CN113008837B - 一种高精度浊度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度浊度传感器，包括信号处理模块；信号处理模块包括：积分放大器；高通滤波电路；第一运算放大器；第二运算放大器；振荡电路；低通滤波电路；差分放大器；第三运算放大器；比较器；第四运算放大器。本发明的浊度传感器性价比高，可靠性和稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及浊度检测技术领域，尤其涉及一种高精度浊度传感器。
背景技术
随着我国经济的快速发展，水污染的现象日益严重，大量含有害化学物质的污染物排入自然界水中。这些污染物不仅造成了严重的环境污染，也制约着社会和经济的发展。浊度作为水质衡量指标有一定的历史。无论是研究机构，还是环保部门，都非常重视浊度检测。
鉴于目前国内的浊度计产品较少，但对江河、渠道等浊度的检测十分必要，且采购国外的设备后期维护不方便，价格昂贵。因此，设计一款高性价比，且具有一定稳定性和可靠性的浊度计很有必要。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种性价比高，可靠性和稳定性好的高精度浊度传感器。
本发明提供的一种高精度浊度传感器，包括信号处理模块；所述信号处理模块包括：积分放大器、高通滤波电路、第一运算放大器、第二运算放大器、振荡电路、低通滤波电路、差分放大器、第三运算放大器、比较器和第四运算放大器；其中，
所述积分放大器，用于将电流信号转换为电压信号，所述积分放大器包括：运放U1，电阻R19，电容C8，电容C9；
运放U1的2脚、电阻R19第一端以及电容C8第一端共同连接；
运放U1的1脚、电阻R19第二端以及电容C8第二端分别与高通滤波电路的输入端连接；
运放U1的3脚和4脚接分别接电源；
运放U1的4脚通过电容C9接地；
所述高通滤波电路，与所述积分放大器相连接，用于滤除低频信号，所述高通滤波电路包括：电容C7，电阻R18；
电容C7第一端接积分放大器的输出端，电容C7第二端接电阻R18第一端；
电阻R18第二端接第一运算放大器的输入端；
所述第一运算放大器，与所述高通滤波电路相连接，用于信号放大，所述第一运算放大器包括：运放U1，电阻R12，电阻R16；
运放U1的5脚与高通滤波电路的输出端连接；
运放U1的6脚、电阻R12第一端以及电阻R16第一端共同连接；
电阻R12第二端接地；
运放U1的7脚和电阻R16第二端分别接第二运算放大器输入端；
所述第二运算放大器，与所述第一运算放大器相连接，用于信号放大，所述第二运算放大器包括：运放U1，电阻R14，电阻R20，电阻R21；
运放U1的9脚、电阻R14第一端和电阻R20第一端共同连接；
运放U1的10脚分别与电阻R21第一端和振荡电路输出端连接；
电阻R20第二端和电阻R21第二端分别与第一运算放大器输出端连接；
运放U1的8脚和电阻R14第二端分别与低通滤波电路的输入端连接；
所述振荡电路，与所述第二运算放大器相连接，用于输出方波信号，所述振荡电路包括：振荡器，电阻R2，电容C15，逻辑开关，电容C11；
振荡器的1脚接电源，2脚接地；
振荡器的3脚、电阻R2第一端以及逻辑开关的3脚和7脚共同连接；
振荡器的4脚和5脚、电阻R2第二端以及电容C15第一端共同连接；
电容C15第二端接地；
逻辑开关的1脚接第二运算放大器的运放U1的10脚；
逻辑开关的2脚接地，4脚、8脚接电源；
逻辑开关的4脚通过电容C11接地；
所述低通滤波电路，与所述第二运算放大器相连接，用于滤除高频信号，所述低通滤波电路包括：电阻R13，电容C10；
电阻R13第一端接第二运算放大器的输出端；
电阻R13第二端和电容C10第一端分别接差分放大器的输出端；
电容C10第二端接地；
