專利名稱：帶can總線的雙玻璃電極酸堿度檢測報警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及制糖及環(huán)保行業(yè)自動檢測儀表技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種 帶CAN總線的雙玻璃電極酸堿度檢測報警裝置。
背景技術(shù)：
在化工反應(yīng)過程中，pH是一個很重要的參數(shù)，pH控制的好壞直接會影 響產(chǎn)品的質(zhì)量。例如，糖廠的預(yù)灰中和酸堿度在線檢測與控制，長期以來一 直是一個難題，自動控制難于保證，絕大部分都由人工控制，但又沒有儀器 監(jiān)控，導(dǎo)致pH控制效果時好時壞，并引起糖份損失；又如，環(huán)保行業(yè)中有 的廢水對銻電極有污染，并引起測量不準(zhǔn)'。以往許多相關(guān)產(chǎn)品沒有解決測量 電極性能退化后的失效判斷問題，這些裝置大部分故障率高、功耗大，智能 化不夠，往往沒有數(shù)字顯示及報警，不能組成更大的網(wǎng)絡(luò)，或操作麻煩，造 價高。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供 一種帶CAN總線的雙玻璃電極酸堿度檢測報警裝置。該裝置功能多、測量精 度高、可靠性高、造價低、智能化程度高、節(jié)能高效、有電極失效報警、可 組網(wǎng)。
本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)
所述一種帶CAN總線的雙玻璃電極酸堿度檢測報警裝置，包括機(jī)殼和內(nèi) 置電路板組成，所述機(jī)殼正面安裝有面板，所述面板上分別設(shè)置有pH顯示窗、 溫度顯示窗以及操作按鈕和指示燈；所述電路板包括主機(jī)板、顯示板相互電
氣連接組成。
為了更好地實現(xiàn)本實用新型，所述操作按鈕包括設(shè)置按鈕、參數(shù)值增按
鈕、參數(shù)值減按鈕、復(fù)位按鈕、電源開關(guān)按鈕、A/B切換按鈕、排酸按鈕、 全升按鈕、運(yùn)行按鈕、全降按鈕。
所述指示燈包括pH校零燈、溫度燈、pH定值燈、pH報警限燈、pH報警
燈、pH偏高燈、pH偏低燈、pH正常燈、電源指示燈、電極機(jī)構(gòu)報警燈、排 酸指示燈、全升指示燈、運(yùn)行指示燈、全降指示燈、A電極報警燈、B電極報 警燈、A清洗燈、B清洗燈、A工作燈、B工作燈。
所述主機(jī)板電路包括第一在片系統(tǒng)，所述第一在片系統(tǒng)分別電氣連接有 內(nèi)部操作電路、晶體振蕩電路、復(fù)位電路、信號限幅/保護(hù)電路、在片系統(tǒng) 用電源電路、顯示板通訊接口電路、電極清洗雙電機(jī)位置行程隔離檢測及接 口電路、電極清洗電機(jī)隔離驅(qū)動信號電路、模擬量隔離輸出/電流變換/驅(qū) 動電路、RS485接口隔離驅(qū)動電路、CAN總線隔離驅(qū)動電路；所述信號限幅 /保護(hù)電路還通過pH1A與溫度1A變送/隔離電路與pH1A及溫度1A用模擬 隔離電源DC / DC及濾波器電路相電氣連接，通過pH1B與溫度1B變送/隔離 電路與pH1B及溫度1B用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路相電氣連接；所 述在片系統(tǒng)用電源電路還分別與信號限幅/保護(hù)電路、主機(jī)用模擬隔離電源 DC / DC及濾波器電路、主機(jī)用數(shù)字隔離電源DC / DC及濾波器電路相電氣 連接；所述顯示板通訊接口電路還與主機(jī)用數(shù)字隔離電源DC/ DC及濾波器 電路相電氣連接；所述電極清洗雙電機(jī)位置行程隔離檢測及接口電路、電極 清洗電機(jī)隔離驅(qū)動信號電路之間電氣連接有電極清洗用數(shù)字隔離電源DC/ DC及濾波器電路；所述模擬量隔離輸出/電流變換/驅(qū)動電路還與電流輸出 用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路相電氣連接；所述RS485接口隔離驅(qū) 動電路還與RS485通訊用隔離電源DC / DC及濾波器電路相電氣連接；所述 CAN總線隔離驅(qū)動電路還與CAN總線用隔離電源DC / DC及濾波器電路相電 氣連接；所述顯示板通訊接口電路、電極清洗用數(shù)字隔離電源DC/DC及濾 波器電路、電極清洗電機(jī)隔離驅(qū)動信號電路、電流輸出用模擬隔離電源DC/ DC及濾波器電路、RS485通訊用隔離電源DC/DC及濾波器電路、CAN總線 用隔離電源DC / DC及濾波器電路、主機(jī)用模擬隔離電源DC / DC及濾波器 電路、主機(jī)用數(shù)字隔離電源DC/ DC及濾波器電路、pH1A及溫度1A用模擬隔 離電源DC / DC及濾波器電路、pH1B及溫度1B用模擬隔離電源DC / DC及濾 波器電路、開關(guān)電源與主機(jī)板接口分別與電源接口相電氣連接；所述開關(guān)電 源與主機(jī)板接口還分別與主板用總開關(guān)電源AC/ DC接口、常開電源AC/ DC及控制電路、清洗電極用固態(tài)繼電器相電氣連接；所述常開電源AC/DC 及控制電路還分別與總開關(guān)固態(tài)繼電器及接口 、交流220V輸入相電氣連接；
所述總開關(guān)固態(tài)繼電器及接口還與交流220V輸入相電氣連接；所述總開關(guān)固
態(tài)繼電器及接口與受控AC220V接口、電極清洗用隔離變壓器、清洗電極用 固態(tài)繼電器、清洗電機(jī)控制與后面板接口分別依次相電氣連接；所述主板用 總開關(guān)電源AC / DC接口還與受控AC220V接口相電氣連接。
