù)：

循環(huán)水在使用過程中由于蒸發(fā)、有機物的積累，引發(fā)結(jié)垢、腐蝕、生物聚集及淤泥的問題，這給工業(yè)及中央空調(diào)等循環(huán)水設(shè)備的運轉(zhuǎn)帶來不利的影響。

循環(huán)水的結(jié)垢，影響中央空調(diào)熱交換器的散熱效率，增加工業(yè)循環(huán)用水設(shè)備運轉(zhuǎn)的負(fù)荷。由于生物聚集及水量的減少會造成循環(huán)水的電導(dǎo)率增加，從而增加循環(huán)水管道的腐蝕速度。而微生物聚集及淤泥的產(chǎn)生又會造成管道的堵塞。

循環(huán)水的電導(dǎo)率值是能夠反應(yīng)循環(huán)水結(jié)垢和腐蝕的重要因素之一，通過自動化控制循環(huán)水的電導(dǎo)率值，對緩解循環(huán)水系統(tǒng)的管道結(jié)垢、腐蝕和微生物產(chǎn)生的淤泥問題具有重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種循環(huán)水電導(dǎo)率監(jiān)測控制裝置，通過微處理器產(chǎn)生正弦波信號，通過正弦波調(diào)制電路調(diào)成設(shè)計需要的正弦波，通過交流恒流電路轉(zhuǎn)換成恒流激勵源，使得測量精度高，使用性好，應(yīng)用范圍廣泛。

本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種循環(huán)水電導(dǎo)率監(jiān)測控制裝置，包括主機板，主機板電路包括微處理器電路、恒流信號驅(qū)動電路、信號調(diào)制電路；信號調(diào)制電路包括電位器r8、電阻r6～r10、運算放大器u3、u5與u6d、隔離器件u4共同電氣連接構(gòu)成；恒流信號驅(qū)動電路包括電阻r11～r20、運算放大器u7～u9及電容c25～c26共同電氣連接構(gòu)成，其中r12為參考電阻；

正弦波通過微處理器電路輸出，經(jīng)過信號調(diào)制電路的運算放大器u6d進(jìn)行一個減法器電路處理，其整個減法器相關(guān)電路由運算放大器u3、u5和u6d組成，通過調(diào)節(jié)r8電位器，微處理器輸出的正弦波可以轉(zhuǎn)換成正負(fù)相間的交流正弦波，通過電容器c23隔絕直流信號，再通過的光電隔離器u4對信號進(jìn)行隔離；通過運算放大器u8、u7、u9組成的交流恒流模塊，所得到的信號是一個恒定電流的交流恒流信號，輸出電流經(jīng)過電容c26對直流電壓進(jìn)行了隔離。

優(yōu)選的，主機板電路還包括主板用模擬電源、主板用數(shù)字電源、tft-lcd電路、內(nèi)部操作電路、液位控制電路、can總線隔離電路rs485通訊及隔離電路、儲存器電路、復(fù)位電路及tft-lcd與jtag電路、溫度變送隔離電路、溫度檢測接口、參考電壓測量與交流轉(zhuǎn)直流隔離電路、電導(dǎo)率測量與交流轉(zhuǎn)直流隔離電路、電導(dǎo)檢測接口、恒流信號驅(qū)動電路、信號調(diào)制電路、電導(dǎo)用隔離模擬電源、模擬信號限幅保護(hù)電路；

主機板外接3個開關(guān)電源通過電源線與主板用模擬電源、主板用數(shù)字電源、電導(dǎo)用模擬隔離電源上對應(yīng)點相連接。

主板用數(shù)字電源通過電源線與tft-lcd電路、內(nèi)部操作電路、液位控制與泵電源控制電路、can總線隔離與rs485通訊及隔離電路、儲存器電路、復(fù)位電路及jtag電路相連接；