所述差分放大器，与所述低通滤波电路相连接，用于抬高信号电平，所述差分放大器包括：运放U2，运放U3，电阻R5，电阻R22，电阻R32，电容C6；
运放U2的3脚接低通滤波电路的输出端；
运放U2的4脚和7脚接电源，5脚接地，6脚接第三运算放大器的输入端；
运放U2的2脚、电阻R5第一端和电阻R22第一端共同连接；
电阻R22第二端接地；
运放U3的8脚和9脚以及电阻R5第二端共同连接；
运放U3的10脚、电阻R32第一端和电容C6第一端共同连接；
电阻R32第二端接电源；
电容C6第二端接地；
所述第三运算放大器，与所述差分放大器相连接，用于信号放大，所述第三运算放大器包括：运放U3，电阻R6，电阻R23，电阻R28；
电阻R23第一端接差分放大器的输出端；
运放U3的5脚和电阻R23第二端连接；
运放U3的6脚、电阻R6第一端和电阻R28第一端共同连接；
电阻R28第二端接地；
运放U3的7脚和电阻R6第二端分别与第四运算放大器的输入端连接；
所述比较器，与所述第三运算放大器相连接，用于信号修正，所述比较器包括：运放U3，稳压管D3，电阻R1，电阻R26，电阻R31，电阻R33，电容C5；
运放U3的1脚和稳压管D3的阴极相连，稳压管D3的阳极和运放U3的5脚相连；
运放U3的2脚、电阻R1第一端和电阻R26第一端共同连接；
电阻R1第二端和第三运算放大器的输出端相连；
电阻R26第二端接地；
运放U3的3脚、电阻R31第一端和电阻R33第一端共同连接；
电阻R31第二端和电阻R32第一端相连；
电阻R33第二端接地；
运放U3的4脚和11脚接电源；
运放U3的4脚和电容C5的负极相连，电容C5的正极接地；
所述第四运算放大器，与第三运算放大器相连接，用于信号放大，所述第四运算放大器包括：运放U3，电阻R7；
运放U3的13脚分别与电阻R7第一端和第三运算放大器的输出端相连；
运放U3的14脚与电阻R7第二端相连接；
运放U3的12脚接地。
优选的，高精度浊度传感器还包括壳体和光学模块；其中，
所述壳体，包括主壳体和固定安装于所述主壳体一端的光源壳体，所述光源壳体的侧壁上开设有检测窗，所述信号处理模块设置于所述主壳体内；
所述光学模块，设置于所述光源壳体内，与所述信号处理模块相连接，用于检测浊度信号并传输至所述信号处理模块。
优选的，所述光学模块包括发射单元、接收单元、滤光片、树脂透镜和温度补偿电路；
所述发射单元，设置于所述光源壳体内，用于经所述检测窗发射检测光，所述发射单元上设置有遮光套管；
所述接收单元，设置于所述光源壳体内，位于所述发射单元的一侧，与所述信号处理模块相连接，用于经所述检测窗接收反射光；
所述滤光片，设置于所述光源壳体内，靠近所述检测窗设置，用于过滤所述反射光；
所述树脂透镜，填充的设置于所述光源壳体内，所述树脂透镜位于所述检测窗处的壁面为抛光面；
所述温度补偿电路，与所述发射单元相连接，用于根据外界温度调节所述检测光的强度。
优选的，所述发射单元为激光二极管；所述接收单元为硅光电二极管。
优选的，高精度浊度传感器还包括信号输出模块；所述信号输出模块包括与所述信号处理模块相连接的电压电流转换电路，用于将所述信号处理模块输出的信号转换为4-20mA电流信号并输出。
优选的，所述主壳体远离所述光源壳体的一端设置有接线端子；所述接线端子分别与所述信号输出模块和光学模块相连接，用于提供电源接口和数据传输接口。
优选的，所述温度补偿电路包括：运放U5，热敏电阻U6，电阻R9，运放U1，电阻R15，电阻R17，三极管；
运放U5的2脚和电阻R9第一端相连，运放U5的3脚和热敏电阻U6第一端相连；
电阻R9第二端和热敏电阻U6第二端共同接地；
运放U5的4脚和7脚接电源，运放U5的5脚接运放U3的8脚接，运放U5的6脚接逻辑开关的6脚；
运放U1的12脚和电阻R15第一端与逻辑开关的5脚相连；
电阻R15第二端接地；
运放U1的13脚和电阻R17第一端与激光二极管的1脚相连；
电阻R17第二端接地；
运放U1的14脚和三极管第一N级相连；