所述顯示板電路包括顯示板與主機(jī)板接口 ，所述顯示板與主機(jī)板接口分 別電氣連接有第二在片系統(tǒng)電路、總電源接通關(guān)斷電路、顯示電源濾波電路; 所述第二在片系統(tǒng)電路還分別與總電源接通關(guān)斷電路、數(shù)碼管操控電路、指 示燈及按鈕操控電路相電氣連接；所述顯示電源濾波電路還分別與數(shù)碼管操 控電路、指示燈及按鈕操控電路相電氣連接。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
1、 本實用新型系統(tǒng)節(jié)能，待機(jī)模式功耗小于1瓦，輸入電壓范圍很寬； 使用軟件來調(diào)整信號放大通道的零點(diǎn)與斜率，使得硬件電路大大簡化；具有 在線判斷電極失效功能，使用起來更加放心；功能多，有pH變送模塊，可接 雙玻璃電極或單玻璃電極使用，有多路報警提示，由兩路模擬量輸出可接兩 路記錄儀或送往上位機(jī)；有兩種通訊隔離驅(qū)動模塊，可與DCS或其它系統(tǒng)分 別以RS485、 CAN總線及相應(yīng)協(xié)議進(jìn)行通訊。另外，還有電極清洗控制模塊 以控制電極清洗機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)。玻璃電極清洗控制機(jī)構(gòu)也已進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計， 雙路獨(dú)立工作，體積小，可靠性高。軟件功能更加強(qiáng)大，具有更高的智能化， 其中pH采用雙玻璃電極結(jié)構(gòu)，在每個周期里，A、 B電極都可在待命階段的中 點(diǎn)開始校零，直到下一步工作階段為止，并用軟件處理保證雙電極切換時的 平穩(wěn)過渡及測量值的唯一性，達(dá)到有保證的測量精度，此功能也可內(nèi)部禁止。
2、 本實用新型工作可靠，全面采用抗干擾技術(shù)，pH變送采用專業(yè)級的 集成電路IN116;溫度變送采用恒流模塊，使其精度達(dá)到很高的水平；全部 采用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，去掉所有設(shè)定電位器，其參數(shù)設(shè)定改由按鈕來調(diào) 整，并保留在EEPROM里；采用容錯技術(shù)，故障只出現(xiàn)在本模塊內(nèi)，其它無 故障部分照常工作(例如，通訊隔離驅(qū)動模塊出現(xiàn)故障時，整機(jī)測量部分照 常工作，而測量電極部分各路獨(dú)立，并加有保護(hù)電路，某幾路的故障不會影 響到其它路)。
3、 本實用新型操作方便，內(nèi)部監(jiān)控由技術(shù)人員完成，外部操作由操作工 人根據(jù)工藝要求定期調(diào)整pH零點(diǎn)、溫度零點(diǎn)、pH定值、pH報警限即可。4、 本實用新型采用pH數(shù)學(xué)模型來求pH值，精度高。系統(tǒng)測量精度提高 到12位，由于采用專業(yè)級的放大器及相應(yīng)電路，系統(tǒng)輸入/輸出不易被干擾 破壞，其中的光電隔離電路有保證達(dá)到12位精度。
5、 本實用新型智能化程度高，內(nèi)部參數(shù)都有默認(rèn)值，它由技術(shù)人員在內(nèi) 部監(jiān)控里調(diào)整即可，有多項報警功能，便于幫助判斷故障的原因及所在的位 置。
6、 本實用新型的電路板之間可用簡單連接器或短電纜進(jìn)行連接，制造、 維護(hù)方便，造價低。采用長形小機(jī)箱，機(jī)箱全密封，可免除灰塵、濕氣侵入。 面板采用傳統(tǒng)的高亮數(shù)碼管、指示燈及輕融型按鈕，外形美觀，操作方便。
7、 本實用新型具有防死機(jī)功能，系統(tǒng)程序凡是有循環(huán)并可能引起死機(jī)的 地方，內(nèi)部加計數(shù)器，超范圍自動跳出。系統(tǒng)設(shè)計余量較大，可在220V土300/0 范圍內(nèi)正常工作。


圖1是本實用新型的外觀結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型的主機(jī)板電路方框圖； 圖3是本實用新型的顯示板電路方框圖；圖4 16是本實用新型的主機(jī)板電路原理圖17、 18是本實用新型的顯示板電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型做進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實用 新型的實施方式并不限于此。
如圖1所示，本實用新型所述一種帶CAN總線的雙玻璃電極酸堿度檢測 報警裝置，包括機(jī)殼和內(nèi)置電路板組成，面板安裝于機(jī)殼正面，面板上分別 設(shè)置有pH校零燈1、溫度燈2、 pH定值燈3、 pH報警限燈4、 pH報警燈5、 pH 偏高燈6、 pH偏低燈7、 pH正常燈8、 pH顯示窗9、溫度顯示窗10、設(shè)置按鈕 11、參數(shù)值增按鈕12、參數(shù)值減按鈕13、復(fù)位按鈕14、電源指示燈15、電源 開關(guān)按鈕16、電極機(jī)構(gòu)報警燈17、 A/B切換按鈕18、排酸按鈕19、排酸指 示燈20、全升按鈕21、全升指示燈22、運(yùn)行按鈕23、運(yùn)行指示燈24、全降按 鈕25、全降指示燈26、 A電極報警燈27、 B電極報警燈28、 A清洗燈29、 B清 洗燈30、 A工作燈31、 B工作燈32。其中，電源開關(guān)按鈕16、電源指示燈15、