主板用模擬電源通過電源線與微處理器電路、模擬信號限幅保護(hù)電路、信號調(diào)制電路相連接；

電導(dǎo)用模擬隔離電源通過電源線與信號調(diào)制電路、恒流信號驅(qū)動電路、電導(dǎo)測量與交流轉(zhuǎn)直流隔離電路、參考電壓測量與交流轉(zhuǎn)直流隔離電路、溫度檢測接口、溫度變送隔離電路相連接。

優(yōu)選的，主板用數(shù)字電源包括穩(wěn)壓器u34、變壓器件u35、二極管d4～d6、電容c64～c66、電阻r66共同電氣連接構(gòu)成；

主板用模擬電源包括穩(wěn)壓器u36與u37，變壓器件u38與u39、電感l(wèi)9與l10、二極管d7～d9、電容c68～c75、電阻r60共同電氣連接構(gòu)成；

電導(dǎo)用模擬隔離電源包括穩(wěn)壓器u40與u41、電容c75與c76共同電氣連接構(gòu)成。

優(yōu)選的，微處理器電路包括集成電路u1、晶振y1～y2、電容c1～c21共同電氣連接構(gòu)成，u1采用了144管腳的stm32f407zgt6芯片作為主控制器用于各信號的采集及處理；

復(fù)位電路包括芯片u2、reset1按鍵、電阻r2與r3及電容c22共同電氣連接構(gòu)成；u2采用cat706復(fù)位芯片為本裝置提供可靠的復(fù)位；

本裝置采用8mhz及25.768khz的無源晶振；

采用3.3v紐扣電池為本裝置微處理器在掉電的信號下提供電源。

優(yōu)選的，電導(dǎo)率測量與交流轉(zhuǎn)直流隔離電路包括電阻r21～r23、運算放大器u11、真值轉(zhuǎn)換器u12與電磁隔離器件u10共同電氣連接構(gòu)成；電導(dǎo)率檢測電壓信號從電導(dǎo)檢測接口引腳輸入，通過運算放大器u11對信號進(jìn)行放大，通過隔離直流電容c28，進(jìn)入u12芯片對信號進(jìn)行真值轉(zhuǎn)換輸出直流信號，其直流信號經(jīng)過u10進(jìn)行電磁隔離，以進(jìn)入模擬電源模塊區(qū)域；

參考電壓測量與交流轉(zhuǎn)直流隔離電路包括電阻r24～r25、運算放大器u14、真值轉(zhuǎn)換器u15與電磁隔離器件u13共同電氣連接構(gòu)成；運算放大器u14對參考電阻r12的電壓進(jìn)行檢測經(jīng)過真值轉(zhuǎn)換以及信號光電隔離進(jìn)入模擬電源供電區(qū)域；

溫度變送隔離電路包括電阻r26～r28、運算放大器u16與光電隔離器件u17共同電氣連接構(gòu)成；溫度信號檢測模塊，其p3端子接電壓變化型lm35芯片，通過運算放大器u16及u17進(jìn)行光電隔離，進(jìn)入模擬電源供電區(qū)域；

模擬信號限制保護(hù)電路包括箝位電路芯片u18、運算放大器u6與u19、電阻r29～r37與電容c43～c45共同電氣連接構(gòu)成；u19為tle2064運算放大器，u18是tl7726箝位電路芯片，其用于限定電路的電壓，并通過后續(xù)的u6a，u6b，u6c芯片及相關(guān)的電路把輸入微處理器的電壓最高限定為一定值以保護(hù)電壓。

優(yōu)選的，液位控制及泵電源控制電路，通過光耦獲得液位高低電壓信號，經(jīng)過微處理器處理判斷液位高低開關(guān)是否觸動；采用光耦直接驅(qū)動繼電器，控制外部泵電源開關(guān)。

優(yōu)選的，儲存器電路包括sram芯片u24、flash芯片u25、eeprom芯片u26、sd卡插座sd_card共同電氣連接構(gòu)成；

tft-lcd與jtag電路包括接頭tftlcd1、接頭j2，電容c53～c55，電阻r47～r54共同電氣連接構(gòu)成。

優(yōu)選的，can總線隔離與rs485通訊隔離電路包括電源芯片u27與u28、電容c56～c63、電感l(wèi)5～l8、電阻r55～r64、can總線隔離芯片u29、can通訊接口can1、rs485通訊由光電轉(zhuǎn)換器u31～u33、rs485芯片u30共同電氣連接構(gòu)成。

