CN110440937A - 一种具有温度检测以及报警功能的pH分析仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有温度检测以及报警功能的pH分析仪，包括外壳，所述外壳内安装有电路板，所述电路板与所述外壳之间有空隙，在所述间隙处设置有温度传感器，所述温度传感器连接有控制单元，所述控制单元连接有LCD显示屏，所述LED显示屏上还连接有背光控制单元；所述控制单元还连接有语音报警单元；该pH分析仪通过在电路板与外壳之间的空隙处设置温度传感器，温度传感器将采集到的环境温度信号传递给控制单元，在传统pH分析仪内部加入少量器件使得分析仪可以感知运行环境温度，并可以根据环境温度控制分析仪工作状态，避免分析仪在危险或恶劣环境中工作引起安全事故，且可以在极端情况下可以保护分析仪本身的安全。
Description
技术领域
本发明涉及pH分析仪技术领域，特别涉及一种具有温度检测以及报警功能的pH分析仪。
背景技术
在许多工业生产环境中，尤其是需要用到酸碱物质的工厂，pH测量是一件非常重要的事，pH分析仪可满足pH测量的需求，但pH分析仪工作环境多为危险性环境，存在爆炸和火灾的风险，如何防止pH分析仪在危险环境中引起事故或保护分析仪自身安全是目前市场上pH分析仪不具备的功能。
在户外现场安装的pH分析仪，为了不受阳光雨水风沙的侵蚀，同时出于防盗和保护分析仪的目的，通常将pH分析仪安装在密封的不锈钢箱体中，某些情况下会使用太阳能和蓄电池作为分析仪的能源供应，将蓄电池一同安装到箱体中。箱体受日照后内部温度升高，高温会对分析仪测量的准确性和本身可靠性寿命产生影响，严重时高温可引起分析仪、电池燃烧，而户外现场的这些问题无法被维护人员及时发现，导致出现安全事故。
通过增加额外温度或烟雾检测装置的方法可以及时发现上述问题，但这种做法会大幅度增加pH分析仪的使用成本，且外置检测装置的信号如果需要传输到远端还需另设通信线路，成本非常高。
发明内容
为了解决现有的pH分析仪在高温情况下有安全隐患的问题，本发明提供一种具有温度检测以及报警功能的pH分析仪。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种具有温度检测以及报警功能的pH分析仪，包括外壳，所述外壳内安装有电路板，所述电路板与所述外壳之间有空隙，在所述间隙处设置有温度传感器，所述温度传感器连接有控制单元，所述控制单元连接有LCD显示屏，所述LED显示屏上还连接有背光控制单元；所述控制单元还连接有语音报警单元。
在上述技术方案中，所述背光控制单元包括三极管，所述三极管的基极与所述控制单元连接，所述三极管的集电极与所述LCD显示屏连接。
在上述技术方案的基础上，所述单片机还连接有通讯输出单元。
在上述技术方案中，优选的，所述通讯单元是485通讯单元。
在上述技术方案中，优选的，所述温度传感器与所述控制单元之间还设有运算放大器，所述温度传感器与所述运算放大器的输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述控制单元连接。
进一步的，所述语音报警单元包括扬声器，所述扬声器与语音芯片的输出端连接，所述语音芯片的输入端与所述控制单元连接。
在上述技术方案，作为优选的，所述控制单元是单片机。
本发明相对与现有技术的有益效果是：该pH分析仪通过在电路板与外壳之间的空隙处设置温度传感器，温度传感器将采集到的环境温度信号传递给控制单元，在传统pH分析仪内部加入少量器件使得分析仪可以感知运行环境温度，并可以根据环境温度控制分析仪工作状态，避免分析仪在危险或恶劣环境中工作引起安全事故，且可以在极端情况下可以保护分析仪本身的安全。
另外，使用分析仪处理器内部温度值修正环境温度传感器检测值，可精确测量分析仪所处环境温度，系统对于警情无误判与漏判，可靠性高，还可以通过分析仪工作环境温度补偿分析仪电路温漂，提高测量精度。
附图说明
图1是本发明的结构图；
图2是本发明的电路框架图；
图3是控制单元的电路图；
图4是系统电源单元的电路图；
图5是温度检测单元的电路图；
图6是LCD显示单元的电路图；
图7是语音报警单元的电路图；
图8是通讯输出单元的电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，一种具有温度检测以及报警功能的pH分析仪，包括外壳1，在外壳1内安装有电路板2，电路板2与外壳1之间有空隙，在间隙处设置有温度传感器3，在本实施例中，温度传感器采用DOCOROM公司生产的型号为TR/02115的温度传感器，在此需要说明的是，其他型号的温度传感器也在本发明的保护范围内。具体的温度传感器放置于pH分析仪内部的电路板上，温度传感器3远离分析仪内部发热器件，减少分析仪本身工作时产生的热量影响环境温度检测，且将温度传感器3放置于电路板2最接近分析仪外壳的位置，保证温度传感器3能够检测到分析仪所处环境的温度。