復(fù)位按鈕14通過各自信號電纜線單獨(dú)與主機(jī)板及顯示板相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接， 其余窗口、操作按鈕和指示燈被固化在顯示板上，并通過顯示板上的第二在 片系統(tǒng)進(jìn)行按鈕掃描并編碼、數(shù)碼管及指示燈刷新，第二在片系統(tǒng)通過簡單 連接器或短電纜與主機(jī)板相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接。電路板包括主機(jī)板、顯示板組 成，主機(jī)板可直接連接玻璃電極使用，主機(jī)板、顯示板固定在機(jī)殼上，顯示 板與主機(jī)板通過簡單的連接器或短電纜連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
如圖2所示，主機(jī)板電路由第一在片系統(tǒng)33、內(nèi)部操作電路34、晶體振 蕩電路35、復(fù)位電路36、信號限幅/保護(hù)電路37、 pH1A與溫度1A變送/隔 離電路38、 pH1B與溫度1B變送/隔離電路39、在片系統(tǒng)用電源電路40、顯 示板通訊接口電路41、電源接口42、電極清洗用數(shù)字隔離電源DC/DC及濾 波器電路43、電極清洗雙電機(jī)位置行程隔離檢測及接口電路44、電極清洗電 機(jī)隔離驅(qū)動信號電路45、電流輸出用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路46、 模擬量隔離輸出/電流變換/驅(qū)動電路47、 RS485通訊用隔離電源DC / DC 及濾波器電路48、 RS485接口隔離驅(qū)動電路49、 CAN總線用隔離電源DC / DC及濾波器電路50、 CAN總線隔離驅(qū)動電路51、主機(jī)用模擬隔離電源DC/ DC及濾波器電路52、主機(jī)用數(shù)字隔離電源DC/DC及濾波器電路53、 pH1A 及溫度1A用模擬隔離電源DC/ DC及濾波器電路54、 pH1B及溫度1B用模擬 隔離電源DC/DC及濾波器電路55、開關(guān)電源與主機(jī)板接口56、主板用總開 關(guān)電源AC/DC接口57、常開電源AC/DC及控制電路58、總開關(guān)固態(tài)繼電 器及接口59、受控AC220V接口60、交流220V輸入(含電源濾波器)61、清 洗電機(jī)控制與后面板接口62、電極清洗用隔離變壓器63、清洗電極用固態(tài)繼 電器(5 6個)64共同電氣連接組成。在主機(jī)板中，交流電部分與直流電部 分被分區(qū)制板，通過電源接口42與開關(guān)電源與主機(jī)板接口56簡單連接，為主 機(jī)板其它部分供電；電源接口42通過電源線與顯示板通訊接口電路41、電極 清洗用數(shù)字隔離電源DC / DC及濾波器電路43、模擬隔離電源DC / DC及濾 波器電路46、 RS485通訊用隔離電源DC/DC及濾波器電路48、 CAN總線用 隔離電源DC / DC及濾波器電路50、主機(jī)用模擬隔離電源DC / DC及濾波器 電路52、主機(jī)用數(shù)字隔離電源DC/DC及濾波器電路53、 pH1A及溫度1A用 模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路54、 pH1B及溫度1B用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路55各自電路上相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接，為主機(jī)板分別提供各自
的模擬隔離電源、數(shù)字隔離電源，除非另有說明，主機(jī)板上的模擬電源由主 機(jī)用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路52提供，主機(jī)板上數(shù)字電源由主機(jī)
用數(shù)字隔離電源DC / DC及濾波器電路53提供；在片系統(tǒng)使用的數(shù)字電源通 過把在片系統(tǒng)用電源電路40與主機(jī)用數(shù)字隔離電源DC/DC及濾波器電路53 相連接來提供，在片系統(tǒng)使用的模擬電源通過把在片系統(tǒng)用電源電路40與主 機(jī)用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路52相連接而提供；pH1A與溫度1A 變送/隔離電路38使用的隔離模擬電源由pH1A及溫度1A用模擬隔離電源 DC / DC及濾波器電路54提供；pH1B與溫度1B變送/隔離電路39使用的隔 離模擬電源由pH1B及溫度1B用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路55提 供；模擬量隔離輸出/電流變換/驅(qū)動電路47使用的隔離模擬電源由電流輸 出用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路46提供；RS485接口隔離驅(qū)動電路 49使用的隔離數(shù)字電源由RS485通訊用隔離電源DC / DC及濾波器電路48 提供；CAN總線隔離驅(qū)動電路51使用的隔離數(shù)字電源由CAN總線用隔離電源 DC / DC及濾波器電路50提供；電極清洗雙電機(jī)位置行程隔離檢測及接口電 路44、電極清洗電機(jī)隔離驅(qū)動信號電路45使用的隔離數(shù)字電源由電極清洗用 