CN105784957A - 一种工业水质多参数监控系统 - Google Patents

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胡晓荣
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胡瑜
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Abstract

本发明公开了一种工业水质多参数监控系统，包含检测终端以及与其连接的监控终端，所述检测终端包含重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块、微控制器模块、数据传输模块和电源模块；所述重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块和温度检测模块分别与微控制器模块连接，所述数据传输模块和电源模块分别连接在微控制器模块的相应端口上；本发明集多功能检测于一体，一台仪器能检测多种参数，应用方便，二是方便测量信号的统一引出处理，三是提高了溶液或水质的分析精度，另外也大大提高了传感器的性价比。

Description

一种工业水质多参数监控系统
技术领域
本发明涉及一种水质多参数传感器，尤其涉及一种工业水质多参数监控系统，属于水质检测领域。
背景技术
养殖用水由于受到人类活动以及其它因素的影响，造成进入水体的物质超过了水体自净能力，导致水质恶化，影响到水体用途。其中主要的污染物有：重金属污染物，非金属无机有毒污染物，有毒有机物，耗氧有机物，酸、碱污染物，这些都会严重影响养殖业的发展。鉴于此，业界开发了多种水质检测设备，但是此类设备的综合检测能力往往不足，检测参数
较为单一，且数据不利于传送。
在工业生产或环境保护中，对溶液参数或水质的检测是进行工业控制的基本要求。通常对溶液或水质的检测和分析涉及到温度、pH值及电导率等多个参数。目前的同类传感器，大都是单一功能，在需要多参数检测的场合，一般需要分别设置不同的传感器。这种设置不仅使测量设施繁琐、不便于参数信号统一处理，而且由于各个传感器安装位置的差异，会造成对溶液或水质综合分析的误差，再是传感器功能单一也增加了使用和制造成本。
另外，由于pH玻璃电极在测试中，参比缓冲溶液需要通过盐桥向被测溶液渗透，因此不可避免的造成如下问题：一是参比溶液中的氯离子浓度在逐步变化，造成了测量结果的缓慢漂移。在对于pH精度要求非常高的测量场合，需要对电极经常性的进行校验，这样不仅费事，而且很不利于连续测量；二是当参比溶液的压力低于待测溶液的压力时，会产生待测溶液通过盐桥对参比溶液的反向渗透，这样会造成计量失准，甚至造成传感器失效；三是随着参比溶液的流失，使测量精度达不到要求，进而造成传感器报废，使用寿命短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种工业水质多参数监控系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案
一种工业水质多参数监控系统，包含检测终端以及与其连接的监控终端，所述检测终端包含重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块、微控制器模块、数据传输模块和电源模块；所述重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块和温度检测模块分别与微控制器模块连接，所述数据传输模块和电源模块分别连接在微控制器模块的相应端口上；所述监控终端包含控制器模块以及分别与其连接的显示模块、数据存储模块、时钟模块；
其中，PH检测模块，用于检测水质的PH值；
ORP检测模块，用于检测水质的氧化性；
电导率检测模块，用于检测水质的硬化度与矿化度；
溶解氧检测模块，用于检测水质的溶解氧的含量；
温度检测模块，用于检测水质的温度；
微控制器模块，用于发送检测指令并处理水质的各项检测参数；
显示模块，用于实时显示水质的各项检测参数；
数据存储模块，用于存储水质的各项检测参数；
时钟模块，用于实时记录检测时间。
作为本发明一种工业水质多参数监控系统的进一步优选方案，所述溶解氧检测模块采用芯片型号为499ADO的溶解氧传感器。
作为本发明一种工业水质多参数监控系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。
作为本发明一种工业水质多参数监控系统的进一步优选方案，所述ORP检测模块采用芯片型号为ORP-412的ORP测定仪。
作为本发明一种工业水质多参数监控系统的进一步优选方案，所述PH检测模块采用芯片型号为pH170的PH测定仪。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明集多功能检测于一体，一台仪器能检测多种参数，应用方便，二是方便测量信号的统一引出处理，三是提高了溶液或水质的分析精度，另外也大大提高了传感器的性价比；
2、本发明还设有时钟模块和数据存储模块，通过数据存储模块实时存储微控制器模块发送检测指令并处理水质的各项检测参数，通过时钟模块实时记录存储时间，有效地避免因传感器故障带来的数据丢失。
附图说明
图1是本发明检测终端的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