優(yōu)選的，本裝置電源接口采用的雙級濾波器，每一個運算放大器及重要的元器件電源均用固態(tài)電容進(jìn)行濾波。

優(yōu)選的，本裝置包括一個機殼，在機殼內(nèi)安裝tft-lcd屏，主機板，開關(guān)電源，連接電纜，電源輸插座、電導(dǎo)電極電纜接頭，溫度電纜接頭、液位控制電纜，can通訊電纜，接地端子。

優(yōu)選的，tft-lcd觸摸顯示屏顯示數(shù)據(jù)與輸入操控，屏上有參考電阻顯示窗、測量電阻顯示窗口、電導(dǎo)率上限顯示窗、電導(dǎo)率值顯示窗、電極常數(shù)顯示窗、參數(shù)調(diào)整按鈕窗、溫度顯示窗、時間顯示窗、泵狀態(tài)顯示窗、溫度測量電壓顯示窗、傳感器測量端測量電壓顯示窗、參考電壓顯示窗；tft-lcd由內(nèi)部dc5v供電，接口通過短電纜與主機板上的對應(yīng)點連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：

(1)測量精度高，本系統(tǒng)采用的交流恒流電路能消除電極表面結(jié)垢產(chǎn)生的附加電阻影響。信號產(chǎn)生及調(diào)制處采用零漂移運算放大器，信號采集采用了高輸入阻抗儀表放大器，極大程度上消除共模干擾；模擬電路部分采用了千分之一精度電阻保證輸入變送的精度。

(2)抗干擾能力強，本儀器的電源接口采用的雙級濾波器，每一個運算放大器及重要的元器件電源均用固態(tài)電容進(jìn)行濾波，從而保證元器件直流供電的質(zhì)量。

(3)兼容性好、操作性強，通過使用can總線通訊隔離驅(qū)動模塊，可以方便與其他的設(shè)備進(jìn)行通訊，同時還可以采用rs485通訊。本儀器使用tftlcd作為人機通訊的接口，具有良好的可操作性。

(4)智能化程度高，支持掉電數(shù)據(jù)保護(hù)，及數(shù)據(jù)多樣存儲。本系統(tǒng)采用eeprom對操作數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，掉電情況下，下次啟動關(guān)鍵數(shù)據(jù)不丟失，同時本儀器通過采用sd卡對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行按一定時間儲存，利于后期儀器維護(hù)與數(shù)據(jù)查詢。

(5)本發(fā)明提供的檢測控制裝置兼容五電極型電導(dǎo)率傳感器與七電極型電導(dǎo)率傳感器，成本低，能耗小。

附圖說明

圖1是實施例的監(jiān)測控制裝置外形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實施例的監(jiān)測控制裝置主機板電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是微處理器主控制器電路、復(fù)位電路及紐扣電池供電電路；

圖4是正弦波信號調(diào)制與交流恒流電路圖；

圖5是電導(dǎo)率信號檢測、參考電壓信號檢測、溫度信號檢測電路圖及箝位電路圖；

圖6是液位檢測開關(guān)、泵電源控制開關(guān)電路圖；

圖7是sram、flash、eeprom、sd卡及液晶屏顯示電路圖；

圖8是can與rs485通訊模塊電源及相關(guān)電源電路圖；

圖9是微處理器相關(guān)電路供電的數(shù)字電源電路圖，參考電壓相關(guān)的模擬電源電路圖及測量電路相關(guān)的電源電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