數(shù)字隔離電源DC / DC及濾波器電路43提供；第一在片系統(tǒng)33通過數(shù)據(jù)通訊 線與顯示板通訊接口電路41、 RS485接口隔離驅(qū)動電路49、 CAN總線隔離驅(qū) 動電路51相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接；第一在片系統(tǒng)33通過模擬信號線與信號限幅/ 保護(hù)電路37、模擬量隔離輸出/電流變換/驅(qū)動電路47相電氣連接，第一在 片系統(tǒng)33通過開關(guān)信號線與內(nèi)部操作電路34、電極清洗雙電機(jī)位置行程隔離 檢測及接口電路44、電極清洗電機(jī)隔離驅(qū)動信號電路45相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接， 分別用于內(nèi)部操作、檢測電極的上下位置、驅(qū)動可逆電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，電極清 洗電機(jī)隔離驅(qū)動信號電路45還通過正反轉(zhuǎn)驅(qū)動線經(jīng)由電源板接口42、開關(guān)電 源與主機(jī)板接口 56同清洗電極用固態(tài)繼電器(5 6個)64相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接； 第一在片系統(tǒng)33還通過晶振線、復(fù)位線分別與晶體振蕩電路35、共用復(fù)位電 路36相電氣連接；在片系統(tǒng)用電源電路40通過模擬電源線、數(shù)字電源線分別 與第一在片系統(tǒng)33、信號限幅/保護(hù)電路37相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接，為系統(tǒng)核心 提供優(yōu)質(zhì)的模擬電源與數(shù)字電源；開關(guān)電源與主機(jī)板接口56經(jīng)電源線與主板 用總開關(guān)電源AC/DC接口57、常開電源AC/DC及控制電路58、清洗電極 用固態(tài)繼電器(5 6個)64相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接；主板用總開關(guān)電源AC/DC 接口57使用外接的開關(guān)電源，輸入連接到受控AC220V接口60上，輸出連接 到開關(guān)電源與主機(jī)板接口56上；交流220V輸入(含電源濾波器)61外接 AC220V電源，內(nèi)部與常開電源AC/DC及控制電路58、總開關(guān)固態(tài)繼電器 及接口59相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接，總開關(guān)固態(tài)繼電器及接口59接受常開電源AC / DC及控制電路58來的電源接通或關(guān)斷信號，以操控受控AC220V接口60; 電極清洗用隔離變壓器63輸入連接受控AC220V接口60，輸出連接到清洗電 極用固態(tài)繼電器(5 6個)64，清洗電極用固態(tài)繼電器(5 6個)64經(jīng)由開 關(guān)電源與主機(jī)板接口56連接到電極清洗電機(jī)隔離驅(qū)動信號電路45上，接受清 洗電機(jī)的正反轉(zhuǎn)信號，輸出連接到清洗電機(jī)控制接口62相應(yīng)點(diǎn)上，以控制電 機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
如圖3所示，顯示板電路由顯示板與主機(jī)板接口65、第二在片系統(tǒng)電路 66、總電源接通關(guān)斷電路67、數(shù)碼管操控電路68、指示燈及按鈕操控電路69、 顯示電源濾波電路70共同電氣連接組成。在顯示板中，總電源接通關(guān)斷電路 67經(jīng)顯示板通訊接口電路65與主機(jī)板上的顯示板通訊接口電路41相電氣連 接，并經(jīng)主機(jī)板上的電源接口42、開關(guān)電源與主機(jī)板接口56與常開電源AC / DC及控制電路58相電氣連接，提供第二在片系統(tǒng)電路66使用的數(shù)字電源， 用于接通或關(guān)斷整機(jī)其它部分的電源；顯示電源濾波電路70從顯示板與主機(jī) 板接口65取用電源，并給數(shù)碼管操控電路68、指示燈及按鈕操控電路69供電； 第二在片系統(tǒng)電路66經(jīng)顯示板與主機(jī)板接口65與主機(jī)板通訊交換數(shù)據(jù)，并與 數(shù)碼管操控電路68、指示燈及按鈕操控電路69通過內(nèi)部同步串行線相連接， 對按鈕進(jìn)行掃描并編碼、把輸出數(shù)據(jù)用于刷新數(shù)碼管與指示燈。
