CN104897202A - 一种在线式化学传感器信号采集器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，找到一种在线式化学传感器信号采集器可以同时采集电位，pH值，温度，压强信号。包括温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器，模数转换器，微控制器，所述温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器通过对应的信号调理电路与所述模数转换器相连，所述模数转换器与微控制器相连。通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：本发明可以同时采集温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器，实用更方便。
Description
技术领域
本发明属于测量技术领域，具体涉及一种在线式化学传感器信号采集器。
背景技术
在化学实验过程中，传感器数据的采集是化学分析的基础。因此我们需要实时不间断地采集整个化学反应过程中电位，pH值，温度，压强等信号的变化，从而分析化学反应原理等。传统的化学传感器信号采集装置一方面不能做信号实时采集与记录，需要人工读取，再进行记录，耗时费力。另一方面，各传感器信号采集装置分立，需要实验人员人工整合，如采集温度信息的温度计，采集pH值信息的PH计等。而且，传统的化学传感器信号采集装置在无实验人员干预下无法做到在线式不间断测量。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，找到一种在线式化学传感器信号采集器可以同时采集电位，pH值，温度，压强信号。
为了实现所述目的，本发明一种在线式化学传感器信号采集器，包括温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器，模数转换器，微控制器，所述温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器通过对应的信号调理电路与所述模数转换器相连，所述模数转换器与微控制器相连。
优选的，所述微控制器通过SPI总线与模数转换器一端相连。
优选的，所述温度传感器为PT1000热电阻。
优选的，所述PT1000热电阻所对应的信号调理电路包括运算放大器、R1、R2、R3，所述电阻R1一端与5V高电平相连，另一端分别与电阻R2和运算放大器引脚5相连，所述电阻R2一端分别与电阻R1和运算放大器引脚5相连，另一端接地，所述PT1000热电阻一端与5V高电平相连，另一端分别与电阻R3和运算放大器引脚6相连，所述电阻R3一端分别与PT1000热电阻和运算放大器引脚6相连，另一端与运算放大器引脚7连接。不但电路简单，而且调理效果好。
优选的，所述气压传感器为PTZ612，所述pH值传感器为雷磁E-201-C复合电极，所述电势传感器为铂电极。采用PTZ612、雷磁E-201-C复合电极、铂电极，其优点在于相互之前干扰小，提高传感器的准确性。
一种在线式化学传感器信号采集器，包括采集器本体，所述采集器本体包括上壳体和下壳体，所述上壳体两侧设有开口向下的上槽，所述下壳体两侧设有与上槽相对应的开口向上的下槽，所述上槽与对应的下槽之间设有圆柱形传感器接口，所述采集器本体前端设有输出部。相对与常规的一体设计，这样的结构，安装更方便。
优选的，所述上槽为半椭圆形，所述下槽为半椭圆形，所述上槽下方连接有上软垫，所述下槽上方设有下软垫，所述上软垫上部形状与上槽相对应，所述上软垫下部为半圆形，所述下软底垫下部形状与下槽相对应，所述下软垫上部形状为半圆形，所述上软垫与对应的下软垫配合加紧所述圆柱形传感器接口。保证圆柱形传感器接口与软垫密封卡紧，且便于取出安装。
优选的，所述半椭圆形的长轴位于水平方向上。这样的结构，不但圆柱形传感器接口与软垫密封卡紧效果好，而且降低软垫的精度要求。
优选的，所述采集器本体上表面左侧设有开口向左的第一U型槽，所述采集器本体上表面右侧设有开口向右的第二U型槽，所述采集器本体上表面后侧设有开口向后的第三U型槽。便于采集器本体与其他连接结构连接、便于手持。
优选的，所述第一U型槽下端、第二U型槽下端、第三U型槽下端均设有橡胶垫，所述橡胶垫的厚度由采集器本体边缘向采集器本体中心方向递减。便于手持，不会滑落。
通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：本发明可以同时采集温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器，实用更方便。
附图说明
图1为本发明实施例一的连接图；
图2为本发明实施例一中PT1000的信号调理电路；
图3为本发明实施例二的整体结构示意图；
图4为图3中A处的局部放大图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
实施例一：