三极管第二N级和激光二极管的2脚相连；
三极管P级接电源。
优选的，所述电压电流转换电路包括：运放U4，电阻R3，电阻R36，电阻R39，电阻R40，电容C1，电容C18；
运放U4的1脚和电阻R39第一端相连；
运放U4的2脚和第四运算放大器的输出端相连接；
运放U4的3脚接地；
运放U4的4脚、电容C1第一端和电阻R36第一端共同连接；
电容C1第二端接地，电阻R36第二端接电源；
运放U4的5脚和电阻R40第一端相连；
运放U4的6脚、电阻R39第二端和电阻R40第二端共同连接；
运放U4的7脚、电阻R3第一端和电容C18第一端共同连接；
电阻R3第二端接电源，电容C18第二端接地。
相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：
(1)本发明的高精度浊度传感器的光学模块通电后，激光二极管发射出相应波长范围的光谱，光谱接触到障碍物后进行反射，反射光被硅光电二极管接收，硅光电二极管接收到的信号传至信号处理模块。信号处理模块将接收的信号进行滤波、多级放大等相关处理，确保了信号的准确性。最终将处理好的信号发送给信号输出模块，信号输出模块将信号整合成4-20mA信号后输出，最终获得检测信号值。
(2)光学模块包括由温度补偿电路，可根据水体的温度调节激光二极管的发射强度，确保了信号接收的稳定性。
(3)本发明的光路结构采用后向散射光，散射角度在140-170度之间，可有效提高浊度的检测范围。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为高精度浊度传感器的结构示意图；
图2为图1的侧视剖面结构示意图；
图3为图2中A处的放大结构示意图；
图4为积分放大器的电路图；
图5为高通滤波电路的电路图；
图6为第一运算放大器的电路图；
图7为第二运算放大器的电路图；
图8为振荡电路的电路图；
图9为低通滤波电路的电路图；
图10为差分放大器的电路图；
图11为第三运算放大器和比较器的电路图；
图12为第四运算放大器的电路图；
图13为温度补偿电路的电路图；
图14为电压电流转换电路的电路图。
图中标号：001、主壳体；002、光源壳体；003、检测窗；004、PCB板；005、激光二极管；006、遮光套管；007、硅光电二极管；008、滤光片；009、树脂透镜；010、抛光面；011、接线端子。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参考图1～图14，本发明的实施例提供了一种高精度浊度传感器，包括信号处理模块、壳体、光学模块和信号输出模块；其中，
信号处理模块包括：
积分放大器，用于将电流信号转换为电压信号；
高通滤波电路，与积分放大器相连接，用于滤除低频信号；
第一运算放大器，与高通滤波电路相连接，用于信号放大；
第二运算放大器，与第一运算放大器相连接，用于信号放大；
振荡电路，与第二运算放大器相连接，用于输出方波信号；
低通滤波电路，与第二运算放大器相连接，用于滤除高频信号；
差分放大器，与低通滤波电路相连接，用于抬高信号电平；
第三运算放大器，与差分放大器相连接，用于信号放大；
比较器，与第三运算放大器相连接，用于信号修正；
第四运算放大器，与第三运算放大器相连接，用于信号放大。
壳体，包括主壳体001和固定安装于主壳体001一端的光源壳体002，光源壳体的侧壁上开设有检测窗003，信号处理模块设置于主壳体001内；
光学模块，设置于光源壳体002内，与信号处理模块相连接，用于检测浊度信号并传输至信号处理模块；
信号输出模块，包括与信号处理模块相连接的电压电流转换电路，用于将信号处理模块输出的信号转换为4-20mA电流信号并输出。
在本实施例中，信号处理模块是高精度浊度传感器的核心部分，光学模块接收到的信号仅有μA级别，抗干扰能力很弱，因此信号处理模块的好坏对浊度计的精度和准确度影响较大。