一種循環(huán)水電導(dǎo)率監(jiān)測控制裝置，本裝置使用的是自動化監(jiān)控技術(shù)，自動化監(jiān)控技術(shù)處理循環(huán)水還分為電導(dǎo)率自動化監(jiān)控與溶液ph值自動化監(jiān)控，而本裝置使用的是電導(dǎo)率檢測來實現(xiàn)對循環(huán)水進(jìn)行處理。本實施例以中央空調(diào)循環(huán)水控制系統(tǒng)為例，但本實施例的應(yīng)用不限于中央空調(diào)循環(huán)水控制系統(tǒng)。循環(huán)水自動化監(jiān)控技術(shù)一般控制水的濃縮比在5-10之間，而一般中央空調(diào)循環(huán)水的水源是自來水，自來水的電導(dǎo)率在200us/cm左右，在實際運用過程中需要控制中央空調(diào)循環(huán)水的電導(dǎo)率在1500us/cm以下。本裝置相比于國內(nèi)外使用plc進(jìn)行循環(huán)水控制的設(shè)備，成本低，通用性好。

一種循環(huán)水處理電導(dǎo)率監(jiān)測控制裝置，本裝置采用一個尺寸為300*270*150的機殼，在機殼內(nèi)安裝tft-lcd屏，主機板，開關(guān)電源，連接電纜，電源輸插座、電導(dǎo)電極電纜接頭，溫度電纜接頭、液位控制電纜，can通訊電纜，接地端子。

其tft-lcd觸摸顯示屏顯示數(shù)據(jù)與輸入操控，如圖1所示，液晶屏上有參考電阻顯示窗1、測量電阻顯示窗口2、電導(dǎo)率上限顯示窗3、電導(dǎo)率值顯示窗4、電極常數(shù)顯示窗5、參數(shù)調(diào)整按鈕窗6、溫度顯示窗7、時間顯示窗8、泵狀態(tài)顯示窗9、溫度測量電壓顯示窗10、傳感器測量端測量電壓顯示窗11、參考電壓顯示窗12；tft-lcd由內(nèi)部dc5v供電，接口通過短電纜與主機板上的對應(yīng)點連接。

如圖2所示，主機板電路由微處理器電路13、主板用模擬電源14、主板用數(shù)字電源15、tft-lcd電路16、內(nèi)部操作電路17、液位控制電路18、can總線隔離電路rs485通訊及隔離電路19、儲存器電路20、復(fù)位電路21及tft-lcd與jtag電路16、溫度變送隔離電路22、溫度檢測接口23、參考電壓測量與交流轉(zhuǎn)直流隔離電路24、電導(dǎo)率測量與交流轉(zhuǎn)直流隔離電路25、電導(dǎo)檢測接口26、恒流信號驅(qū)動電路27、信號調(diào)制電路28、電導(dǎo)用隔離模擬電源29、模擬信號限幅保護(hù)電路30構(gòu)成。

通過信號采集模塊采集電導(dǎo)率信號、參考電壓信號、溫度信號，把相應(yīng)的信號輸入微處理器，通過液位檢測模塊，檢測液位高低情況，并把液位高低的信號輸入微處理器處理。微處理器綜合分析外部測量電阻電壓信號、溫度信號、液位高低信號，通過泵電源模塊控制外部的泵電源，通過加水泵及排水泵從而實現(xiàn)對循環(huán)水電導(dǎo)率的控制與液位的控制。與此同時可以通過can總線通訊模塊與rs485通訊模塊與其他外部設(shè)備通訊，本裝置還可以把系統(tǒng)處理后的數(shù)據(jù)存儲在sd卡中。本檢測控制系統(tǒng)外部連接的模塊都采用隔離電源供電，外部信號與核心模塊也采用隔離技術(shù)進(jìn)行輸入輸出，從而實現(xiàn)了高精度檢測與控制。最后經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)可以通過外部液晶屏幕顯示。

