CN101655442A - 烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路 - Google Patents
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Abstract
一种烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路，由单片机PIC16F876A控制信号(N1)、光电耦合器TLP521－1(U1)、信号继电器(TO－2)、模拟放大芯片LF256(U2)、模拟放大芯片AD622(U3)组成，其特征是，单片机采集A/D输出信号，通过软件算法确定是否切换量程，给出控制信号N1，通过光电耦合器TLP521－1(U1)改变信号继电器(TO－2)的通断状态，改变模拟放大芯片AD622(U3)的外接放大电阻，通过调滑动变阻器(W1)改变模拟放大芯片LF256(U2)的输出，从而调整电路的输出电压值。本发明的有益效果是：PIC单片机可以根据输入信号自动判断是否需要修改量程，能够自动切换量程，无需额外人工操作。适用于烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路。
Description
技术领域
本发明属于研究颗粒物浓度技术领域，特别涉及一种烟尘浓度在线监测自动调整量程放大倍数的模拟电路设计。应用于环保行业烟尘在线监测时，需要调整放大倍数自动切换仪器量程的场合。
背景技术
目前，在环保行业的在线监测烟尘仪中，多数只能设定一个量程，对应前置放大电路只有唯一的放大倍数，尽管仪器的测量范围比较大，但是分辨率较低，精度不够。对于烟尘浓度较低而且相对比较稳定的现场，烟尘浓度的较小变化在测量仪器中并没有准确的测量反应，从而影响仪器的测量准确性，影响测试系统的整体性能。
中国专利02153726.7烟尘浓度连续监测自动校准装置提供了一种通过发射光单元分光为测试光纤光路和校准光纤光路，再通过校准/测试光路转换器，使测试光纤光路或校准光纤光路分时射向光学接受器，实现了单发射器、单光双束切换、单接收器的技术方案，有效补偿了由于现场器件漂移产生的系统误差。但由于量程较宽，影响测量精度更加精准。因此测量量程单一，分辨率较低已经不能满足现如今对污染源排放的颗粒物进行严格监测的需求。
发明内容
本发明的目的是，克服仪器在某些现场分辨率低，不能满足实际需要的现象，设计制作一种可以自动切换量程的模拟电路，以便根据实际现场选择合适的量程。
本发明的技术方案是如下实现的，一种烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路，由单片机PIC16F876A控制信号(N1)、光电耦合器TLP521-1(U1)、信号继电器(TO-2)、模拟放大芯片LF256(U2)、模拟放大芯片AD622(U3)组成，反映颗粒物浓度的信号Vi经过模拟放大芯片AD622(U3)进行放大处理，模拟放大芯片AD622(U3)处理完的输出电压值Vo输入到单片机PIC16F876A中，单片机PIC16F876A中预先设置了一个门坎电压参考值，当运放输出电压值Vo超过门坎电压值时，单片机PIC16F876A通过比较判断并给出控制信号(N1)，通过光电耦合器TLP521-1(U1)与信号继电器(TO-2)连接，信号继电器(TO-2)的线圈与模拟放大芯片AD622(U3)的外接电阻连接。通过切换信号继电器(TO-2)线圈的通断状态，改变模拟放大芯片AD622(U3)的放大倍数电阻值，进而调整测量系统的量程，可以满足不同现场的实际测量需要。
本烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路的特征还在于，单片机PIC16F876A与光电耦合器TLP521-1(U1)相连，控制信号继电器(TO-2)的通断，信号继电器的线圈与模拟放大芯片AD622(U3)的外接放大电阻相连，通过线圈的通断选择两个不同外接电阻值，从而得到不同的放大倍数量程。
本发明的有益效果是：单片机PIC16F876A控制信号(N1)与信号继电器(TO-2)之间，连有光电耦合器TLP521-1(U1)，革除了信号继电器吸合对单片机的影响。单片机PIC16F876A可以根据输入信号自动判断是否需要修改量程，能够自动切换量程，无需额外人工操作，符合在线监测的实际需要。
本发明适用于烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路。
附图说明
以下结合附图及实施例，对本发明作进一步描述。
图1是本发明的烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路的电路原理图
图2是自动调整量程后的量程自动切换电路的电路原理图
图中，U1-光电耦合器TLP521-1，U2-模拟放大芯片LF256，U3-模拟放大芯片AD622，TO2-信号继电器，N1-PIC单片机控制信号，W1-滑动变阻器
具体实施方式
由图1可见，一种烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路，由单片机PIC16F876A控制信号(N1)、光电耦合器TLP521-1(U1)、信号继电器(TO-2)、模拟放大芯片LF256(U2)、模拟放大芯片AD622(U3)组成，单片机PIC16F876A采集A/D输出信号V0，通过软件算法确定是否切换量程，如果需要切换量程，给出控制信号N1，通过光电耦合器TLP521-1(U1)改变信号继电器(TO-2)的通断状态，改变模拟放大芯片AD622(U3)的外接放大电阻，通过调滑动变阻器(W1)改变模拟放大芯片LF256(U2)的输出，从而调整电路的输出电压值。
其工作过程如下：
在图1中，单片机PIC16F876A控制信号(N1)通过光电耦合器TLP521-1(U1)与信号继电器(TO-2)连接，信号继电器(TO-2)的线圈与模拟放大芯片AD622(U3)的放大倍数电阻连接。通过调滑动变阻器(W1)改变模拟放大芯片LF256(U2)的输出，从而调整电路输出零点输出电压值。此时，切换开关D打到S1。
在图2中，单片机PIC16F876A接收的采样信号在软件中与预先设定的固定电压参考值进行比较运算，判断是否需要调整量程，从而单片机PIC16F876A给出控制信号N1，通过光电耦合器TLP521-1(U1)改变信号继电器(TO-2)线圈的状态(由原来默认的接通状态到调整后的断开状态)，进而改变模拟放大芯片AD622(U3)的外接放大电阻值，由初始状态的R3调整为R4(由1.03KΩ调整为510Ω)，则改变了整个模拟电路的放大倍数，切换了仪器的测试量程。此时，切换开关D打到S2。
Claims (2)
1、一种烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路，由单片机PIC16F876A控制信号、光电耦合器TLP521-1、信号继电器、模拟放大芯片LF256、模拟放大芯片AD622组成，其特征是，单片机PIC16F876A采集A/D输出信号，通过软件算法确定是否切换量程，如果需要切换量程，给出控制信号N1，通过光电耦合器TLP521-1改变信号继电器的通断状态，改变模拟放大芯片AD622的外接放大电阻，通过调滑动变阻器改变模拟放大芯片LF256的输出，从而调整电路的输出电压值。
2、如权利要求1所述的烟尘浓度在线监测系统量程自动切换电路，其特征是，单片机PIC16F876A与光电耦合器TLP521-1相连控制信号继电器的通断，信号继电器的线圈与模拟放大芯片AD622的外接放大电阻相连，通过线圈的通断选择两个不同外接电阻值，从而得到不同的放大倍数量程。
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