CN103441743A - 一种智能电解水机采集信号处理电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能电解水机采集信号处理电路及方法，其方法包括：S1：对输入信号Vin进行滤波处理；S2：放大处理，将微小信号放大到规定的频率范围；S3：全波整流电路将负半周的信号倒向成正半周的信号；S4：将步骤S3倒向得到的正半周信号与原正半周的采样信号进行叠加；S5：RC带通滤波电路提取采样信号的有效峰值；S6：滤波后输出Vout。本发明可有效消除信号干扰、解决采样信号动态实时性；具有手动调整信号幅度的功能，解决了产品制造过程中由于元器件参数差异而导致的采样信号幅度不一致的问题；可以准确有效地提取被采样物理量的有效值，经过采样信号反馈电路，为智能电解水机微处理器输出稳定有效的控制信号，从而精确控制电极板的供电。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能电解水机采集信号处理电路及方法。
背景技术
电解水是在特定的恒定电压和电流下，通过阴极和阳极电极板，在自来水的基础上，不添加任何物质进行电解的过程。通过电能转化，改变水的物理结构，由于水污染以及二次污染加剧，每毫升水中含有上万种物质，电解本身也是净化水质的过程，再通过离子膜分离，分离出有益人体吸收的矿物质、微量元素；还分离出酸根离子，得到有益的日常用水，如：清洗、收敛皮肤、酸性水泡脚杀菌等功能。简单来说，电解过程在物理上改变了水的pH值与氧化还原电位，并分解产生O2和H2。通常情况下，能让自由能增加的化学反应是不存在的，因为水在自然状态下一般不可能分解产生O2和H2；但是如果在水中加入阴极、阳极，通上电流，即能比照法拉第定律发生电解反应。
阴极和阳极表面生成氢与氧后，电极板四周的水便会倾向碱性或酸性，氧化还原电位亦随之改变。在两极之间插入能限制水移转的多孔性半透膜，或能让阴阳离子选择性通过的阴阳离子半透膜，即能自阴极收集氢氧离子浓度高、具有还原力的碱性水，自阳极收集氢离子浓度高、具有氧化力的酸性水。
现有的智能电解水机采集信号处理电路存在以下问题：（1）无法有效消除干扰信号，信号干扰严重；（2）无法解决采样信号的动态实时性；（3）无法调整信号幅度，产品在制造过程中，由于元器件参数差异会导致采样信号的幅度不一致。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可有效消除信号干扰、解决采样信号动态实时性的智能电解水机采集信号处理电路及方法，具有手动调整信号幅度的功能，解决产品制造过程中由于元器件参数差异而导致的采样信号幅度不一致的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种智能电解水机采集信号处理电路，它包括输入信号滤波电路、信号放大电路、全波整流电路、信号叠加电路、RC带通滤波电路和输出信号滤波电路，输入信号Vin依次通过输入信号滤波电路、信号放大电路、全波整流电路、信号叠加电路和RC带通滤波电路与输出信号滤波电路的输入端连接，输出信号滤波电路的输出端输出输出信号Vout。
其中，所述的输入信号滤波电路由第一电容C1和第一电阻R1组成，第一电容C1和第一电阻R1依次并联于输入信号Vin的两端。
进一步地，信号放大电路包括第一运算放大器IC1，输入信号Vin的一个输出端通过第二电阻R2与第一运算放大器IC1的同相输入端连接，输入信号Vin的另一个输出端通过第三电阻R3与第一运算放大器IC1的反相输入端连接，第四电阻R4的一端连接在第三电阻R3与第一运算放大器IC1的公共连接点上，另一端接地；第五电阻R5的一端连接在第二电阻R2与第一运算放大器IC1的公共连接点上，另一端与第一运算放大器IC1的输出端连接。