本裝置電導(dǎo)率檢測端可以實現(xiàn)對五電極電導(dǎo)率傳感器、七電極電導(dǎo)率傳感器進(jìn)行激勵與信號采集，通用性高。

本裝置溫度傳感器采用了電壓變化型lm35d溫度芯片，溫度可以直接轉(zhuǎn)化為電壓信號，以便微處理器直接處理。

本裝置激勵源采用微處理器dac模塊產(chǎn)生的正弦波，通過正弦波調(diào)制電路調(diào)制成正負(fù)相間的正弦波，通過交流恒流電路轉(zhuǎn)換成交流恒流正弦波激勵源。

本裝置液位開關(guān)模塊，通過光耦獲得液位高低電壓信號，經(jīng)過微處理器處理判斷液位高低開關(guān)是否觸動。

本裝置采用光耦直接驅(qū)動繼電器，控制外部泵電源開關(guān)，不需要使用三極管放大電流，節(jié)約成本。

本裝置采用三路直流電源供電，微處理器，參考電壓輸入及檢測電路分別采用了不同的直流電源以隔絕相互之間的干擾。本裝置分為三個部分單獨用開關(guān)電源供電，分別為主板用數(shù)字電源，主板用模擬電源，電導(dǎo)、溫度用模擬電源。此三個電源為本系統(tǒng)不同的模塊供電，提高了抗干擾的能力。所述主機板，外接3個開關(guān)電源通過電源線與主板用模擬電源14、主板用數(shù)字電源15、電導(dǎo)用模擬隔離電源29上對應(yīng)點相連接。

主板用數(shù)字電源15通過電源線與tft-lcd電路16、內(nèi)部操作電路17、液位控制與泵電源控制電路18、can總線隔離與rs485通訊及隔離電路19、儲存器電路20、復(fù)位電路及jtag電路21相連接；

主板用模擬電源14通過電源線與微處理器電路13、模擬信號限幅保護(hù)電路30、信號調(diào)制電路28相連接；

電導(dǎo)用模擬隔離電源29通過電源線與信號調(diào)制電路28、恒流信號驅(qū)動電路27、電導(dǎo)測量與交流轉(zhuǎn)直流隔離電路25、參考電壓測量與交流轉(zhuǎn)直流隔離電路24、溫度檢測接口23、溫度變送隔離電路22相連接。

圖3到圖9為主機板電路原理圖，由手工布線及計算機自動布線后，把網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽相同的地方連在一起。如圖3所示，主機板電路中，微處理器電路13由集成電路u1、晶振y1～y2、電容c1～c21構(gòu)成，復(fù)位電路21由u2、reset1按鍵、r2與r3及c22構(gòu)成。本裝置u1采用了144管腳的stm32f407zgt6芯片作為主控制器用于各信號的采集及處理，是實現(xiàn)本裝置所設(shè)性能的核心芯片，u2采用cat706復(fù)位芯片為本裝置提供可靠的復(fù)位。本裝置采用8mhz及25.768khz的無源晶振，本系統(tǒng)最高運行頻率設(shè)定為168mhz。采用3.3v紐扣電池為本裝置微處理器在掉電的信號下提供電源。

如圖4所示，信號調(diào)制電路28由電位器r8、電阻r6～r10、運算放大器u3與u5與u6d、隔離器件u4構(gòu)成；如圖4所示，恒流信號驅(qū)動電路27由電阻r11～r20、運算放大器u7～u9及電容c25～c26構(gòu)成，其中r12為參考電阻。正弦波通過微處理器的pa4out端輸出，此時輸出的信號是一個電壓為正的正弦波，而激勵用的正弦波需要交流信號即正負(fù)相間的正弦波，以避免在電極兩端產(chǎn)生極化現(xiàn)象。正電壓的正弦波經(jīng)過標(biāo)號為u6d運算放大器的ad8630arz芯片進(jìn)行一個減法器電路，其整個減法器相關(guān)電路由標(biāo)號為u3和u5的運算放大器opa627，標(biāo)號為u6d的ad8630arz芯片組成，通過調(diào)節(jié)r8電位器，pa4out輸出的正弦波可以轉(zhuǎn)換成正負(fù)相間的交流正弦波，通過標(biāo)號為c23的1uf電容器隔絕直流信號，只通過交流信號，再通過標(biāo)號為u4的光電隔離器iso124p對信號進(jìn)行隔離，以避免測量電源部分對數(shù)字電源及模擬電源部分信號產(chǎn)生干擾。通過標(biāo)號為u8的lm6172、u7的lm7171、u9的opa627組成的交流恒流模塊，iaca1所得到的信號是一個恒定電流的交流恒流信號，其電流大小與外部激勵電阻無關(guān)。同時iaca1的電流與經(jīng)過一個標(biāo)號為c26的1uf電容對直流電壓進(jìn)行了隔離。