如图1、图2所示，一种在线式化学传感器信号采集器，包括温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器，模数转换器，微控制器，温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器通过对应的信号调理电路与模数转换器相连，模数转换器另一端通过SPI总线与微控制器相连。温度传感器为PT1000热电阻，气压传感器为PTZ612，pH值传感器为雷磁E-201-C复合电极，电势传感器为铂电极，各传感器均可以采用现有的信号调理电路，在此不再一一阐述，作为一种优选信号调理电路，温度传感器PT1000热电阻所对应的信号调理电路包括运算放大器、R1、R2、R3，电阻R1一端与5V高电平相连，另一端分别与电阻R2和运算放大器引脚5相连，电阻R2一端分别与电阻R1和运算放大器引脚5相连，另一端接地，PT1000热电阻一端与5V高电平相连，另一端分别与电阻R3和运算放大器引脚6相连，电阻R3一端分别与PT1000热电阻和运算放大器引脚6相连，另一端与运算放大器引脚7连接，R1、R2、R3的电阻均为1000欧，运算放大器为mcp6002，两个传感器可以共用一个放大器，进而节省空间和材料。温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器采集的信息通过对应的信号调理电路调理后，再通过模数转换器转换信号，进而使得微控制器可以接受温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器的数据，实现同时采集的目的。
使用时，微控制器通过串行总线与PC机相连，在PC机上设置采集周期等参数，开始采集。实验过程中，无需手动记录数据，并且可以实时观察化学反应的温度，pH值等数据的变化情况，在实验结束后，将得到的数据转存到EXCEL中，进行进一步的实验数据分析。
实施例二：
如图3、图4所示，一种在线式化学传感器信号采集器，包括采集器本体11，采集器本体11包括上壳体111和下壳体112，上壳体111两侧设有开口向下的上槽12，下壳体112两侧设有与上槽12相对应的开口向上的下槽13，上槽12与对应的下槽13之间设有圆柱形传感器接口14，采集器本体11前端设有输出部15，外壳上表面设有电源指示灯16。上槽12为半椭圆形，下槽13为半椭圆形，上槽12下方连接有上软垫17，下槽13上方设有下软垫18，上软垫17上部形状与上槽12相对应，上软垫17下部为半圆形，下软底垫下部形状与下槽13相对应，下软垫18上部形状为半圆形，上软垫17与对应的下软垫18配合加紧圆柱形传感器接口14，半椭圆形的长轴位于水平方向上。采集器本体11上表面左侧设有开口向左的第一U型槽19，采集器本体11上表面右侧设有开口向右的第二U型槽20，采集器本体11上表面后侧设有开口向后的第三U型槽21。第一U型槽19下端、第二U型槽20下端、第三U型槽21下端均设有橡胶垫，橡胶垫的厚度由采集器本体11边缘向采集器本体11中心方向递减。
通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：本发明可以同时采集温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器，实用更方便。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (10)
1.一种在线式化学传感器信号采集器，其特征在于：包括温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器，模数转换器，微控制器，所述温度传感器、气压传感器、pH值传感器、电势传感器通过对应的信号调理电路与所述模数转换器相连，所述模数转换器与微控制器相连。
2.如权利要求1所述的一种在线式化学传感器信号采集器，其特征在于：所述微控制器通过SPI总线与模数转换器一端相连。
3.如权利要求1所述的一种在线式化学传感器信号采集器，其特征在于：所述温度传感器为PT1000热电阻。
4.如权利要求3所述的一种在线式化学传感器信号采集器，其特征在于：所述PT1000热电阻所对应的信号调理电路包括运算放大器、R1、R2、R3，所述电阻R1一端与5V高电平相连，另一端分别与电阻R2和运算放大器引脚5相连，所述电阻R2一端分别与电阻R1和运算放大器引脚5相连，另一端接地，所述PT1000热电阻一端与5V高电平相连，另一端分别与电阻R3和运算放大器引脚6相连，所述电阻R3一端分别与PT1000热电阻和运算放大器引脚6相连，另一端与运算放大器引脚7连接。
5.如权利要求1所述的一种在线式化学传感器信号采集器，其特征在于：所述气压传感器为PTZ612，所述pH值传感器为雷磁E-201-C复合电极，所述电势传感器为铂电极。
6.一种在线式化学传感器信号采集器，包括采集器本体，其特征在于：所述采集器本体包括上壳体和下壳体，所述上壳体两侧设有开口向下的上槽，所述下壳体两侧设有与上槽相对应的开口向上的下槽，所述上槽与对应的下槽之间设有圆柱形传感器接口，所述采集器本体前端设有输出部。
7.如权利要求6所述的一种在线式化学传感器信号采集器，其特征在于：所述上槽为半椭圆形，所述下槽为半椭圆形，所述上槽下方连接有上软垫，所述下槽上方设有下软垫，所述上软垫上部形状与上槽相对应，所述上软垫下部为半圆形，所述下软底垫下部形状与下槽相对应，所述下软垫上部形状为半圆形，所述上软垫与对应的下软垫配合加紧所述圆柱形传感器接口。
8.如权利要求6所述的一种在线式化学传感器信号采集器，其特征在于：所述半椭圆形的长轴位于水平方向上。
9.如权利要求6所述的一种在线式化学传感器信号采集器，其特征在于：所述采集器本体上表面左侧设有开口向左的第一U型槽，所述采集器本体上表面右侧设有开口向右的第二U型槽，所述采集器本体上表面后侧设有开口向后的第三U型槽。
10.如权利要求6所述的一种在线式化学传感器信号采集器，其特征在于：所述第一U型槽下端、第二U型槽下端、第三U型槽下端均设有橡胶垫，所述橡胶垫的厚度由采集器本体边缘向采集器本体中心方向递减。
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