进一步地，全波整流电路包括第二运算放大器IC2、第一二极管D1和第二二极管D2，第二运算放大器IC2的同相输入端通过第六电阻R6与第一运算放大器IC1的输出端连接，第二运算放大器IC2的反相输入端通过第七电阻R7接地，第二运算放大器IC2的输出端与第二二极管D2的负极连接，第一二极管D1的正极连接于第二运算放大器IC2与第二二极管D2的公共连接点上，第一二极管D1的负极连接于第六电阻R6与第二运算放大器IC2的公共连接点上，第八电阻R8并联于第一二极管D1的负极与第二二极管D2的正极之间。
进一步地，信号叠加电路包括第三运算放大器IC3，第三运算放大器IC3的同相输入端通过第十电阻R10与第一运算放大IC1的输出端连接，第三运算放大器IC3的反相输入端通过第九电阻R9与第二二极管D2的正极连接，第十一电阻R11的一端连接于第十电阻R10与第三运算放大器IC3的公共连接点上，第十一电阻R11的另一端通过第十三电阻R13与第三运算放大器IC3的输出端连接，第十二电阻R12的一端连接于第九电阻R9与第三运算放大器IC3的公共连接点上，第十二电阻R12的另一端接地。其中，所述的第十三电阻R13为可变电阻。
进一步地，RC带通滤波电路由第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16和第十七电阻R17组成，第二电容C2的一端与第三运算放大器IC3的输出端连接，第二电容C2的另一端与第三电容C3连接，第十五电阻R15与第十六电阻R16的一端分别并联于第二电容C2与第三电容C3之间，第十五电阻R15与第十六电阻R16的另一端共地；第十四电阻R14与第十七电阻R17串联后并联于第二电容C2与第三电容C3的两端，第四电容C4与第五电容C5的一端分别并联于第十四电阻R14与第十七电阻R17之间，第四电容C4与第五电容C5的另一端共地。
进一步地，输出信号滤波电路包括第六电容C6和第十八电阻R18，第十八电阻R18的一端连接于第十七电阻R17与第三电容C3的公共连接点上，第十八电阻R18的另一端通过第六电容C6接地。
一种智能电解水机采集信号处理方法，它包括以下步骤：
S1：输入信号Vin输入输入信号滤波电路，对输入信号Vin进行滤波处理；
S2：完成滤波处理后输入信号放大电路，对信号进行放大处理，将微小信号放大到规定的频率范围，供后续电路处理；
S3：放大后的信号输入全波整流电路，将负半周的信号倒向成正半周的信号；
S4：倒向后的信号输入信号叠加电路，将步骤S3倒向得到的正半周信号与原正半周的采样信号进行叠加，使得全波信号变成全部都是正半周的一个完整采样信号；
S5：将步骤S4得到的全部都是正半周的完整采样信号输入至RC带通滤波电路，提取采样信号的有效峰值；
S6：经过输出信号滤波电路的滤波后，输出输出信号Vout。
本发明的有益效果是：
1）可有效消除信号干扰、解决采样信号动态实时性；
2）具有手动调整信号幅度的功能，解决了产品制造过程中由于元器件参数差异而导致的采样信号幅度不一致的问题；
3）可以准确有效地提取被采样物理量的有效值，经过采样信号反馈电路，为智能电解水机微处理器输出稳定有效的控制信号，从而精确控制电极板的供电。
附图说明
图1为本发明电路结构原理图；
图2为本发明采集信号处理方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种智能电解水机采集信号处理电路，它包括输入信号滤波电路、信号放大电路、全波整流电路、信号叠加电路、RC带通滤波电路和输出信号滤波电路，输入信号Vin依次通过输入信号滤波电路、信号放大电路、全波整流电路、信号叠加电路和RC带通滤波电路与输出信号滤波电路的输入端连接，输出信号滤波电路的输出端输出输出信号Vout。
其中，所述的输入信号滤波电路由第一电容C1和第一电阻R1组成，第一电容C1和第一电阻R1依次并联于输入信号Vin的两端。
进一步地，信号放大电路包括第一运算放大器IC1，输入信号Vin的一个输出端通过第二电阻R2与第一运算放大器IC1的同相输入端连接，输入信号Vin的另一个输出端通过第三电阻R3与第一运算放大器IC1的反相输入端连接，第四电阻R4的一端连接在第三电阻R3与第一运算放大器IC1的公共连接点上，另一端接地；第五电阻R5的一端连接在第二电阻R2与第一运算放大器IC1的公共连接点上，另一端与第一运算放大器IC1的输出端连接。