如圖5所示，電導(dǎo)測量與交流轉(zhuǎn)直流隔離電路25由電阻r21～r23、運算放大器u11、真值轉(zhuǎn)換器u12、電磁隔離器件u10構(gòu)成。電導(dǎo)檢測接口26為p2，其中信號從p2端口2、3采集；參考電壓測量與交流轉(zhuǎn)直流隔離電路24，由電阻r24～r25、運算放大器u14、真值轉(zhuǎn)換器u15、電磁隔離器件u13構(gòu)成。溫度變送隔離電路22由電阻r26～r28、運算放大器u16、光電隔離器件u17構(gòu)成。模擬信號限制保護(hù)電路30由箝位電路芯片u18、運算放大器u6與u19、電阻r29～r37、電容c43～c45構(gòu)成。激勵源從p2的4號端口對五電極電導(dǎo)率傳感器，七電極電導(dǎo)率傳感器進(jìn)行激勵，電導(dǎo)率檢測電壓信號從p2端子的2、3號引腳輸入，通過標(biāo)號為u11的運算放大器in111ap對信號進(jìn)行放大，通過標(biāo)號為c28的隔離直流電容，進(jìn)入標(biāo)號為u12的ad536芯片對信號進(jìn)行真值轉(zhuǎn)換，即把u12的1號信號采集到的交流信號通過6號端口輸出直流信號，其直流信號經(jīng)過u10進(jìn)行電磁隔離，以進(jìn)入模擬電源模塊區(qū)域，防止干擾，提高精度。相同的情況類似參考電壓采集，標(biāo)號為u14的運算放大器ina111ap對參考電阻r12的電壓進(jìn)行檢測經(jīng)過真值轉(zhuǎn)換以及信號光電隔離進(jìn)入模擬電源供電區(qū)域。溫度信號檢測模塊，其p3端子接電壓變化型lm35芯片，通過標(biāo)號為u16運算放大器ina128pa及標(biāo)號為u17的iso124p進(jìn)行光電隔離，進(jìn)入模擬電源供電區(qū)域。u19為tle2064運算放大器，u18是tl7726箝位電路芯片，其用于限定電路的電壓，并通過后續(xù)的標(biāo)號為u6a，u6b，u6c的ad8630arz芯片及相關(guān)的電路把輸入微處理器的電壓最高限定為3.3v以保護(hù)電壓。

如圖6所示，液位控制及泵電源控制電路18由光電耦合芯片u21、排阻rx1電源芯片u20、固態(tài)繼電器u22與u23、電阻r38及電容c46～c47構(gòu)成。標(biāo)號為u21c，u21d的是tlp521-4光隅芯片，微處理器引腳pf9in及pf10in可以通過光耦得到外部的電壓變化信號，即液位高低信號。微處理器引腳pg13jidianqi及pg14jidianqi通過標(biāo)號為u21c及u21d的光隅可以直接控制標(biāo)號為u22及u23的gtjdg3a的交流繼電器，從而控制外部220v泵電源開關(guān)。標(biāo)號為u20的b0505芯片為液位檢測模塊及泵電源控制模塊供電。