如图2所示，该温度传感器所对应的环境温度检测单元10连接有控制单元20，控制单元20连接有LCD显示屏30，LED显示屏30上还连接有背光控制单元40；另外，控制单元20还连接有语音报警单元50、通讯输出单元60以及系统电源单元70。
如图3所示，在本实施例中，控制单元20采用型号为STM32F103的单片机作为处理器，其外围电路如图3所示，在本实施例中就不在赘述，另外，在此需要说明的是，虽然本在本实施例中采用该型号的单片机作为处理器，但本发明的保护范围不局限于此，其他型号的单片机或者其他类型的处理器都在本发明的保护范围内。
如图4所示，系统电源单元70包括用来整流的AC-DC的芯片，市电经过整流芯片后再依次经过滤波电路、电压隔离芯片、稳压芯片后为整个电路供电。
如图5所示，温度传感器与运算放大器的正极输入端连接，温度传感器的信号经过运输放大器放大后输出到单片机中，单片机根据温度信号来做出想对应的反馈。
如图6所示，单片机连接用用来显示的LCD12232系列点阵型液晶显示模块，另外，通过三极管Q2来进行背光控制，三极管Q2的基极与单片机连接，三极管Q2的集电极与LCD显示屏连接。
如图7所示，语音报警单元包括扬声器，扬声器与语音芯片MK917的输出端连接，语音芯片MK917的输入端与单片机连接，语音芯片中能够存储一定的语音，单片机能够控制语音芯片根据不同的情况来发出不同的语音信息从而提醒工作人员。
如图8所示，该单片机连接的通讯单元是485通讯单元。
本发明的工作流程是：首先读取处理器内部温度传感器数值，作为分析仪内部工作温度，再读取温度传感器的数值，通过求差的方法计算分析仪实际运行的环境温度值。这种处理方式可以消除分析仪处理器自身发热引起的测量误差，得到准确的运行环境温度。
若运行环境温度超过允许的工作温度，分析仪内部安全检测算法关闭系统全部功能(测量、继电器输出、电流输出)，防止pH分析仪控制的下行设备在高温环境中工作引起重大事故。安全检测算法驱动语音报警单元，产生连续的报警信号，并驱动LCD显示屏背光闪烁，达到声光报警的效果。同时，安全检测算法控制分析仪通信通道，优先向远端发送报警信号，通知远端人员现场存在的险情。
若运行环境温度接近预设的临界工作温度，分析仪内部安全检测算法关闭部分系统功能(如背光、继电器等)降低系统功耗，减少发热量，并驱动语音报警单元产生警告信号，同时在LCD显示屏上叠加显示“！”，提示现场人员处理安全隐患。
若系统产生温度报警，则安全检测算法关闭系统全部功能，产生报警信号(声光报警、通信报警)，直至人工干预解除报警；若系统产生温度警告，安全检测算法只关闭系统部分功能，测量与通信等主要功能还在运行，温度恢复正常时，系统自动开启全部功能。环境温度值可用于电路温漂补偿，提供高精度的pH测量信号。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种具有温度检测以及报警功能的pH分析仪，包括外壳，其特征在于：所述外壳内安装有电路板，所述电路板与所述外壳之间有空隙，在所述间隙处设置有温度传感器，所述温度传感器连接有控制单元，所述控制单元连接有LCD显示屏，所述LED显示屏上还连接有背光控制单元；所述控制单元还连接有语音报警单元。
2.根据权利要求1所述的pH分析仪，其特征在于：所述背光控制单元包括三极管，所述三极管的基极与所述控制单元连接，所述三极管的集电极与所述LCD显示屏连接。
3.根据权利要求1所述的pH分析仪，其特征在于：所述单片机还连接有通讯输出单元。
4.根据权利要求3所述的pH分析仪，其特征在于：所述通讯单元是485通讯单元。
5.根据权利要求1所述的pH分析仪，其特征在于：所述温度传感器与所述控制单元之间还设有运算放大器，所述温度传感器与所述运算放大器的输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述控制单元连接。
6.根据权利要求1所述的pH分析仪，其特征在于：所述语音报警单元包括扬声器，所述扬声器与语音芯片的输出端连接，所述语音芯片的输入端与所述控制单元连接。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的pH分析仪，其特征在于：所述控制单元是单片机。
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