进一步地，全波整流电路包括第二运算放大器IC2、第一二极管D1和第二二极管D2，第二运算放大器IC2的同相输入端通过第六电阻R6与第一运算放大器IC1的输出端连接，第二运算放大器IC2的反相输入端通过第七电阻R7接地，第二运算放大器IC2的输出端与第二二极管D2的负极连接，第一二极管D1的正极连接于第二运算放大器IC2与第二二极管D2的公共连接点上，第一二极管D1的负极连接于第六电阻R6与第二运算放大器IC2的公共连接点上，第八电阻R8并联于第一二极管D1的负极与第二二极管D2的正极之间。
进一步地，信号叠加电路包括第三运算放大器IC3，第三运算放大器IC3的同相输入端通过第十电阻R10与第一运算放大IC1的输出端连接，第三运算放大器IC3的反相输入端通过第九电阻R9与第二二极管D2的正极连接，第十一电阻R11的一端连接于第十电阻R10与第三运算放大器IC3的公共连接点上，第十一电阻R11的另一端通过第十三电阻R13与第三运算放大器IC3的输出端连接，第十二电阻R12的一端连接于第九电阻R9与第三运算放大器IC3的公共连接点上，第十二电阻R12的另一端接地。其中，所述的第十三电阻R13为可变电阻。
进一步地，RC带通滤波电路由第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16和第十七电阻R17组成，第二电容C2的一端与第三运算放大器IC3的输出端连接，第二电容C2的另一端与第三电容C3连接，第十五电阻R15与第十六电阻R16的一端分别并联于第二电容C2与第三电容C3之间，第十五电阻R15与第十六电阻R16的另一端共地；第十四电阻R14与第十七电阻R17串联后并联于第二电容C2与第三电容C3的两端，第四电容C4与第五电容C5的一端分别并联于第十四电阻R14与第十七电阻R17之间，第四电容C4与第五电容C5的另一端共地。
进一步地，输出信号滤波电路包括第六电容C6和第十八电阻R18，第十八电阻R18的一端连接于第十七电阻R17与第三电容C3的公共连接点上，第十八电阻R18的另一端通过第六电容C6接地。
如图2所示，一种智能电解水机采集信号处理方法，它包括以下步骤：
S1：输入信号Vin输入输入信号滤波电路，对输入信号Vin进行滤波处理；
S2：完成滤波处理后输入信号放大电路，对信号进行放大处理，将微小信号放大到规定的频率范围，供后续电路处理；
S3：放大后的信号输入全波整流电路，将负半周的信号倒向成正半周的信号；
S4：倒向后的信号输入信号叠加电路，将步骤S3倒向得到的正半周信号与原正半周的采样信号进行叠加，使得全波信号变成全部都是正半周的一个完整采样信号；
S5：将步骤S4得到的全部都是正半周的完整采样信号输入至RC带通滤波电路，提取采样信号的有效峰值；
S6：经过输出信号滤波电路的滤波后，输出输出信号Vout。
Claims (9)
1.一种智能电解水机采集信号处理电路，其特征在于：它包括输入信号滤波电路、信号放大电路、全波整流电路、信号叠加电路、RC带通滤波电路和输出信号滤波电路，输入信号Vin依次通过输入信号滤波电路、信号放大电路、全波整流电路、信号叠加电路和RC带通滤波电路与输出信号滤波电路的输入端连接，输出信号滤波电路的输出端输出输出信号Vout。
2.根据权利要求1所述的一种智能电解水机采集信号处理电路，其特征在于：所述的输入信号滤波电路由第一电容C1和第一电阻R1组成，第一电容C1和第一电阻R1依次并联于输入信号Vin的两端。
