一種單路七電極電導(dǎo)率檢測監(jiān)控儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工過程參數(shù)在線檢測領(lǐng)域，涉及工業(yè)現(xiàn)場導(dǎo)電溶液濃度的在線間接檢測與控制，特別與鋁型材表面加工過程中各工段電導(dǎo)率檢測與加藥控制密切相關(guān)，具體涉及一種單路七電極電導(dǎo)率檢測監(jiān)控儀。
【背景技術(shù)】
[0002]在化工反應(yīng)過程中，電導(dǎo)率是溶液的一個重要參數(shù)，它的大小直接反映溶液的導(dǎo)電能力，并與電解質(zhì)的濃度密切相關(guān)；這些以電導(dǎo)率作為中間變量進(jìn)行其它參數(shù)檢測的場合，都需要一種穩(wěn)定、精確的電導(dǎo)率檢測裝置；目前，在鋁型材表面處理過程中，由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，溶液腐蝕性極強(qiáng)、可能積垢，需要作定期維護(hù)，只有國外幾家廠商的儀表安裝于國內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)場，而國內(nèi)廠家生產(chǎn)的電導(dǎo)率檢測儀幾乎沒有；因此，必須設(shè)計一套與七電極傳感器配套的檢測監(jiān)控儀，既能防腐又能抗垢；而從國外進(jìn)口的設(shè)備大都價格昂貴、維修維護(hù)困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種單路七電極電導(dǎo)率檢測監(jiān)控儀，電源部分采用濾波器與固態(tài)電容進(jìn)行加強(qiáng)，模擬部分都采用千分之一精度標(biāo)準(zhǔn)電阻與精密交流運算放大器，所有信號地都通過安規(guī)電容連接外殼再接地，因此有較強(qiáng)的抗干擾能力，由于采用分擋精密交流恒流激勵，有一定的抗電極積垢能力；采用高阻儀表放大器對信號進(jìn)行采集，既能夠抗共模干擾，也能抗一定的電極積垢；電路結(jié)構(gòu)也進(jìn)一步作了簡化，選用標(biāo)準(zhǔn)工控液晶觸摸屏對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示與操作，便于與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因此，本發(fā)明具有測量精度高、可靠性高、功能多、造價低、智能化程度高、制造維護(hù)方便、能夠與其它設(shè)備組網(wǎng)等優(yōu)點，本發(fā)明不但可連接七電極電導(dǎo)率傳感器，也可連接四電極的電導(dǎo)率傳感器；量程設(shè)有四擋，可對20uS/cm?200mS/cm范圍的電導(dǎo)率進(jìn)行直接測量，配合各種電導(dǎo)常數(shù)的電極可對量程范圍作進(jìn)一步的擴(kuò)展；電導(dǎo)率儀的激勵頻率可調(diào)，暫定為高周I10Hz ο
[0004]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]一種單路七電極電導(dǎo)率檢測監(jiān)控儀，其液晶觸摸屏數(shù)據(jù)顯示與輸入操控如圖1所示，液晶觸摸屏上配置有CAN地址顯示窗1、溫度顯示窗2、標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)率顯示窗3、當(dāng)前報警按鈕4、實時曲線按鈕5、操作校準(zhǔn)畫面按鈕6、歷史曲線按鈕7、歷史報警按鈕8、幫助按鈕9、泵開關(guān)指示顯示窗10、自動手動切換按鈕11、系統(tǒng)報警狀態(tài)顯示窗12、CAN通訊狀態(tài)顯示窗13、手動開/關(guān)切換按鈕14共同聯(lián)合組成；液晶觸摸屏由外接DC24V供電，接口通過短電纜與主機(jī)板上的對應(yīng)點相連接。
[0006]如圖2所示，所述主機(jī)板的電路由第一在片系統(tǒng)電路15、主板用數(shù)字電源16、安規(guī)電容一電路17、主板用模擬電源18、在片系統(tǒng)用電源及復(fù)位電路19、模擬信號限幅保護(hù)電路20、CAN總線隔離驅(qū)動電路21、開關(guān)輸出控制電路22、內(nèi)部操作電路23、液晶觸摸屏輸入/輸出通訊接口電路24、顯示板通訊接口電路25、溫度檢測接口 26、溫度變送隔離電路27、電導(dǎo)跳檔變送電路28、電導(dǎo)測量與交流轉(zhuǎn)直流及隔離電路29、電導(dǎo)檢測接口 30、恒流信號驅(qū)動電路31、激勵信號發(fā)生電路32、精密電源電路33、電導(dǎo)用隔離模擬電源34、安規(guī)電容二電路35共同電氣連接組成；