如圖4 16所示，第一在片系統(tǒng)33由集成芯片U1 U3、連接器J1、 二極 管D1、電池BT1、電阻R1 R3、電容C1與C4 C19共同電氣連接構(gòu)成；內(nèi) 部操作電路34由撥碼開關(guān)NBJ1、按鈕S1 S5、電阻R98與R101、電容C77 C82共同電氣連接構(gòu)成；晶體振蕩電路35由晶振Y1、電容C2與C3共同電氣 連接構(gòu)成；復(fù)位電路36由按鈕U4、電阻R4與R5、電容C20共同電氣連接構(gòu) 成；信號限幅/保護(hù)電路37由放大器U8 U10、限幅芯片U11、穩(wěn)壓片U7、 發(fā)光二極管L1、電阻R8與RX1 RX14、電容CA1 CA6與CX1 CX2共同電 氣連接構(gòu)成；pH1A與溫度1A變送/隔離電路38由放大器U12與U13與U15、 恒流芯片CR1、光耦U14與U16、連接器JPHAX1與JPTAX1、電阻R9 R27、 電容C34 C38與CX8 CX13與E1、電感L4與L5共同電氣連接構(gòu)成；在片系統(tǒng)用電源電路40由穩(wěn)壓 片U5與U6、連接器JP1、 二極管及發(fā)光二極管D2 D7、電阻R6與R7、電容 C21 C26共同電氣連接構(gòu)成；顯示板通訊接口電路41由連接器P3、電阻R99 與R100、短路片CB2共同電氣連接構(gòu)成；電源接口42由連接器P1組成；電 極清洗用數(shù)字隔離電源DC / DC及濾波器電路43由DC / DC模塊U46、電阻 R94、電容C64與C70、電感L12與L14與L18、自恢復(fù)保險絲F1共同電氣連 接構(gòu)成；電極清洗雙電機(jī)位置行程隔離檢測及接口電路44由光耦U35、電阻 R76與RX16、連接器A/BWJC1共同電氣連接構(gòu)成；電極清洗電機(jī)隔離驅(qū)動 信號電路45由光耦U36與U37、電阻R77 R83、電容C54共同電氣連接構(gòu)成； 電流輸出用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路46由DC / DC電源模塊 U49、電阻R95與R96、電容C72 C74、電感L23 L26共同電氣連接構(gòu)成； 模擬量隔離輸出/電流變換/驅(qū)動電路47由放大器U22與U24與U26、光耦 U23與U25、三極管N1與N2、電阻R48 R59與WPH1與WPH2、電容C39 C42、連接器OPH1共同電氣連接構(gòu)成；RS485通訊用隔離電源DC/DC及濾 波器電路48由DC/DC電源模塊U43、電阻R88、電容C59與C61、電感L6 L8共同電氣連接構(gòu)成；RS485接口隔離驅(qū)動電路49由集成片U31、高速光耦 U32 U34、扼制管D8 D9、電阻R68 R75、電容C50 C53、連接器RS1 共同電氣連接構(gòu)成；CAN總線用隔離電源DC/ DC及濾波器電路50由DC/ DC電源模i央U45、電阻R89、電容C62 C63、電感L9 L11共同電氣連接構(gòu) 成；CAN總線隔離驅(qū)動電路51由集成片U28、高速光耦U27與U29與U30、電 阻R60 R67、電容C43 C49、連接器CAN1共同電氣連接構(gòu)成；主機(jī)用模 擬隔離電源DC / DC及濾波器電路52由DC / DC電源模塊U42、濾波器U41 與U44、電阻R85與R87、電容C57與C58與C60、短路片CB1共同連接構(gòu)成； 主機(jī)用數(shù)字隔離電源DC / DC及濾波器電路53由DC / DC電源模塊U38、濾 波器U39、電阻R84、電容C55與C56共同電氣連接構(gòu)成；pH1A及溫度1A用 模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路54由DC / DC電源模塊U47、電阻R91 與R92、電容C67 C69、電感L13與L15 L17共同電氣連接構(gòu)成；pH1B及 溫度1 B用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路55由DC / DC電源模塊U48、 電阻R90與R93、電容C65 C66與C71、電感L19 L22共同電氣連接構(gòu)成； 開關(guān)電源與主機(jī)板接口56由連接器P2組成；主板用總開關(guān)電源AC/ DC接口 57由連接器ZDY1、濾波器U58共同電氣連接構(gòu)成，外接開關(guān)電源的輸入連接 到AC1上，其輸出連接到ZD丫1上；常開電源AC/DC及控制電路58由AC/ DC電源模塊LD1、發(fā)光二極管L27、電容C75與C76、電感L28與L29共同電 氣連接構(gòu)成；總開關(guān)固態(tài)繼電器及接口59由固態(tài)繼電器U51組成；受控 AC220V接口60由連接器AC1與AC2組成；交流220V輸入(含電源濾波器) 61由連接器AC3、濾波器U50、保險絲F2、扼制管KD1共同電氣連接構(gòu)成； 清洗電機(jī)控制接口62由連接器QXCTLM 1組成；電極清洗用隔離變壓器63由 外接隔離變壓器組成，其輸入連接到AC2上，輸出連接到QXCTLM1上；清 洗電極用固態(tài)繼電器(5 6個)64由固態(tài)繼電器U52 U57共同電氣連接構(gòu) 成。
如圖17 18所示，顯示板與主機(jī)板接口65由連接器P4組成；第二在片系 統(tǒng)電路66由集成片U60、穩(wěn)壓片U62、按鈕RESET1、連接器J2、電阻R110 與R115與R116與R124與R126、電容C84 C86與CD5共同電氣連接構(gòu)成； 總電源接通關(guān)斷電路67由按鈕POWER1、發(fā)光二極管L30、電阻R111與R113 共同電氣連接構(gòu)成；數(shù)碼管操控電路68由集成片U59、數(shù)碼管L31 L34與 L39 L42、電阻R112共同電氣連接構(gòu)成；指示燈及按鈕操控電路69由集成 片U61、發(fā)光二極管L35 L38與L43 L57、按鈕S6 S8與PAISUAN1與A / B1與RUN1與QJ1與QS1、電阻R114與R127 R131共同電氣連接構(gòu)成； 顯示電源濾波電路70由電容CD1 CD4共同電氣連接構(gòu)成。