信号处理模块的各个电路均设置在PCB板004上，安装于主壳体001内，对检测信号进行处理，通过滤波及一系列相关运算放大处理，最终获取相应的浊度信号值，确保了信号的准确性与稳定性，使得检测数据真实可靠，为检测人员提供了准确的浊度检测数据。
电路在放大微弱直流信号过程中会产生额外的误差，特别是放大电路引起的失调误差和输出漂移，且易受到噪声的影响。该发明在电路中增加振荡电路，振荡电路的设置为各运算放大器提供了标准频率的震荡信号，实现了相应引脚的开关控制，调制成的交流方波信号在处理过程中受噪声和误差影响较小，确保了信号放大的稳定性。
光学模块用于获取浊度检测信号，并将检测信号传输至信号处理模块进行信号处理。经处理后的信号再经信号输出模块转换为4-20mA电流信号输出，传输至后续数据接收设备。
在一优选实施例中，如图3所示，光学模块包括发射单元、接收单元、滤光片008、树脂透镜009和温度补偿电路；
发射单元，设置于光源壳体002内，用于经检测窗003发射检测光，发射单元上设置有遮光套管006；
接收单元，设置于光源壳体003内，位于发射单元的一侧，与信号处理模块相连接，用于经检测窗003接收反射光；
滤光片008，设置于光源壳体002内，靠近检测窗003设置，用于过滤反射光；
树脂透镜009，填充的设置于光源壳体002内，树脂透镜009位于检测窗003处的壁面为抛光面010；
温度补偿电路，与发射单元相连接，用于根据外界温度调节检测光的强度。
在本实施例中，光学模块的发射单元和接收单元共同的设置在光源壳体002内，替代了一侧发射，另一侧接收的检测结构，遮光套管006可防止发射单元发出的检测光直接被接收单元所接收。高精度浊度传感器的结构设计简便，方便对水体浊度的检测操作。
滤光片008安装在光源壳体003内的滤光片安装槽中，采用850nm窄带滤光片。
树脂透镜009为采用树脂胶灌注形成，充满在光源壳体002内的发射单元和接收单元外围，作为检测光发射和接收的介质，树脂透镜009位于检测窗003的部位经过抛光处理形成抛光面。
为保证输入信号的精确性，光学模块部分加入温度补偿电路，用来修正温度对发射单元的影响。
在一优选实施例中，如图3所示，发射单元为激光二极管005；接收单元为硅光电二极管007。经过比较，考虑到光源的线性度、温度变化影响和功耗等，选取850nm激光二极管作为发射单元，根据载流子的浓度和外界光光强变化，可保持两者的线性关系，便于进行浊度信号的转换。接收单元选取能够接收850nm反射光且感光灵敏度为0.5A/W以上的硅光电二极管。
在一优选实施例中，如图2所示，主壳体001远离光源壳体002的一端设置有接线端子011，方便传感器与外部设备连接；接线端子011分别与信号输出模块和光学模块相连接，用于提供电源接口和数据传输接口。
在一优选实施例中，
如图4所示，积分放大器包括：运放U1，电阻R19，电容C8，电容C9；
运放U1的2脚、电阻R19第一端以及电容C8第一端共同连接；
运放U1的1脚、电阻R19第二端以及电容C8第二端分别与高通滤波电路的输入端连接；
运放U1的3脚和4脚接分别接电源；
运放U1的4脚通过电容C9接地；
如图5所示，高通滤波电路包括：电容C7，电阻R18；
电容C7第一端接积分放大器的输出端，电容C7第二端接电阻R18第一端；
电阻R18第二端接第一运算放大器的输入端；
如图6所示，第一运算放大器包括：运放U1，电阻R12，电阻R16；
运放U1的5脚与高通滤波电路的输出端连接；
运放U1的6脚、电阻R12第一端以及电阻R16第一端共同连接；
电阻R12第二端接地；
运放U1的7脚和电阻R16第二端分别接第二运算放大器输入端；如图7所示，第二运算放大器包括：运放U1，电阻R14，电阻R20，电阻R21；
运放U1的9脚、电阻R14第一端和电阻R20第一端共同连接；
运放U1的10脚分别与电阻R21第一端和振荡电路输出端连接；
