CN104483283A - 非色散分光光度测量电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学在线定量分析测量领域，具体涉及一种非色散分光光度测量电路。非色散分光光度测量电路包括电源回路，恒流回路，发光回路，光接受回路，模数转换回路和MCU处理回路，其特征是电源回路电连接恒流回路，模数转换回路和MCU处理回路；发光回路平行光连接光接受回路；发光回路电连接恒流回路；光接受回路电连接模数转换回路，模数转换回路电连接MCU处理回路。近期应用实践进一步证明，发明非色散分光光度测量电路的有益之处是测量电路的模块化智能化，工作可靠，寿命长，损坏时更换方便，由模块化组装的在线测量仪器工作状态明显，维护直观，维修更换方便，且具有智能化模块化功能。
Description
技术领域
发明属于化学在线定量分析测量领域，具体涉及一种非色散分光光度测量电路。
背景技术
分光光度方法是化学分析测量的常用方法，也是水质在线监测测量仪器的常用方法。分光光度方法的原理是运用物理上的朗伯比尔定律：Lambert-Beer定律：当一束平行单色光通过均匀的非散射样品时，样品对光的吸光度与样品的浓度及厚度成正比，A＝ECl。在实际使用中，朗伯比尔定律应用很有限，原因是样品对光的吸光度很小。以水的氨氮测量为例，它使用了化学的染色和物理的分光光度测量的方法。通常，被测量液体水污染物氨氮的吸光特征是不明显的，无法使用分光光度方法测量，因此测量首先要选用化学染色方法：由于碘化钾碘化汞的碱液与水中的氨能生成淡红棕色胶态化合物，这种化合物在410-425nm具有强烈的光吸收，这就是染色。其次，运用物理的分光光度方法：根据被测量对象选用适合波长(氨氮染色后的吸收波长＝410-425nm)的光，被测量样品对光的吸光度与样品的浓度及厚度成正比。定量的光强，穿过装有被测量液体的分析皿“厚度一定”，光强因强烈吸收而减弱。再次，测量通过分析皿后的光强度，由于分析皿的光程恒定，吸光强度与被测量液体的污染物含量(氨氮)的浓度成正比，故测量光强，便知道水质污染物氨氮的含量。在线测量是用机器代替人手工操作，完成一系列的染色、分光光度测量过程。其中，非色散分光光度测量电路是测量的关键部件。发明非色散分光光度测量电路就是该测量的关键部件。
发明内容
发明的技术方案：非色散分光光度测量电路包括电源回路，恒流回路，发光回路，光接受回路，模数转换回路和MCU处理回路，其特征是电源回路电连接恒流回路，模数转换回路和MCU处理回路；发光回路平行光连接光接受回路；发光回路电连接恒流回路；光接受回路电连接模数转换回路，模数转换回路电连接MCU处理回路。
所述的非色散分光光度测量电路，其特征是电源回路选用5针5.08插座电连接外设电源，采用LM7805芯片稳压输出。
所述的非色散分光光度测量电路，其特征是恒流回路选用LM741芯片，恒流回路通过5针2.54插座电连接发光回路。
所述的非色散分光光度测量电路，其特征是发光回路选用420nm激光二极管和410-425nm滤光片；光接受回路选用光电池板，光电池负载电阻和410-425nm滤光片；420nm激光二极管发出的激光穿过410-425nm滤光片，再穿过含有被测样品的消解池，再次穿过410-425nm滤光片到达光电池板上。
所述的非色散分光光度测量电路，其特征是模数转换回路选用AD420AN-32芯片和5针2.54插座，模数转换回路通过5针2.54插座电连接光接受回路。
所述的非色散分光光度测量电路，其特征是MCU处理回路选用ARM740T芯片，(正常工作显示)绿色LED灯，(故障显示)红色LED灯和两个5针2.54插座，MCU处理回路通过两个5针2.54插座电连接外部主控电路板。
非色散分光光度测量电路的工作原理简述：电源回路通过5针5.08插座接收接收外设直流电源，5V稳压后供给恒流回路，模数转换回路和MCU处理回路工作。恒流回路供给发光回路工作，恒流保证420nm激光二极管光强恒定不变。光接收回路的光电池板和负载电阻把光强变换成电压，电压经过模数转换成数字信号输入MCU处理回路的ARM740T芯片；正常工作时绿色LED灯亮，异常时，红色LED灯亮；ARM740T芯片经过5针2.54插座输出数字信号或脉宽PWM信号，供外部主控电路板。
发明非色散分光光度测量电路的有益之处是测量电路的模块化智能化，工作可靠，寿命长，损坏时更换方便，由模块化组装的在线测量仪器工作状态明显，维护直观，维修更换方便，且具有智能化。非色散分光光度测量电路的有益之处是测量电路的模块化智能化，工作可靠，寿命长，损坏时更换方便，由模块化组装的在线测量仪器工作状态明显，维护直观，维修更换方便，且具有智能化模块化功能。
