專利名稱：智能水質(zhì)分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有遠(yuǎn)程通信、配有專家系統(tǒng)、測(cè)量性能高、環(huán)境適
應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，能精確測(cè)量溶液的pH值、電導(dǎo)率值、溶氧值及溫度的智能水質(zhì) 分析儀，可同時(shí)連接三個(gè)電極，用戶可根據(jù)應(yīng)用要求自行選擇測(cè)定參數(shù)組合，降 低回路成本，節(jié)省安裝空間和儀表備品備件費(fèi)用。
背景技術(shù)：
化學(xué)水處理在發(fā)電廠相當(dāng)重要，只有對(duì)水進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬艋幚砗蛧?yán)格的監(jiān) 督汽水質(zhì)量，才能防止造成熱力設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕，避免爆管事故；才能防止 過熱器和汽輪機(jī)的積鹽，以免汽輪機(jī)出力下降甚而造成事故停機(jī)，從而保證發(fā) 電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。認(rèn)真、慎重對(duì)待化學(xué)水處理工作，否則就無法切實(shí)保證 發(fā)電廠熱力設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。鑒于化學(xué)水處理的重要性，化學(xué)水質(zhì)分析儀 表的監(jiān)控作用就更加凸現(xiàn)。
目前國(guó)內(nèi)水質(zhì)分析儀大多測(cè)量參數(shù)單-，只能完成對(duì)某一水質(zhì)參數(shù)測(cè)量， 國(guó)產(chǎn)的早期產(chǎn)品因其原理落后、電極性能差、流路復(fù)雜和二次表技術(shù)太老等原 因，現(xiàn)已不選用。最近幾年，國(guó)內(nèi)有幾個(gè)廠家選用進(jìn)口電極，配自己的二次表， 推出了新一代的儀表，但使用效果并不好，有測(cè)量精度低等缺點(diǎn)。而國(guó)外的儀 表測(cè)量精度高，但是價(jià)格昂貴，且因?yàn)榫嚯x遙遠(yuǎn)等原因，售后技術(shù)服務(wù)不到位。 而且現(xiàn)有的水質(zhì)儀操作起來麻煩，提示說明幾乎處于空白狀態(tài)，不具有人性化 的特點(diǎn)。這樣會(huì)對(duì)電廠和使用人員造成很多不利的因素。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供一種具有遠(yuǎn)程通 信、配有專家系統(tǒng)、測(cè)量性能高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，能精確測(cè)量溶液的pH值、電導(dǎo)率值、溶氧值及溫度的智能水質(zhì)分析儀。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括溶氧電極、PH電極、電導(dǎo)電極，溶 氧電極、PH電極、電導(dǎo)電極分別與各自的模擬測(cè)量電路的輸入端相連接，模擬 測(cè)量電路的輸出端分別連接通道選擇電路的輸入端，通道選擇電路的輸出端與 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的輸出端與微處理器輸 入端相連接，在微處理器上設(shè)置有存儲(chǔ)與傳輸端口、顯示與觸摸屏控制端口和 遠(yuǎn)程控制與專家端口。
所述的微處理器為MEGA128，微處理器MEGA128安裝在主板上，在微處 理器上設(shè)置的通信端口分別是RS232和RS485串口 ，微處理器MEGA128的通 信端口通過電路板上的銅線連接到標(biāo)準(zhǔn)232電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232和標(biāo)準(zhǔn)的 485電平轉(zhuǎn)換芯片上，實(shí)現(xiàn)了與PC機(jī)的通信。在遠(yuǎn)程通信時(shí)通過RS232和RS485 串口與遠(yuǎn)程通信模塊輸入端相連，遠(yuǎn)程通信模塊的輸出端與監(jiān)控室的專家系統(tǒng) 通信。實(shí)現(xiàn)了與專家系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信，微處理器MEGA128通過銅線連接到數(shù) 摸屏控制器再連接到TFT觸摸屏，通道選擇電路為多路模擬開關(guān)4051。
本實(shí)用新型具有如下積極效果
1、 克服了國(guó)內(nèi)水質(zhì)分析儀表只能對(duì)單一值進(jìn)行測(cè)量的缺點(diǎn)，可以對(duì)同一個(gè) 點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行PH、電導(dǎo)、溶氧三個(gè)參數(shù)的監(jiān)測(cè)。