3.根据权利要求1所述的一种智能电解水机采集信号处理电路，其特征在于：所述的信号放大电路包括第一运算放大器IC1，输入信号Vin的一个输出端通过第二电阻R2与第一运算放大器IC1的同相输入端连接，输入信号Vin的另一个输出端通过第三电阻R3与第一运算放大器IC1的反相输入端连接，第四电阻R4的一端连接在第三电阻R3与第一运算放大器IC1的公共连接点上，另一端接地；第五电阻R5的一端连接在第二电阻R2与第一运算放大器IC1的公共连接点上，另一端与第一运算放大器IC1的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的一种智能电解水机采集信号处理电路，其特征在于：所述的全波整流电路包括第二运算放大器IC2、第一二极管D1和第二二极管D2，第二运算放大器IC2的同相输入端通过第六电阻R6与第一运算放大器IC1的输出端连接，第二运算放大器IC2的反相输入端通过第七电阻R7接地，第二运算放大器IC2的输出端与第二二极管D2的负极连接，第一二极管D1的正极连接于第二运算放大器IC2与第二二极管D2的公共连接点上，第一二极管D1的负极连接于第六电阻R6与第二运算放大器IC2的公共连接点上，第八电阻R8并联于第一二极管D1的负极与第二二极管D2的正极之间。
5.根据权利要求4所述的一种智能电解水机采集信号处理电路，其特征在于：所述的信号叠加电路包括第三运算放大器IC3，第三运算放大器IC3的同相输入端通过第十电阻R10与第一运算放大IC1的输出端连接，第三运算放大器IC3的反相输入端通过第九电阻R9与第二二极管D2的正极连接，第十一电阻R11的一端连接于第十电阻R10与第三运算放大器IC3的公共连接点上，第十一电阻R11的另一端通过第十三电阻R13与第三运算放大器IC3的输出端连接，第十二电阻R12的一端连接于第九电阻R9与第三运算放大器IC3的公共连接点上，第十二电阻R12的另一端接地。
6.根据权利要求5所述的一种智能电解水机采集信号处理电路，其特征在于：所述的第十三电阻R13为可变电阻。
7.根据权利要求5所述的一种智能电解水机采集信号处理电路，其特征在于：所述的RC带通滤波电路由第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16和第十七电阻R17组成，第二电容C2的一端与第三运算放大器IC3的输出端连接，第二电容C2的另一端与第三电容C3连接，第十五电阻R15与第十六电阻R16的一端分别并联于第二电容C2与第三电容C3之间，第十五电阻R15与第十六电阻R16的另一端共地；第十四电阻R14与第十七电阻R17串联后并联于第二电容C2与第三电容C3的两端，第四电容C4与第五电容C5的一端分别并联于第十四电阻R14与第十七电阻R17之间，第四电容C4与第五电容C5的另一端共地。
8.根据权利要求7所述的一种智能电解水机采集信号处理电路，其特征在于：所述的输出信号滤波电路包括第六电容C6和第十八电阻R18，第十八电阻R18的一端连接于第十七电阻R17与第三电容C3的公共连接点上，第十八电阻R18的另一端通过第六电容C6接地。
9.一种智能电解水机采集信号处理方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1：输入信号Vin输入输入信号滤波电路，对输入信号Vin进行滤波处理；
S2：完成滤波处理后输入信号放大电路，对信号进行放大处理，将微小信号放大到规定的频率范围，供后续电路处理；
S3：放大后的信号输入全波整流电路，将负半周的信号倒向成正半周的信号；
S4：倒向后的信号输入信号叠加电路，将步骤S3倒向得到的正半周信号与原正半周的采样信号进行叠加，使得全波信号变成全部都是正半周的一个完整采样信号；
S5：将步骤S4得到的全部都是正半周的完整采样信号输入至RC带通滤波电路，提取采样信号的有效峰值；
S6：经过输出信号滤波电路的滤波后，输出输出信号Vout。
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| CN2013103720512A CN103441743A (zh) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | 一种智能电解水机采集信号处理电路及方法 |
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Effective date of abandoning: 20161116 |
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