[0007]如圖3所示，本發(fā)明所述主機(jī)板電路中，第一在片系統(tǒng)電路15由集成電路U1、晶振U2、連接器J1、電阻R1、電容Cl?C22共同電氣連接構(gòu)成；如圖4所示，在片系統(tǒng)用電源及復(fù)位電路19由穩(wěn)壓器U3與U4、連接器J2、二極管Dl?D4與D6?D7、發(fā)光二極管D5與D8、電阻R2?R5、電容C23?C29、按鈕SI共同電氣連接構(gòu)成；如圖5所示，模擬信號限幅保護(hù)電路20由放大器U6與U8、穩(wěn)壓芯片U5、限幅保護(hù)芯片U7、電阻RXl?RX9及R6、電容C30?C35及CX1、發(fā)光二極管LI共同電氣連接構(gòu)成；如圖6所示，主板用數(shù)字電源16由連接器DCl及外接開關(guān)電源、濾波器U9、電容C36及C37共同電氣連接組成；安規(guī)電容一電路17由磁珠RL1、電阻R7、安規(guī)電容C38共同電氣連接組成；主板用模擬電源18由連接器DC2及外接開關(guān)電源、濾波器UlO及Ull、電容C39?C42共同電氣連接組成；如圖7所示，開關(guān)輸出控制電路22由繼電器Ul3、連接器J5、三極管N1、二極管D9、電阻R15、電容C44共同電氣連接組成，其中J5提供開關(guān)控制輸出，撥碼NBJl可禁止它輸出；內(nèi)部操作電路23由撥碼開關(guān)NBJl及NBJ2、排阻R14共同電氣連接組成，NBJl為監(jiān)控?fù)艽a，NBJ2為CAN地址編碼；液晶觸摸屏輸入/輸出通訊接口電路24由集成電路Ul2、連接器Pl及J4、電阻RlO?R13、磁珠RL2、電容C43共同電氣連接組成，其中，Pl連接液晶觸摸屏；顯示板通訊接口電路25由連接器J3、電阻R8?R9共同電氣連接組成，備用；如圖8所示，CAN總線隔離驅(qū)動電路21由集成電路U14、連接器CAN1、電阻R16?R17、電容C45共同電氣連接組成，其中，CANl外接CAN總線；如圖9所示，溫度檢測接口 26由連接器JTl組成，外接半導(dǎo)體溫度傳感器；溫度變送隔離電路27由放大器U16、信號隔離器U15、電阻R18?R20、電容C46?C55共同電氣連接構(gòu)成；如圖10所示，電導(dǎo)測量與交流轉(zhuǎn)直流及隔離電路29由放大器U17及U20?U21及U24、交流直流信號轉(zhuǎn)換器U19及U22、信號隔離器U18及U23、電阻R21?R25、電容C56?C75共同電氣連接構(gòu)成；電導(dǎo)檢測接口 30由連接器JDl組成，外接七電極電導(dǎo)率傳感器；如圖11所示，電導(dǎo)跳檔變送電路28由繼電器U25?U29、三極管N2?N6、二極管DlO?D14、電阻R26?R31共同電氣連接構(gòu)成；恒流信號驅(qū)動電路31由放大器U31?U33、電阻RXlO?RX14及RAl?RA13、電容C76?C79及C83?C89共同電氣連接構(gòu)成；激勵信號發(fā)生電路32由集成電路U30、電阻RINl及R32、電容C80?C81及C82及CFl共同電氣連接構(gòu)成；如圖12所示，精密電源電路33由穩(wěn)壓器U36?U37、電感L2?L5、電容C94?C97及C99?ClOO共同電氣連接構(gòu)成；電導(dǎo)用隔離模擬電源34由連接器DC3與外接開關(guān)電源、濾波器U34?U35、電容C90?C93共同電氣連接構(gòu)成；安規(guī)電容二電路35由電阻R33、磁珠RL3、安規(guī)電容C98共同電氣連接構(gòu)成；
[0008]本發(fā)明所述主機(jī)板，外接3個開關(guān)電源通過電源線與主板用數(shù)字電源16、主板用模擬電源18、電導(dǎo)用隔離模擬電源34上對應(yīng)點相連接；主板用數(shù)字電源16通過電源線分別與安規(guī)電容一電路17、在片系統(tǒng)用電源及復(fù)位電路19、CAN總線隔離驅(qū)動電路21、開關(guān)輸出控制電路22、內(nèi)部操作電路23、液晶觸摸屏輸入/輸出通訊接口電路24、顯示板通訊接口電路25、電導(dǎo)跳檔變送電路28上對應(yīng)點相連接；在片系統(tǒng)用電源及復(fù)位電路19還通過模擬電源線和數(shù)字電源線分別與第一在片系統(tǒng)電路15、主板用數(shù)字電源16、主板用模擬電源18、模擬信號限幅保護(hù)電路20對應(yīng)點相連接，為系統(tǒng)核心提供優(yōu)質(zhì)的模擬電源與數(shù)字電源；電導(dǎo)用隔離模擬電源34通過模擬電源線分別與溫度檢測接口 26、溫度變送隔離電路27、電導(dǎo)測量與交流轉(zhuǎn)直流及隔離電路29、恒流信號驅(qū)動電路31、精密電源電路33、安規(guī)電容二電路35上對應(yīng)點相連接，第一在片系統(tǒng)電路15通過數(shù)據(jù)通訊線分別與CAN總線隔離驅(qū)動電路21、液晶觸摸屏輸入/輸出通訊接口電路24、顯示板通訊接口電路25對應(yīng)點相連接；第一在片系統(tǒng)電路15通過模擬信號線與模擬信號限幅保護(hù)電路20相連接，第一在片系統(tǒng)電路15通過開關(guān)信號線與開關(guān)輸出控制電路22、內(nèi)部操作電路23、電導(dǎo)跳檔變送電路28相連接，第一在片系統(tǒng)電路15還通過復(fù)位線與在片系統(tǒng)用電源及復(fù)位電路19相連接；
[0009]本發(fā)明所述激勵信號發(fā)生電路32通過電源線與精密電源電路33對應(yīng)點相連接；恒流信號驅(qū)動電路31分別通過信號線與電導(dǎo)跳檔變送電路28、激勵信號發(fā)生電路32、電導(dǎo)檢測接口 30對應(yīng)點相連接；電導(dǎo)測量與交流轉(zhuǎn)直流及隔離電路29分別通過信號線與模擬信號限幅保護(hù)電路20、電導(dǎo)檢測接口 30對應(yīng)點相連接；溫度變送隔離電路27分別通過信號線與溫度檢測接口 26、模擬信號限幅保護(hù)電路20對應(yīng)點相連接；溫度檢測接口 26通過屏蔽電纜