如圖7所示，本裝置的儲存器電路20由sram芯片u24、flash芯片u25、eeprom芯片u26、sd卡插座sd_card構(gòu)成。tft-lcd與jtag電路16由接頭tftlcd1、接頭j2，電容c53～c55，電阻r47～r54構(gòu)成。標(biāo)號為u24的是is62wv51216sram芯片，為微處理器提供外部高速儲存。標(biāo)號為sd_card是sd卡，用于連接通用sd卡槽，標(biāo)號為u25的是w25q128flash，提供外部大容量存儲，標(biāo)號為u26的是24c02，標(biāo)號為tftlcd1接口用于連接34針觸摸液晶屏，標(biāo)號為j2的jtag接口下載程序。

如圖8所示，can總線隔離與rs485通訊隔離電路19由電源芯片u27與u28、電容c56～c63、電感l(wèi)5～l8、電阻r55～r64、can總線隔離芯片u29、can通訊接口can1、rs485通訊由光電轉(zhuǎn)換器u31～u33、rs485芯片u30構(gòu)成。標(biāo)號為u29是iso1050芯片，其是良好的can通訊隔離芯片。標(biāo)號為u31、u32、u33是6n137光電隔離器，以使輸入rs485核心控制芯片(標(biāo)號為u30的sp485e)的信號更為純凈，以減少不必要的干擾。標(biāo)號為u27及u28是b0505芯片，分別為iso1050及rs485通訊電路提供電源。

如圖9所示，主板用數(shù)字電源15由穩(wěn)壓器u34、變壓器件u35、二極管d4～d6、電容c64～c66、電阻r66構(gòu)成。主板用模擬電源14由穩(wěn)壓器u36與u37的，變壓器件u38與u39、電感l(wèi)9與l10、二極管d7～d9、電容c68～c75、電阻r60構(gòu)成。電導(dǎo)用模擬隔離電源29由穩(wěn)壓器u40與u41、電容c75與c76構(gòu)成。標(biāo)號為u34、u36、u37、u40、u41都是ft11pd-1型濾波整流器，標(biāo)號為con2、con3、con4分別是外部開關(guān)電源接口，con2接5v直流電源，con3及con4接±12v電源。通過標(biāo)號為u35的as1117-3.3芯片用于給微處理器供應(yīng)3.3v電壓。通過標(biāo)號為u38的k7805t及標(biāo)號為u39的as11173.3芯片提供參考電壓。xvdd1與xvss1分別為檢測電路相關(guān)芯片提供12v及-12v的電壓作為其電源使用。至此完成所有的電路實施過程。

本裝置的工作原理如下：

(1)電導(dǎo)毫伏信號的產(chǎn)生過程如下：首先，由stm32f407zgt6內(nèi)部dac產(chǎn)生一定頻率與幅度的正弦波，經(jīng)pa4輸出，經(jīng)電路偏移之后變?yōu)檎?fù)幅值相等的正弦波；該信號用于驅(qū)動恒流電路，交流恒流的大小由r12與輸入信號決定，為了保證輸出信號沒有直流部分，進(jìn)一步采用電容進(jìn)行隔離直流處理，從而，保證電導(dǎo)電極不產(chǎn)生極化效應(yīng)；交流恒流同時流過標(biāo)準(zhǔn)電阻與檢測池并產(chǎn)生對應(yīng)幅度的交流信號，電導(dǎo)池電阻越大，產(chǎn)生的測量電壓就越大，隨后該電路交流信號分別進(jìn)入交流/直流有效值轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生對應(yīng)的直流電壓，該兩路直流電壓經(jīng)放大隔離處理后，再經(jīng)過模擬信號限幅保護(hù)電路送往主機。

(2)溫度毫伏信號由電極上附帶的半導(dǎo)體傳感器產(chǎn)生，該毫伏信號先放大、隔離后經(jīng)電纜連接器接主板上。

(3)參考電壓毫伏信號，經(jīng)過運算放大，隔直流，真值轉(zhuǎn)換及隔離后經(jīng)模擬信號限幅保護(hù)電路后送入主機。

(4)通過上述過程分別產(chǎn)生的電導(dǎo)、溫度與參考電壓進(jìn)入stm32f407zgt6內(nèi)部的12位a/d轉(zhuǎn)換器，通過微處理器簡單運算后可以求出測量池兩端的電阻，該電阻經(jīng)線性修正處理后，得到準(zhǔn)確電阻值，準(zhǔn)確的電阻值的倒數(shù)就是端電導(dǎo)值，再經(jīng)過電極電導(dǎo)常數(shù)與溫度補償后得到標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)率值。