2、 能根據(jù)溫度、流量和大氣壓因素對(duì)測(cè)量數(shù)值進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到較高的精度。
3、 針對(duì)國(guó)內(nèi)儀表智能程度低的缺點(diǎn)，本儀表高度智能化，網(wǎng)絡(luò)化，配有 4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出和RS-485通信、USB接口及遠(yuǎn)程通訊模塊等通訊接口 ， 通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給電腦，配有專家系統(tǒng)，可對(duì)儀表系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程觀察、專 家診斷，具有自動(dòng)控制聯(lián)動(dòng)加藥系統(tǒng)的功能，對(duì)出現(xiàn)的異常情況或其他故障向 客戶提出必要的建議，提供及時(shí)地服務(wù)4、儀表的人機(jī)接口采用的先進(jìn)的觸摸屏技術(shù)，采用中英文菜單，大量的操 作提示，易操作，人性化。
可廣泛應(yīng)用于火電、化工化肥、冶金、環(huán)保、制藥、生化、食品和自來水
等溶液中的pH、電導(dǎo)、溶氧等指標(biāo)的連續(xù)監(jiān)測(cè)。


圖1為本實(shí)用新型的電路連接原理圖。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型包括溶氧電極l、 pH電極2、電導(dǎo)電極3，溶氧電 極l、 PH電極2、電導(dǎo)電極3分別與各自的模擬測(cè)量電路4的輸入端相連接，模 擬測(cè)量電路4的輸出端分別連接通道選擇電路5的輸入端，通道選擇電路5的 輸出端與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路6的輸入端相連接，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路6的輸出端 與微處理器7輸入端相連接，在微處理器7上設(shè)置有存儲(chǔ)與傳輸端口 8、顯示與 觸摸屏控制端口 9和遠(yuǎn)程控制與專家端口 10。
所述的微處理器為MEGA128，微處理器MEGA128安裝在主板上，在微處理器 上設(shè)置的通信端口分別是RS232和RS485串口，微處理器MEGA128的通信端口 通過電路板上的銅線連接到標(biāo)準(zhǔn)232電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232和標(biāo)準(zhǔn)的485電平轉(zhuǎn) 換芯片上，實(shí)現(xiàn)了與PC機(jī)的通信。在遠(yuǎn)程通信時(shí)通過RS232和RS485串口與遠(yuǎn) 程通信模塊輸入端相連，遠(yuǎn)程通信模塊的輸出端與監(jiān)控室的專家系統(tǒng)通信。實(shí) 現(xiàn)了與專家系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信，微處理器MEGA128通過銅線連接到數(shù)摸屏控制器 再連接到TFT觸摸屏，通道選擇電路為多路模擬開關(guān)4051。微處理器通過底板 上的銅線與CH375芯片的輸入端連接，CH375芯片的輸出端為USB接口。
本實(shí)用新型由電源板、主板、底板、和pH，電導(dǎo)，溶氧模擬板組成。
1、在測(cè)量時(shí)，電源上電后，首先由主板上微處理器MEGA128對(duì)系統(tǒng)自檢，驅(qū)動(dòng)多路模擬開關(guān)4051進(jìn)行通道選擇，判斷是哪些模擬板插入工作，然后調(diào)用 微處理器中相應(yīng)的軟件模塊，進(jìn)行測(cè)量，從而達(dá)到對(duì)多個(gè)參數(shù)同時(shí)測(cè)量的目的。
2、針對(duì)溫度、流量、大氣壓等因素會(huì)造成測(cè)量不準(zhǔn)的現(xiàn)象，儀表有補(bǔ)償電 路。補(bǔ)償電路把從電極采集的溫度、流量、大氣壓信號(hào)，和電極測(cè)量的各參量 信號(hào)經(jīng)過循環(huán)采集后，用實(shí)驗(yàn)得到并存在微處理器中的特定溫度、流量、大氣 壓折算公式將各個(gè)參量補(bǔ)償?shù)綐?biāo)準(zhǔn)環(huán)境時(shí)的各參數(shù)值，以達(dá)到測(cè)量的高精度。
3、本實(shí)用新型把MEGA128的通信端口通過電路板上的銅線連接到電平轉(zhuǎn) 換芯片MAX232和標(biāo)準(zhǔn)485電平轉(zhuǎn)換芯片的輸入端，輸出端分別是RS232和RS485 串口，從而實(shí)現(xiàn)了儀表與PC機(jī)的通信，并通過遠(yuǎn)程通信模塊，來發(fā)送接收數(shù) 據(jù)到控制室，由控制室中的服務(wù)器上的專家系統(tǒng)診斷故障，判斷現(xiàn)場(chǎng)情況。
MEGA128通過底板的銅線與CH375芯片的輸入端連接，CH375芯片的輸出 端即為USB接口，從而可與USB設(shè)備通信。