电阻R20第二端和电阻R21第二端分别与第一运算放大器输出端连接；
运放U1的8脚和电阻R14第二端分别与低通滤波电路的输入端连接；
如图8所示，振荡电路包括：振荡器，电阻R2，电容C15，逻辑开关，电容C11；
振荡器的1脚接电源，2脚接地；
振荡器的3脚、电阻R2第一端以及逻辑开关的3脚和7脚共同连接；
振荡器的4脚和5脚、电阻R2第二端以及电容C15第一端共同连接；
电容C15第二端接地；
逻辑开关的1脚接第二运算放大器的运放U1的10脚；
逻辑开关的2脚接地，4脚、8脚接电源；
逻辑开关的4脚通过电容C11接地；
如图9所示，低通滤波电路包括：电阻R13，电容C10；
电阻R13第一端接第二运算放大器的输出端；
电阻R13第二端和电容C10第一端分别接差分放大器的输出端；
电容C10第二端接地；
如图10所示，差分放大器包括：运放U2，运放U3，电阻R5，电阻R22，电阻R32，电容C6；
运放U2的3脚接低通滤波电路的输出端；
运放U2的4脚和7脚接电源，5脚接地，6脚接第三运算放大器的输入端；
运放U2的2脚、电阻R5第一端和电阻R22第一端共同连接；
电阻R22第二端接地；
运放U3的8脚和9脚以及电阻R5第二端共同连接；
运放U3的10脚、电阻R32第一端和电容C6第一端共同连接；
电阻R32第二端接电源；
电容C6第二端接地；
如图11所示，第三运算放大器包括：运放U3，电阻R6，电阻R23，电阻R28；
电阻R23第一端接差分放大器的输出端；
运放U3的5脚和电阻R23第二端连接；
运放U3的6脚、电阻R6第一端和电阻R28第一端共同连接；
电阻R28第二端接地；
运放U3的7脚和电阻R6第二端分别与第四运算放大器的输入端连接；
如图11所示，比较器包括：运放U3，稳压管D3，电阻R1，电阻R26，电阻R31，电阻R33，电容C5；
运放U3的1脚和稳压管D3的阴极相连，稳压管D3的阳极和运放U3的5脚相连；
运放U3的2脚、电阻R1第一端和电阻R26第一端共同连接；
电阻R1第二端和第三运算放大器的输出端相连；
电阻R26第二端接地；
运放U3的3脚、电阻R31第一端和电阻R33第一端共同连接；
电阻R31第二端和电阻R32第一端相连；
电阻R33第二端接地；
运放U3的4脚和11脚接电源；
运放U3的4脚和电容C5的负极相连，电容C5的正极接地；
如图12所示，第四运算放大器包括：运放U3，电阻R7；
运放U3的13脚分别与电阻R7第一端和第三运算放大器的输出端相连；
运放U3的14脚与电阻R7第二端相连接；
运放U3的12脚接地。
如图13所示，温度补偿电路包括：运放U5，热敏电阻U6，电阻R9，运放U1，电阻R15，电阻R17，三极管；
运放U5的2脚和电阻R9第一端相连，运放U5的3脚和热敏电阻U6第一端相连；
电阻R9第二端和热敏电阻U6第二端共同接地；
运放U5的4脚和7脚接电源，运放U5的5脚接运放U3的8脚接，运放U5的6脚接逻辑开关的6脚；
运放U1的12脚和电阻R15第一端与逻辑开关的5脚相连；
电阻R15第二端接地；
运放U1的13脚和电阻R17第一端与激光二极管的1脚相连；
电阻R17第二端接地；
运放U1的14脚和三极管第一N级相连；
三极管第二N级和激光二极管的2脚相连；
三极管P级接电源。
如图14所示，电压电流转换电路包括：运放U4，电阻R3，电阻R36，电阻R39，电阻R40，电容C1，电容C18；
运放U4的1脚和电阻R39第一端相连；
运放U4的2脚和第四运算放大器的输出端相连接；
运放U4的3脚接地；
运放U4的4脚、电容C1第一端和电阻R36第一端共同连接；
电容C1第二端接地，电阻R36第二端接电源；
运放U4的5脚和电阻R40第一端相连；
运放U4的6脚、电阻R39第二端和电阻R40第二端共同连接；
运放U4的7脚、电阻R3第一端和电容C18第一端共同连接；
电阻R3第二端接电源，电容C18第二端接地。
