CN104034671A - 一种基于交流检波的水质检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于交流检波的水质检测系统，其特征在于，包括光源控制器、光源、样品池、光电转换器、交流检波器和MCU。所述光源控制器输出一个交变的电压或电流驱动信号，用于驱动光源工作；所述光源在光源控制器的驱动下，发出与驱动信号幅度一致的初始交流光信号；所述光电转换器可把经过样品池吸收的剩余光信号转化为与剩余光强一致的电信号；所述交流检波器用于对干扰信号进行滤除，对有用电信号进行检测，并把检测结果输送给MCU，所述MCU通过运算可得出样品池中目标物质的浓度。本发明不受背景光、光电转换器的暗电流及电路本身偏置的影响，可有效提高信号检测能力，其检测准确度远高于普通直流检测系统。

Description

一种基于交流检波的水质检测系统

技术领域

本发明属于水质检测领域，涉及一种水质检测用信号处理方法，尤其涉及一种通过交流检波检测光强变化来实现水质检测的系统。

背景技术

物质分子在不同的条件下，吸收或发射光谱的波长、强度、偏振态等均有差异，这与该物质的结构特征有着固有的关系。不同物质的分子结构不同，对应于吸收和发射光谱的强度均不同；同一种物质浓度不同时，在同一吸收峰位置的吸收强度也会不同。因此，通过检测水中某一物质对特定波长光的吸收程度，便能确定水中该物质的成分及浓度。目前的水质检测仪，尤其是基于光电比色法的水质在线分析仪器，光源、样品池及光电检测器是必不可少的三个部分。光源发出的光经水样吸收后由光电检测器接收，根据水样吸收前后的光强度变化可检测出水样中目标物质的浓度。现有技术中，光源一般采用直流驱动方式，光强检测器多为简单的滤波，这种通过检测直流信号的变化来测定水中目标物质浓度的方式很容易受到背景光、光电转换器的暗电流和电路本身的偏置信号等直流、低频干扰信号的影响，其检测结果的准确度较差。

发明内容

本发明的目的是：公开一种不受背景光、光电转换器的暗电流及电路本身偏置影响的水质检测方法与系统，提高检测器对光电信号的检测能力，从而提高整个检测系统的准确度。

本发明的技术方案是：一种基于交流检波的水质检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)光源控制器输出一个交变的电压或电流驱动信号；

(2)光源在驱动信号作用下，发出与驱动信号幅度一致的初始交流光信号；

(3)初始交流光信号经过样品池的吸收，得到剩余光信号；

(4)剩余光信号经光电转换器转化，得到与剩余光强一致的电信号；

(5)电信号经过交流检波器，干扰信号被滤除，有用电信号被检测；

(6)检测结果输送到MCU，MCU通过运算得出样品池中目标物质的浓度。

一种基于交流检波的水质检测系统，其特征在于，包括光源控制器、光源、样品池、光电转换器、交流检波器和MCU。所述光源控制器输出一个交变的电压或电流驱动信号，用于驱动光源工作；所述光源在光源控制器的驱动下，发出与驱动信号幅度一致的初始交流光信号；所述样品池用于盛放待检测水样，其一侧设置有光源，另一侧设有光电转换器；所述光电转换器可把经过样品池吸收的剩余光信号转化为与剩余光强一致的电信号；所述交流检波器输入端连接光电转换器，输出端连接MCU，用于对干扰信号进行滤除，对有用电信号进行检测，并把检测结果输送给MCU，所述MCU通过运算可得出样品池中目标物质的浓度。

进一步的，所述驱动信号的幅度恒定不变，初始光信号的光强幅度也恒定。

本发明的优点是：

1、不受背景光、光电转换器的暗电流及电路本身偏置的影响。

2、提高信号检测能力。

3、检测结果准确度远高于普通直流检测方法。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的原理图。

其中：1光源控制器；2光源；3样品池；4光电转换器；5交流检波器；6MCU。

具体实施方式

实施例：一种基于交流检波的水质检测方法，其步骤如下：

(1)光源控制器1输出一个交变的电压或电流驱动信号；

(2)光源2在驱动信号作用下，发出与驱动信号频率一致、幅度不变的初始光信号；

(3)初始光信号经过样品池3的吸收幅度变小，得到剩余光信号；

(4)剩余光信号经光电转换器4转化成相应的电信号，此电信号频率跟初始光信号频率相同，幅度因样品池3的吸收而变小；

(5)电信号经过交流检波器5，样品池3输出的背景光信号和光电转换器4的暗电流以及电路中的偏置信号等直流、低频干扰信号被滤除，含目标物质信息的有用电信号被检测；

(6)检测结果输送到MCU6，MCU6通过运算得出样品池中目标物质的浓度。

一种基于交流检波的水质检测系统，如图1所示，包括1光源控制器、2光源、3样品池、4光电转换器、5交流检波器、6MCU。如附图1所示，光源控制器1的输出与光源2的输入端相连接，光源2发射出的光线透过样品池3传输给光电转换器4，光电转换器4的输出与交流检波器5的输入端相连接，交流检波器5的输出与MCU6的输入端连接。

本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种基于交流检波的水质检测系统，其特征在于，包括光源控制器、光源、样品池、光电转换器、交流检波器和MCU。所述光源控制器的输出与光源的输入端相连接，光源发射出的光线透过样品池传输给光电转换器，光电转换器的输出与交流检波器的输入端相连接，交流检波器的输出与MCU的输入端连接。

2.一种基于交流检波的水质检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)光源控制器输出一个交变的电压或电流驱动信号；

(2)光源在驱动信号作用下，发出与驱动信号幅度一致的初始交流光信号；

(3)初始交流光信号经过样品池的吸收，得到剩余光信号；

(4)剩余光信号经光电转换器转化，得到与剩余光强一致的电信号；

(5)电信号经过交流检波器，干扰信号被滤除，有用电信号被检测；

(6)检测结果输送到MCU，MCU通过运算得出样品池中目标物质的浓度。