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：
本實用新型涉及多種化學元素的分析裝置，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，包括各自獨立的用于進行數(shù)值分析計算的單片計算機系統(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行放大處理的以微處理機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)果的打印機等。由于現(xiàn)有的分析裝置均是單參數(shù)裝置，采用的是獨立的單個光源獨立固定的比色池，因而只能進行一種參數(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的測量裝置，它不光是光柵的調(diào)節(jié)波長不便也不準確，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量。
實用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型的目的在于提供一種能監(jiān)測多達十種參數(shù)的水樣分析裝置，其性能穩(wěn)定、功能價格比高、經(jīng)濟實用，且能直接讀取讀數(shù)，不用換算。還有就是便于使用，自動實現(xiàn)排污，方便維護，結(jié)構(gòu)也簡單。
為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(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為中心的控制運算電路，由該控制運算電路對冷光源組的某個燈進行發(fā)光驅(qū)動以及對放大后的采樣信號進行分析處理，將結(jié)果通過顯示器、通訊口、U盤口或打印機輸出，并把數(shù)據(jù)和儀表的工作狀態(tài)儲存在微機內(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，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400mm～850mm之間不同波長的需求。
由于本實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，預熱更快，方便在現(xiàn)場使用分析裝置，可以對多種元素進行分析。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，進而減小了分析裝置的維護量，實現(xiàn)一機多用，降低了成本，并節(jié)省了工作場地。


圖1為本實用新型第一實施例的電路原理圖。
圖2為本實用新型第二實施例的電路原理圖。
圖3為本實用新型實施例的單片機系統(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； 10供電驅(qū)動電路；11、16、18光電耦合電路； 12單片機系統(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隨機存儲器；25、26接口； 27單片機內(nèi)部總線；28U盤口；29～34照射光源(冷光源1～6，如圖)
具體實施方式
首先對本實用新型所依賴的計算機系統(tǒng)作個簡要的陳述，如圖3所示，該單片機系統(tǒng)12通常包括通過單片機內(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行分析計算，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9、U盤口28、光電耦合電路等連成一個整體。
本實用新型的水樣分析裝置的第一實施例，是對多種參數(shù)分別進行測量的，如圖1所示，首先構(gòu)造一個以微處理機為中心的控制電路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9通過單片機的接口與單片機系統(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為中心的控制電路1的差動放大電路13進一步放大后，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送入單片機系統(tǒng)12進行處理，單片機系統(tǒng)12將處理后的結(jié)果通過顯示器7、打印機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或排污吸泵進行排污操作。同時，單片機系統(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為對應的照射光源29～照射光源34中的一個提供電源。
本實用新型的水樣分析裝置的第二實施例的基本結(jié)構(gòu)與第一實施例大部分相同，工作原理也相同，也是對多種參數(shù)分別進行測量的，如圖2所示，不同之處在于，本實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，因此使本實用新型更加簡化和便于維護。
事實上，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到本實用新型的目的，而且能簡化本實用新型。
當然，實際中應使作為冷光源的發(fā)光二極管的波長與待檢測水樣中的待檢測化學元素相適應，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的光源發(fā)光是由計算機進行控制與選擇的。
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元素相適應。
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)點在于，可以一機多用，節(jié)約成本，且性能穩(wěn)定、無需預熱，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