在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高精度浊度传感器，其特征在于，包括信号处理模块；所述信号处理模块包括：积分放大器、高通滤波电路、第一运算放大器、第二运算放大器、振荡电路、低通滤波电路、差分放大器、第三运算放大器、比较器和第四运算放大器；其中，
所述积分放大器，用于将电流信号转换为电压信号，所述积分放大器包括：运放U1，电阻R19，电容C8，电容C9；
运放U1的2脚、电阻R19第一端以及电容C8第一端共同连接；
运放U1的1脚、电阻R19第二端以及电容C8第二端分别与高通滤波电路的输入端连接；
运放U1的3脚和4脚接分别接电源；
运放U1的4脚通过电容C9接地；
所述高通滤波电路，与所述积分放大器相连接，用于滤除低频信号，所述高通滤波电路包括：电容C7，电阻R18；
电容C7第一端接积分放大器的输出端，电容C7第二端接电阻R18第一端；
电阻R18第二端接第一运算放大器的输入端；
所述第一运算放大器，与所述高通滤波电路相连接，用于信号放大，所述第一运算放大器包括：运放U1，电阻R12，电阻R16；
运放U1的5脚与高通滤波电路的输出端连接；
运放U1的6脚、电阻R12第一端以及电阻R16第一端共同连接；
电阻R12第二端接地；
运放U1的7脚和电阻R16第二端分别接第二运算放大器输入端；
所述第二运算放大器，与所述第一运算放大器相连接，用于信号放大，所述第二运算放大器包括：运放U1，电阻R14，电阻R20，电阻R21；
运放U1的9脚、电阻R14第一端和电阻R20第一端共同连接；
运放U1的10脚分别与电阻R21第一端和振荡电路输出端连接；
电阻R20第二端和电阻R21第二端分别与第一运算放大器输出端连接；
运放U1的8脚和电阻R14第二端分别与低通滤波电路的输入端连接；
所述振荡电路，与所述第二运算放大器相连接，用于输出方波信号，所述振荡电路包括：振荡器，电阻R2，电容C15，逻辑开关，电容C11；
振荡器的1脚接电源，2脚接地；
振荡器的3脚、电阻R2第一端以及逻辑开关的3脚和7脚共同连接；
振荡器的4脚和5脚、电阻R2第二端以及电容C15第一端共同连接；
电容C15第二端接地；
逻辑开关的1脚接第二运算放大器的运放U1的10脚；
逻辑开关的2脚接地，4脚、8脚接电源；
逻辑开关的4脚通过电容C11接地；
所述低通滤波电路，与所述第二运算放大器相连接，用于滤除高频信号，所述低通滤波电路包括：电阻R13，电容C10；
电阻R13第一端接第二运算放大器的输出端；
电阻R13第二端和电容C10第一端分别接差分放大器的输出端；
电容C10第二端接地；
所述差分放大器，与所述低通滤波电路相连接，用于抬高信号电平，所述差分放大器包括：运放U2，运放U3，电阻R5，电阻R22，电阻R32，电容C6；
运放U2的3脚接低通滤波电路的输出端；
运放U2的4脚和7脚接电源，5脚接地，6脚接第三运算放大器的输入端；
运放U2的2脚、电阻R5第一端和电阻R22第一端共同连接；
电阻R22第二端接地；
运放U3的8脚和9脚以及电阻R5第二端共同连接；
运放U3的10脚、电阻R32第一端和电容C6第一端共同连接；
电阻R32第二端接电源；
电容C6第二端接地；
所述第三运算放大器，与所述差分放大器相连接，用于信号放大，所述第三运算放大器包括：运放U3，电阻R6，电阻R23，电阻R28；
电阻R23第一端接差分放大器的输出端；
运放U3的5脚和电阻R23第二端连接；
运放U3的6脚、电阻R6第一端和电阻R28第一端共同连接；
电阻R28第二端接地；
运放U3的7脚和电阻R6第二端分别与第四运算放大器的输入端连接；
所述比较器，与所述第三运算放大器相连接，用于信号修正，所述比较器包括：运放U3，稳压管D3，电阻R1，电阻R26，电阻R31，电阻R33，电容C5；
运放U3的1脚和稳压管D3的阴极相连，稳压管D3的阳极和运放U3的5脚相连；