本實施例的工作原理如下pH毫伏信號由測量電極直接測得，溫度毫伏 信號由電極上附帶的鉑電阻X激勵恒流產(chǎn)生，由四線制產(chǎn)生準(zhǔn)確的溫度信號， 它們的毫伏信號經(jīng)電纜連接器接主機(jī)板上；主機(jī)板上該信號經(jīng)pH1A與溫度 1A變送/隔離電路38、 pH1B與溫度1B變送/隔離電路39進(jìn)行放大隔離處 理，再送往信號限幅/保護(hù)電路37進(jìn)行限幅，并連接到第一在片系統(tǒng)33進(jìn)行 數(shù)據(jù)處理；經(jīng)處理后的各信號，第一路由第一在片系統(tǒng)33以通訊中斷的方式 被送往顯示板上的第二在片系統(tǒng)電路66內(nèi)的內(nèi)部RAM中，然后第二在片系統(tǒng) 電路66根據(jù)數(shù)據(jù)編碼依次刷新數(shù)碼管與指示燈，即實時刷新pH校零燈1、溫
度燈2、 pH定值燈3、 pH報警限燈4、 pH報警燈5、 pH偏高燈6、 pH偏低燈7、 pH正常燈8、 pH顯示窗9、溫度顯示窗10、電極機(jī)構(gòu)報警燈17、排酸指示燈 20、全升指示燈22、運(yùn)行指示燈24、全降指示燈26、 A電極報警燈27、 B電 極報警燈28、 A清洗燈29、 B清洗燈30、 A工作燈31、 B工作燈32，并通過外 接報警器實現(xiàn)聲光報警；面板上的設(shè)置按鈕11、參數(shù)值增按鈕12、參數(shù)值減 按鈕13、 A/B切換按鈕18、排酸按鈕19、全升按鈕21、運(yùn)行按鈕23、全降 按鈕25被第二在片系統(tǒng)電路66掃描并編碼后，也以通訊中斷的方式送往第一 在片系統(tǒng)33;面板上的復(fù)位按鈕14、電源指示燈15、電源開關(guān)16被單獨(dú)設(shè)置 并連接到主機(jī)電路板上；pH值與溫度值的對應(yīng)電流值由第一在片系統(tǒng)33經(jīng)模 擬量隔離輸出/電流變換/驅(qū)動電路47輸出，用于連接記錄儀或上位機(jī)；所 有主機(jī)板程序及固定參數(shù)都保存在第一在片系統(tǒng)33的片內(nèi)EEPROM內(nèi)，運(yùn)算 變量暫存在第一在片系統(tǒng)33內(nèi)的RAM里；pH值實時顯示在pH顯示窗9上，溫 度顯示窗10可依照pH校零燈1、溫度燈2、 pH定值燈3、 pH報警限燈4提示顯 示其對應(yīng)值，它的切換功能由設(shè)置按鈕11實現(xiàn)，可使指示燈循環(huán)移動到各對 應(yīng)點(diǎn)，其對應(yīng)值可通過參數(shù)增按鈕12、參數(shù)減按鈕13來調(diào)整；與其它系統(tǒng)的 通訊由第一在片系統(tǒng)33經(jīng)CAN總線隔離驅(qū)動電路51、 RS485接口隔離驅(qū)動電 路49分別進(jìn)行對應(yīng)接口與協(xié)議間的通訊，通訊可靠、速度快、距離長，通訊 程序及固定參數(shù)都保存第一在片系統(tǒng)33的片內(nèi)EEPROM內(nèi)，運(yùn)算變量及通訊 數(shù)據(jù)都暫存在第一在片系統(tǒng)33外擴(kuò)并加有電池保護(hù)電路的RAM里；玻璃電極 清洗機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)由第一在片系統(tǒng)33經(jīng)電極清洗雙電機(jī)位置行程隔離檢測及 接口電路44、電極清洗電機(jī)隔離驅(qū)動信號電路45進(jìn)行位置檢測與電機(jī)正反轉(zhuǎn) 驅(qū)動，并經(jīng)清洗電極用固態(tài)繼電器(5 6個)64產(chǎn)生AC220V的驅(qū)動電壓， 再連可逆電機(jī)及泵接點(diǎn)而完成，電極工作的情況是下位測量及待命、上位噴 酸清洗及等待；玻璃電極清洗控制程序及固定參數(shù)都保存在第一在片系統(tǒng)33 的片內(nèi)EEPROM內(nèi)，運(yùn)算變量暫存在第一在片系統(tǒng)33的片內(nèi)RAM里，在玻 璃電極調(diào)試階段，按下全降按鈕25，全降指示燈26亮，使A電極、B電極都處 在下位，由電極A/B切換按鈕18控制其是哪一路工作，A工作燈31亮表示A 電極工作，B工作燈32亮表示B電極工作，當(dāng)糖廠停榨或機(jī)器停用時，按下全 升按鈕22，使A電極、B電極都處在上位，便于保管。以糖廠的澄清中和為例， 一般設(shè)定pH中和定值在7.0左右，當(dāng)pH的偏差的絕對值在0.2范圍內(nèi)，pH正常燈8亮；當(dāng)pH的偏差的絕對值大于0.2又小于pH報警限時，相應(yīng)點(diǎn)亮pH偏高 燈6或pH偏低燈7;當(dāng)pH的偏差的絕對值大于pH報警限時，pH報警燈5亮，
并鳴叫報警器，可人工通過關(guān)聲音報警開關(guān)以切斷其鳴叫。當(dāng)玻璃電極清洗
機(jī)構(gòu)執(zhí)行超時時，電極機(jī)構(gòu)報警燈17亮；如果A電極在噴酸期間其毫伏數(shù)偏
低，那么，A電極報警燈27亮，判定A電極已失效；如果B電極在噴酸期間其 毫伏數(shù)偏低，那么，B電極報警燈28亮，判定B電極已失效。清洗機(jī)構(gòu)己被做 成A、 B兩路獨(dú)立式的，可根據(jù)需要配置成雙玻璃電極清洗或單玻璃電極清洗， 由內(nèi)部撥碼開關(guān)設(shè)置，對單玻璃電極清洗，外接pH電極與鉑電阻溫度傳感器 要接到pH1A與溫度1A變送/隔離電路38上，酸洗之前的數(shù)值被保持，面板 上有關(guān)B路的指示燈及按鈕被取消。