一种工业水质多参数监控系统，包含检测终端以及与其连接的监控终端，如图1所示，所述检测终端包含重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块、微控制器模块、数据传输模块和电源模块；所述重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块和温度检测模块分别与微控制器模块连接，所述数据传输模块和电源模块分别连接在微控制器模块的相应端口上；所述监控终端包含控制器模块以及分别与其连接的显示模块、数据存储模块、时钟模块。
所述PH检测模块，用于检测水质的PH值；
所述ORP检测模块，用于检测水质的氧化性；
所述电导率检测模块，用于检测水质的硬化度与矿化度；
所述溶解氧检测模块，用于检测水质的溶解氧的含量；
所述温度检测模块，用于检测水质的温度；
所述微控制器模块，用于发送检测指令并处理水质的各项检测参数；
所述显示模块，用于实时显示水质的各项检测参数；
所述数据存储模块，用于存储水质的各项检测参数；
所述时钟模块，用于实时记录检测时间；
所述电源模块，用于提供微控制器模块所需工作电源。
所述重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块与微控制器模块设有一模数转换器。所述重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块将采集数据通过模数转换器可以更好地将采集水质的各项检测参数传输至微控制器模块。
所述重金属检测模块包含光源和光电传感器，所述光源和电源模块连接，所述光电传感器通过模数转换器与微控制器模块连接。将光源透过水质照射到光电传感器上，光电传感器产生模拟电信号，进而将产生的电信号经过模数转换器传入微控制器模块分析得出于利用不同光波检测水质中的重金属含量；进而存在数据存储模块中通过显示模块实时显示。
所述电导率检测模块包含依次连接的第一电导电极、绝缘体及第二电导电极。电导率检测模块用于检测水的硬化度与矿化度；将第一电导电极和第二电导电极插入水中，第一电导电极和第二电导电极把检测到的信号经过模数转换器传入微控制器模块，所述微控制器模块把信号转为数据、计算后得到的电导率数据分析得出水质的硬化度与矿化度；进而存在数据存储模块中，然后传到显示屏上显示出来。
在本发明中，所述溶解氧检测模块采用芯片型号为499ADO的溶解氧传感器，499ADO溶解氧传感器是一种隔膜覆盖的电流传感器，其由阴电极、阳电极和电解液构成，阴电极上覆盖着一层允许氧气渗透的隔膜。传感器工作期间，被测液体中的氧分子通过隔膜扩散至阴电极上，施加在阴电极上的极化电压将氧分子还原成氢氧根离子，进而在阴、阳电极之间产生电流，该电流由分析仪器检测出来，其与氧分子达到阴电极的速率成正比，并最终与被测液体中溶解氧的浓度成正比。由于氧分子通过隔膜的扩散速率取决于被测液体的温度，所以，传感器的响应时间一定要校正温度对隔膜渗透性的影响。溶解氧传感器中内置了Pt100温度探头，因此，分析仪可以对温度进行自动修正。
其中，所述微控制器模块采用AVR系列单片机，所述ORP检测模块采用芯片型号为ORP-412的ORP测定仪，所述PH检测模块采用芯片型号为pH170的PH测定仪。
综上所述，本发明集多功能检测于一体，一台仪器能检测多种参数，应用方便，二是方便测量信号的统一引出处理，三是提高了溶液或水质的分析精度，另外也大大提高了传感器的性价比；本发明还设有时钟模块和数据存储模块，通过数据存储模块实时存储微控制器模块发送检测指令并处理水质的各项检测参数，通过时钟模块实时记录存储时间，有效地避免因传感器故障带来的数据丢失。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种工业水质多参数监控系统，其特征在于：包含检测终端以及与其连接的监控终端，所述检测终端包含重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块、温度检测模块、微控制器模块、数据传输模块和电源模块；所述重金属检测模块、PH检测模块、ORP检测模块、电导率检测模块、溶解氧检测模块和温度检测模块分别与微控制器模块连接，所述数据传输模块和电源模块分别连接在微控制器模块的相应端口上；所述监控终端包含控制器模块以及分别与其连接的显示模块、数据存储模块、时钟模块；
其中，PH检测模块，用于检测水质的PH值；
ORP检测模块，用于检测水质的氧化性；
电导率检测模块，用于检测水质的硬化度与矿化度；
溶解氧检测模块，用于检测水质的溶解氧的含量；
温度检测模块，用于检测水质的温度；
微控制器模块，用于发送检测指令并处理水质的各项检测参数；
显示模块，用于实时显示水质的各项检测参数；
数据存储模块，用于存储水质的各项检测参数；
时钟模块，用于实时记录检测时间。
2.根据权利要求1所述的一种工业水质多参数监控系统，其特征在于：所述溶解氧检测模块采用芯片型号为499ADO的溶解氧传感器。
3.根据权利要求1所述的一种工业水质多参数监控系统，其特征在于：所述微控制器模块采用AVR系列单片机。
4.根据权利要求1所述的一种工业水质多参数监控系统，其特征在于：所述ORP检测模块采用芯片型号为ORP-412的ORP测定仪。
5.根据权利要求1所述的一种工业水质多参数监控系统，其特征在于：所述PH检测模块采用芯片型号为pH170的PH测定仪。
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