运放U3的2脚、电阻R1第一端和电阻R26第一端共同连接；
电阻R1第二端和第三运算放大器的输出端相连；
电阻R26第二端接地；
运放U3的3脚、电阻R31第一端和电阻R33第一端共同连接；
电阻R31第二端和电阻R32第一端相连；
电阻R33第二端接地；
运放U3的4脚和11脚接电源；
运放U3的4脚和电容C5的负极相连，电容C5的正极接地；
所述第四运算放大器，与第三运算放大器相连接，用于信号放大，所述第四运算放大器包括：运放U3，电阻R7；
运放U3的13脚分别与电阻R7第一端和第三运算放大器的输出端相连；
运放U3的14脚与电阻R7第二端相连接；
运放U3的12脚接地。
2.根据权利要求1所述的高精度浊度传感器，其特征在于，还包括壳体和光学模块；其中，
所述壳体，包括主壳体和固定安装于所述主壳体一端的光源壳体，所述光源壳体的侧壁上开设有检测窗，所述信号处理模块设置于所述主壳体内；
所述光学模块，设置于所述光源壳体内，与所述信号处理模块相连接，用于检测浊度信号并传输至所述信号处理模块。
3.根据权利要求2所述的高精度浊度传感器，其特征在于，所述光学模块包括发射单元、接收单元、滤光片、树脂透镜和温度补偿电路；
所述发射单元，设置于所述光源壳体内，用于经所述检测窗发射检测光，所述发射单元上设置有遮光套管；
所述接收单元，设置于所述光源壳体内，位于所述发射单元的一侧，与所述信号处理模块相连接，用于经所述检测窗接收反射光；
所述滤光片，设置于所述光源壳体内，靠近所述检测窗设置，用于过滤所述反射光；
所述树脂透镜，填充的设置于所述光源壳体内，所述树脂透镜位于所述检测窗处的壁面为抛光面；
所述温度补偿电路，与所述发射单元相连接，用于根据外界温度调节所述检测光的强度。
4.根据权利要求3所述的高精度浊度传感器，其特征在于，所述发射单元为激光二极管；所述接收单元为硅光电二极管。
5.根据权利要求4所述的高精度浊度传感器，其特征在于，还包括信号输出模块；所述信号输出模块包括与所述信号处理模块相连接的电压电流转换电路，用于将所述信号处理模块输出的信号转换为4-20mA电流信号并输出。
6.根据权利要求5所述的高精度浊度传感器，其特征在于，所述主壳体远离所述光源壳体的一端设置有接线端子；所述接线端子分别与所述信号输出模块和光学模块相连接，用于提供电源接口和数据传输接口。
7.根据权利要求6所述的高精度浊度传感器，其特征在于，所述温度补偿电路包括：运放U5，热敏电阻U6，电阻R9，运放U1，电阻R15，电阻R17，三极管；
运放U5的2脚和电阻R9第一端相连，运放U5的3脚和热敏电阻U6第一端相连；
电阻R9第二端和热敏电阻U6第二端共同接地；
运放U5的4脚和7脚接电源，运放U5的5脚接运放U3的8脚接，运放U5的6脚接逻辑开关的6脚；
运放U1的12脚和电阻R15第一端与逻辑开关的5脚相连；
电阻R15第二端接地；
运放U1的13脚和电阻R17第一端与激光二极管的1脚相连；
电阻R17第二端接地；
运放U1的14脚和三极管第一N级相连；
三极管第二N级和激光二极管的2脚相连；
三极管P级接电源。
8.根据权利要求7所述的高精度浊度传感器，其特征在于，所述电压电流转换电路包括：运放U4，电阻R3，电阻R36，电阻R39，电阻R40，电容C1，电容C18；
运放U4的1脚和电阻R39第一端相连；
运放U4的2脚和第四运算放大器的输出端相连接；
运放U4的3脚接地；
运放U4的4脚、电容C1第一端和电阻R36第一端共同连接；
电容C1第二端接地，电阻R36第二端接电源；
运放U4的5脚和电阻R40第一端相连；
运放U4的6脚、电阻R39第二端和电阻R40第二端共同连接；
运放U4的7脚、电阻R3第一端和电容C18第一端共同连接；
电阻R3第二端接电源，电容C18第二端接地。
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