本實施例的實施方式如下(1)根據(jù)圖1所示，用一般的方法加工機(jī)殼 及面板，其機(jī)殼尺寸為250X200X350mm，然后，在機(jī)殼內(nèi)安裝顯示板、 主機(jī)板、開關(guān)電源模塊、隔離變壓器、pH1A電極輸入接口、 pH1B電極輸入 接口、連接電纜及電源輸入插座；(2)以下制板時，所有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號相同者， 計算機(jī)會自動連在一起；根據(jù)圖17、 18所示，由計算機(jī)自動布線制顯示電路 板，其中，U59、 U61可選CH451系列，U60可選C8051F330系列，U62可 選AS1117系列，L31 L34、 L39 L42可選SXS5161AS。根據(jù)圖4 16所示， 由計算機(jī)自動布線制主機(jī)板，其中，U3可選C8051F040， U1可選74HC573， U2可選62LV1024/2568， U5 U7可選AS1117， U8、 U15、 U20可選TLE2024 系列，U9、 U10可選TLV2454系列，U11可選TL7726系列，U12、 U17可選 INA116系列，CR1、 CR2可選3CR系列，U13、 U19、 U22、 U24、 U26可選 TLE2022系列，光電隔離器U14、 U16、 U18、 U21、 U23、 U25、 U36可選 TLP521-2系列，三極管N1、 N2可選50毫安25伏NPN系列，U27、 U29、 U30、 U32 U34可選6N137， U28可選TJA1040T系歹U， U31可選SP485E， U39可 選VRB2405D， U42可選VRA2415D，固、U41、 U44可選TY110P， U43、 U45、 U46可選B0505LS， U47 U49可選IA2415KS， U50可選TY410S， LD1 可選LD03 - 00B05, U51 U57可選GTJT0， U58可選TY510S，光電隔離器 U35、 U37可選TLP521-4系歹iJ。
發(fā)明人按上述的實施方式制出樣機(jī)，有下列技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)(1)輸入
電壓AC220V±30%， 50Hz; (2)平均功率20W; (3) pH檢測顯示
0 14(最小分辨率0.01); (4)液體溫度:0 10CTC(可顯示-256 46(TC); (5) pH玻璃電極在線檢測精度《0.1pH (大范圍內(nèi))；(6)檢測滯后時 間《5秒。
實施使用本實用新型時，先接交流220V電壓、測量電極，也可選接記錄 儀及通訊接口。其工作步驟為(1)開啟電源；(2)調(diào)內(nèi)部監(jiān)控參數(shù)，再 保存；(3)恢復(fù)正常功能，以后，操作工人可根據(jù)工藝要求，定期作軟件pH 調(diào)零、溫度調(diào)零校準(zhǔn)，并調(diào)整pH定值、pH報警限即可。注意，第一次使用時， 先把撥碼開關(guān)置到監(jiān)控，撥碼到原定標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)位，以讓第一在片系統(tǒng)33把原 定標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)送到掉電保護(hù)RAM里；然后撥回碼到用戶參數(shù)調(diào)整位才可精密調(diào) 整內(nèi)部參數(shù)，按壓代碼按鈕S1到閥門動作時間位，按壓代碼值按鈕增S3、代 碼值按鈕快S2、代碼值按鈕減S4以調(diào)整閥門動作時間，其代碼、代碼值暫時 顯示在pH顯示窗9、溫度顯示窗10內(nèi)。同理，可調(diào)pH1A電極參數(shù)、pH1B電 極參數(shù)、溫度1A修正值、溫度1B修正值、pH1A軟件校零值、pH1B軟件校零 值，并可觀看pH1毫伏值，并設(shè)有待命時間、噴酸時間、清洗時間、PH1A零 點(diǎn)校準(zhǔn)、PH1A斜率校準(zhǔn)、T1A零點(diǎn)校準(zhǔn)、T1A斜率校準(zhǔn)、PH1B零點(diǎn)校準(zhǔn)、 PH1B斜率校準(zhǔn)、T1B零點(diǎn)校準(zhǔn)、T1B斜率校準(zhǔn)、RS485通訊地址、RS485通 訊波特率、CAN通訊地址、CAN通訊波特率軟件參數(shù)調(diào)整功能。監(jiān)控參數(shù)調(diào) 整完成后，按壓參數(shù)保存按鈕S5，把上面的設(shè)置值都保存到第一在片系統(tǒng)內(nèi) 的EEPROM內(nèi)，通過監(jiān)控軟件設(shè)置來調(diào)整檢測通道的零點(diǎn)與斜率的辦法使得 硬件的接口大大簡化。注意，pH值調(diào)整需要標(biāo)準(zhǔn)緩沖液，溫度值調(diào)整需要溫 度計。撥碼開關(guān)置到正常位恢復(fù)正常功能，到此，整機(jī)調(diào)校完畢；外部操作 由工人作定期的、適當(dāng)?shù)恼{(diào)整即可。