4、 本實(shí)用新型微處理器選用Atmel公司的mega128，高性能、低功耗。從 模擬板輸出的模擬信號(hào)到主板后經(jīng)過16位的AD7715進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。AD采樣后的 數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)轿⑻幚砥?，并由微處理器進(jìn)行信號(hào)的運(yùn)算、處理、補(bǔ)償、并把 測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)到AT24C512中并顯示到觸摸屏上，如果需要，并進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。 同時(shí)微處理器也對(duì)觸摸屏上的操作做出響應(yīng)，當(dāng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)娇刂剖抑泻螅?基于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的專家分析系統(tǒng)基于傳來的數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況做出判斷，提出解 決方案反饋給用戶，最終實(shí)現(xiàn)在主控室內(nèi)就可控制化學(xué)水處理的加藥流程。
5、 MEGA128微處理器通過導(dǎo)線連接到觸摸屏控制器ADS7846再連接到TFT 觸摸顯示屏，當(dāng)觸摸屏上有鍵按下時(shí)，由觸摸屏控制芯片ADS7846采集按鍵信 號(hào)，送到MEGA128中，由系統(tǒng)軟件判斷完成相應(yīng)的操作，實(shí)現(xiàn)了觸摸屏人機(jī)接 口，即實(shí)現(xiàn)了人性化的人機(jī)接口。
權(quán)利要求1、一種智能水質(zhì)分析儀，包括溶氧電極、pH電極、電導(dǎo)電極，其特征在于溶氧電極、pH電極、電導(dǎo)電極分別與各自的模擬測(cè)量電路的輸入端相連接，模擬測(cè)量電路的輸出端分別連接通道選擇電路的輸入端，通道選擇電路的輸出端與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的輸出端與微處理器輸入端相連接，在微處理器上設(shè)置有存儲(chǔ)與傳輸端口、顯示與觸摸屏控制端口和遠(yuǎn)程控制與專家端口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能水質(zhì)分析儀，其特征在于所述的後處理器為MEGA128,微處理器MEGA128安裝在主板上，在微處理器上設(shè)壹的通 信端口分別是RS232和RS485串口，微處理器MEGA128的通信端口通過電 路板上的銅線連接到標(biāo)準(zhǔn)232電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232和標(biāo)準(zhǔn)的4站電平轉(zhuǎn)換 芯片上，實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)的通信，在遠(yuǎn)程通信時(shí)通過RS232和RS485串口與遠(yuǎn) 程通信模塊輸入端相連，遠(yuǎn)程通信模塊的輸出端與監(jiān)控室的專家親統(tǒng)通信， 實(shí)現(xiàn)與專家系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信，微處理器MEGA128通過銅線連接到數(shù)摸屏控 制器再連接到TFT觸摸屏，通道選擇電路為多路模擬開關(guān)4051 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能水質(zhì)分析儀，其特征在于微處理器 MEGA128通過底板的銅線與CH375芯片的輸入端連接，CH375 fe片的輸出 端為USB接口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種能精確測(cè)量溶液的pH值、電導(dǎo)率值、溶氧值的智能水質(zhì)分析儀，包括溶氧電極、pH電極、電導(dǎo)電極，溶氧電極、pH電極、電導(dǎo)電極分別與各自的模擬測(cè)量電路的輸入端相連接，模擬測(cè)量電路的輸出端分別連接通道選擇電路的輸入端，通道選擇電路的輸出端與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的輸出端與微處理器輸入端相連接，在微處理器上設(shè)置有存儲(chǔ)與傳輸端口、顯示與觸摸屏控制端口和遠(yuǎn)程控制與專家端口，具有遠(yuǎn)程通信、配有專家系統(tǒng)、測(cè)量性能高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N33/18GK201152870SQ20072009064
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
發(fā)明者李建國(guó), 汪獻(xiàn)忠 申請(qǐng)人:鄭州格林分析儀表科技有限公司