附图说明
图1非色散分光光度测量电路的模块及主要元件示意图。
图中：1、电源回路，1.1、5针5.08插座，1.2、LM7805，2、恒流回路，2.1、LM741，2.2、5针2.54插座，3、发光回路，3.1、420nm激光二极管，3.2、410-425nm滤光片3.3、4、光接受回路，4.1、光电池板，4.2、光电池负载电阻，4.3、410-425nm滤光片，5、模数转换回路，5.1、AD420AN-32芯片，5.2、5针2.54插座，6、MCU处理回路，6.1、ARM740T芯片，6.2、(正常工作显示)绿色LED灯，6.3、(故障显示)红色LED灯，6.4、5针2.54插座，6.5、5针2.54插座，7、消解池。
具体实施方式
实施例以山西鑫华翔有限公司生产的XHX-GC2012-1非色散分光光度测量电路，安装在山西鑫华翔有限公司生产的氨氮在线测量仪上，说明如下：电源回路选用5针5.08插座电连接外设6v电源，采用LM7805芯片稳压输出。恒流回路选用LM741芯片恒流，恒流回路通过5针2.54插座电连接发光回路。发光回路的420nm激光二极管和410-425nm滤光片做成圆柱体；光接受回路的光电池板、光电池负载电阻和410-425nm滤光片也做成圆柱体；使用时只要把这两个圆柱体赛入消解装置的左右两侧的预留孔中，420nm激光二极管发出的激光穿过410-425nm滤光片，再穿过含有被测样品的消解池，再次穿过410-425nm滤光片到达光电池板上。模数转换回路通过5针2.54插座电连接光接受回路，光信息经过模数转换后输入MCU处理回路。正常工作时，绿色LED灯亮，反之故障显示红色LED灯亮。MCU处理回路通过两个5针2.54插座输出0.4-2v或PWM或UART串口信号。特别说明的是发明非色散分光光度测量电路是智能通用型小型传感器，根据被测量对象不同，只要更换相应波长的激光二极管，就可以应用到其它污染的测量中。发明非色散分光光度测量电路的电路板采用全贴片工艺，外形只有57.5*34.1mm。工作电压5.5-6.5v，工作电流小于100mA，接口电平3.3v，测量极限，0.08mg/L，漂移小于±10％.适用于地表水或污水中的氨氮在线测量仪器。
近期应用实践进一步证明，发明非色散分光光度测量电路的有益之处是测量电路的模块化智能化，工作可靠，寿命长，损坏时更换方便，由模块化组装的在线测量仪器工作状态明显，维护直观，维修更换方便，且具有智能化模块化功能。
Claims (6)
1.非色散分光光度测量电路包括电源回路，恒流回路，发光回路，光接受回路，模数转换回路和MCU处理回路，其特征是电源回路电连接恒流回路，模数转换回路和MCU处理回路；发光回路平行光连接光接受回路；发光回路电连接恒流回路；光接受回路电连接模数转换回路，模数转换回路电连接MCU处理回路。
2.如权利要求1所述的非色散分光光度测量电路，其特征是电源回路选用5针5.08插座电连接外设电源，采用LM7805芯片稳压输出。
3.如权利要求1所述的非色散分光光度测量电路，其特征是恒流回路选用LM741芯片，恒流回路通过5针2.54插座电连接发光回路。
4.如权利要求1所述的非色散分光光度测量电路，其特征是发光回路选用420nm激光二极管和410-425nm滤光片；光接受回路选用光电池板，光电池负载电阻和410-425nm滤光片；420nm激光二极管发出的激光穿过410-425nm滤光片，再穿过含有被测样品的消解池，再次穿过410-425nm滤光片到达光电池板上。
5.如权利要求1所述的非色散分光光度测量电路，其特征是模数转换回路选用AD420AN-32芯片和5针2.54插座，模数转换回路通过5针2.54插座电连接光接受回路。
6.如权利要求1所述的非色散分光光度测量电路，其特征是MCU处理回路选用ARM740T芯片，绿色LED灯，红色LED灯和两个5针2.54插座，MCU处理回路通过两个5针2.54插座电连接外部主控电路板。
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| CN107340250A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-10 | 山西鑫华翔科技发展有限公司 | 双测光光路cod在线分析测量仪 |
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