如上所述，即可較好地實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求1.一種帶CAN總線的雙玻璃電極酸堿度檢測報警裝置，其特征是，包括機(jī)殼和內(nèi)置電路板組成，所述機(jī)殼正面安裝有面板，所述面板上分別設(shè)置有pH顯示窗、溫度顯示窗以及操作按鈕和指示燈；所述電路板包括主機(jī)板、顯示板相互電氣連接組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶CAN總線的雙玻璃電極酸堿度檢測報警 裝置，其特征是，所述操作按鈕包括設(shè)置按鈕、參數(shù)值增按鈕、參數(shù)值減按 鈕、復(fù)位按鈕、電源開關(guān)按鈕、A/B切換按鈕、排酸按鈕、全升按鈕、運(yùn)行 按鈕、全降按鈕。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶CAN總線的雙玻璃電極酸1!^度檢測報警 裝置，其特征是，所述指示燈包括pH校零燈、溫度燈_、 pH定值燈、pH報警 限燈、pH報警燈、pH偏高燈、pH偏低燈、pH正常燈、電源指示燈、電極機(jī) 構(gòu)報警燈、排酸指示燈、全升指示燈、運(yùn)行指示燈、全降指示燈、A電極報 警燈、B電極報警燈、A清洗燈、B清洗燈、A工作燈、B工作燈。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶CAN總線的雙玻璃電極酸堿度檢測報警 裝置，其特征是，所述主機(jī)板電路包括第一在片系統(tǒng)，所述第一在片系統(tǒng)分 別電氣連接有內(nèi)部操作電路、晶體振蕩電路、復(fù)位電路、信號限幅/保護(hù)電 路、在片系統(tǒng)用電源電路、顯示板通訊接口電路、電極清洗雙電機(jī)位置行程 隔離檢測及接口電路、電極清洗電機(jī)隔離驅(qū)動信號電路、模擬量隔離輸出/ 電流變換/驅(qū)動電路、RS485接口隔離驅(qū)動電路、CAN總線隔離驅(qū)動電路； 所述信號限幅/保護(hù)電路還通過pH1A與溫度1A變送/隔離電路與pH1A及 溫度1A用模擬隔離電源DC/DC及濾波器電路相電氣連接，通過pH1B與溫度 1 B變送/隔離電路與pH1 B及溫度1 B用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路 相電氣連接；所述在片系統(tǒng)用電源電路還分別與信號限幅/保護(hù)電路、主機(jī) 用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路、主機(jī)用數(shù)字隔離電源DC / DC及濾 波器電路相電氣連接；所述顯示板通訊接口電路還與主機(jī)用數(shù)字隔離電源DC / DC及濾波器電路相電氣連接；所述電極清洗雙電機(jī)位置行程隔離檢測及接 口電路、電極清洗電機(jī)隔離驅(qū)動信號電路之間電氣連接有電極清洗用數(shù)字隔 離電源DC / DC及濾波器電路；所述模擬量隔離輸出/電流變換/驅(qū)動電路 還與電流輸出用模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路相電氣連接；所述RS485接口隔離驅(qū)動電路還與RS485通訊用隔離電源DC / DC及濾波器電路 相電氣連接；所述CAN總線隔離驅(qū)動電路還與CAN總線用隔離電源DC / DC 及濾波器電路相電氣連接；所述顯示板通訊接口電路、電極清洗用數(shù)字隔離 電源DC/DC及濾波器電路、電極清洗電機(jī)隔離驅(qū)動信號電路、電流輸出用 模擬隔離電源DC / DC及濾波器電路、RS485通訊用隔離電源DC / DC及濾 波器電路、CAN總線用隔離電源DC/DC及濾波器電路、主機(jī)用模擬隔離電 源DC / DC及濾波器電路、主機(jī)用數(shù)字隔離電源DC / DC及濾波器電路、 pH1A及溫度1A用模擬隔離電源DC/ DC及濾波器電路、pH1B及溫度1B用模 擬隔離電源DC/DC及濾波器電路、開關(guān)電源與主機(jī)板接口分別與電源接口 相電氣連接；所述開關(guān)電源與主機(jī)板接口還分別與主板用總開關(guān)電源AC/ DC接口、常開電源AC / DC及控制電路、清洗電極用固態(tài)繼電器相電氣連接； 所述常開電源AC / DC及控制電路還分別與總開關(guān)固態(tài)繼電器及接口、交流 220V輸入相電氣連接；所述總開關(guān)固態(tài)繼電器及接口還與交流220V輸入相 電氣連接；所述總開關(guān)固態(tài)繼電器及接口與受控AC220V接口、電極清洗用 隔離變壓器、清洗電極用固態(tài)繼電器、清洗電機(jī)控制與后面板接口分別依次 相電氣連接；所述主板用總開關(guān)電源AC / DC接口還與受控AC220V接口相電 氣連接。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶CAN總線的雙玻璃電極酸堿度檢測報警 裝置，其特征是，所述顯示板電路包括顯示板與主機(jī)板接口，所述顯示板與 主機(jī)板接口分別電氣連接有第二在片系統(tǒng)電路、總電源接通關(guān)斷電路、顯示 電源濾波電路；所述第二在片系統(tǒng)電路還分別與總電源接通關(guān)斷電路、數(shù)碼 管操控電路、指示燈及按鈕操控電路相電氣連接；所述顯示電源濾波電路還 分別與數(shù)碼管操控電路、指示燈及按鈕操控電路相電氣連接。
專利摘要本實用新型公開了一種帶CAN總線的雙玻璃電極酸堿度檢測報警裝置，包括機(jī)殼和內(nèi)置電路板組成，機(jī)殼正面安裝有面板，面板上分別設(shè)置有pH顯示窗、溫度顯示窗以及操作按鈕和指示燈；電路板包括主機(jī)板、顯示板組成。該裝置功能多、測量精度高、可靠性高、造價低、智能化程度高、節(jié)能高效、有電極失效報警、可組網(wǎng)，具有防死機(jī)功能，操作方便。
文檔編號G01N27/416GK201196826SQ200820045478
公開日2009年2月18日 申請日期2008年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者丁和斌, 黃揚(yáng)明 申請人:華南理工大學(xué)