(5)經(jīng)處理后的各信號由微處理器送往tft-lcd顯示屏進(jìn)入數(shù)據(jù)顯示，實時刷新所得數(shù)據(jù)。

(6)液晶觸摸屏上顯示當(dāng)下參考電阻顯示窗1，測量電阻顯示窗口2，電導(dǎo)率上限顯示窗3，電導(dǎo)率值顯示窗4，電極常數(shù)顯示窗5，參數(shù)調(diào)整按鈕窗6，溫度顯示窗7，時間顯示窗8，泵狀態(tài)顯示窗9，溫度測量電壓顯示窗10，傳感器測量端測量電壓顯示窗11，參考電壓顯示窗12，可以通過系統(tǒng)參數(shù)按鈕進(jìn)入詳細(xì)參數(shù)界面。

(7)所有可修改的參數(shù)都保存在儲存器標(biāo)號為u26的eeprom內(nèi)。

(8)微處理器通過can總線及rs485通訊與其他的設(shè)備進(jìn)行通訊。

(9)當(dāng)系統(tǒng)需要調(diào)整內(nèi)部監(jiān)控參數(shù)時，按系統(tǒng)參數(shù)按鈕進(jìn)入詳細(xì)系統(tǒng)參數(shù)界面，在此界面上按參數(shù)校準(zhǔn)界面就進(jìn)入?yún)?shù)修改界面，可以修改電阻斜率，截距，電導(dǎo)池常數(shù)參數(shù)，通過主機，把修改后的參數(shù)送入eeprom內(nèi)，所有數(shù)據(jù)都進(jìn)行了掉電保護(hù)處理。

本實施例的技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)如下：a輸入電壓：ac220v±30％，50hz；b電導(dǎo)率檢測范圍180us/cm～2000us/cm；c溫度檢測范圍：0～99.9℃；d開關(guān)控制方式：自動或手動；e電導(dǎo)在線檢測精度：≤1％。

本裝置在使用時，先接220v交流電源給開關(guān)電源，通過開關(guān)電源為主要供電，外部接入電導(dǎo)電極，溫度傳感器、液位控制泵，液位開關(guān)。檢測時具體的工作步驟為：1)開啟電源；2)調(diào)節(jié)內(nèi)部記憶參數(shù)；3)系統(tǒng)自動運行，根據(jù)設(shè)計要求定期對電導(dǎo)電極進(jìn)行清洗和調(diào)零校準(zhǔn)。

程序運行時，進(jìn)行系統(tǒng)初始化，當(dāng)電導(dǎo)率大于等于設(shè)定值后，發(fā)出排水控制，當(dāng)液位低于下限時，發(fā)出加水控制，當(dāng)達(dá)到液位上限，停止加水；為了保證循環(huán)水設(shè)備的安全，平時一旦液位低于上限時，就發(fā)出加水控制，達(dá)到上限時就停止；由于液位開關(guān)具有容差，所以不會因水位波動而頻繁跳躍。

系統(tǒng)在第一次運行時需要對本儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，同時輸入相應(yīng)的參數(shù)，并把數(shù)據(jù)保存在本系統(tǒng)外部的標(biāo)號為u26的eeprom內(nèi)，以備下次開機時，自動調(diào)入該記憶參數(shù)，液晶顯示屏定期刷新處理器發(fā)送來的數(shù)據(jù)，包括電導(dǎo)毫伏數(shù)據(jù)，參考毫伏數(shù)據(jù)，溫度電壓數(shù)據(jù)，端電阻值數(shù)據(jù)，電導(dǎo)率數(shù)據(jù)，泵狀態(tài)數(shù)據(jù)以及can通訊數(shù)據(jù)。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。