CN203858194U - 一种水质检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于水质检测领域，提供了一种水质检测系统，包括第一电源、第二电源、发光驱动电路以及光电转换电路，还包括：控制器；输入端接所述第二电源的稳压电路；高电压端接所述稳压电路的接地端的所述电源保护电路；电源端、接地端、第一受控端以及输出端分别接所述第一电源、所述电源保护电路的高电压端、所述控制器的第一控制端以及所述发光驱动电路的输入端的可调电流电路；电源端、接地端、输入端以及输出端分别接所述稳压电路的输出端、所述电源保护电路的高电压端、所述光电转换电路的输出端以及所述控制器的信号接收端的二级放大电路；进而提高了检测的灵敏度，得出更加精确的分析报告。

Description

一种水质检测系统

技术领域

本实用新型属于水质检测领域，尤其涉及一种水质检测系统。

背景技术

目前，在许多场合均需要对水质进行检测，例如：对饮用水的水质检测。检测水质时，获取到的检测信号通常为弱直流信号；当接收到所述弱直流信号时，现有技术采用一级放大的放大电路对该检测信号进行放大，使得检测灵敏度低，信号抗干扰能力差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水质检测系统，以解决在检测水质时，现有技术采用一级放大电路放大检测信号，导致检测灵敏度低的问题。

一方面，本实用新型提供一种水质检测系统，包括第一电源、第二电源、发光驱动电路以及光电转换电路，还包括：

控制器；

输入端接所述第二电源的稳压电路；

高电压端接所述稳压电路的接地端的所述电源保护电路；

电源端、接地端、第一受控端以及输出端分别接所述第一电源、所述电源保护电路的高电压端、所述控制器的第一控制端以及所述发光驱动电路的输入端的可调电流电路；

电源端、接地端、输入端以及输出端分别接所述稳压电路的输出端、所述电源保护电路的高电压端、所述光电转换电路的输出端以及所述控制器的信号接收端的二级放大电路。

优选的是，所述水质检测系统还包括：

电源端、接地端、第二受控端以及第三受控端分别接所述第一电源、所述电源保护电路的高电压端、所述控制器的第二控制端以及所述控制器的第三控制端，具有第二输出端和第三输出端的电源输出电路。

优选的是，所述电源输出电路包括：

第二继电器开关、第三继电器开关、第三二极管D3以及第四二极管D4；

所述第二继电器开关的第一线圈端和第二线圈端分别为所述电源输出电路的第二受控端和接地端，所述第二继电器开关的第一开关端和第二开关端分别为所述电源输出电路的电源端和第二输出端，所述第三二极管D3的阳极和阴极分别接所述第二继电器开关的第二线圈端和第一线圈端，所述第三继电器开关的第一线圈端为所述电源输出电路的第三受控端，所述第三继电器开关的第二线圈端接所述第二继电器开关的第二线圈端，所述第三继电器开关的第一开关端接所述第二继电器开关的第一开关端，所述第三继电器开关的第二开关端为所述电源输出电路的第三输出端，所述第四二极管D4的阳极和阴极分别接所述第三继电器开关的第二线圈端和第一线圈端。

优选的是，所述可调电流电路包括：

第一继电器开关、第二二极管D2、三端可调恒流芯片以及可调电阻RP1;

所述第一继电器开关的第一线圈端和第二线圈端分别为所述可调电流电路的第一受控端和接地端，所述第一继电器开关的第一开关端为所述可调电流电路的电源端，所述三端可调恒流芯片的输入引脚、输出引脚以及电流调整引脚分别接所述第一继电器开关的第二开关端、所述可调电阻RP1的第一端以及所述可调电阻RP1的第二端，所述可调电阻RP1的电阻调整端接所述可调电阻RP1的第二端，所述三端可调恒流芯片的输出引脚为所述可调电流电路的输出端。

优选的是，所述电源保护电路包括第一二极管D1；

所述第一二极管D1的阳极为所述电源保护电路的高电压端，所述第一二极管D1的阴极接地。

优选的是，所述稳压电路包括：

第一极性电容C1、第二极性电容C2以及三端稳压芯片；

所述第一极性电容C1的正极和负极分别为所述稳压电路的输入端和接地端，所述三端稳压芯片的输入引脚、输出引脚以及接地引脚分别接所述第一极性电容C1的正极、所述第二极性电容C2的正极以及所述第一极性电容C1的负极，所述第二极性电容C2的负极接所述第一极性电容C1的负极，所述三端稳压芯片的输出引脚为所述稳压电路的输出端。

优选的是，所述二级放大电路包括：

第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七极性电容C7、第三放大器芯片、第四放大器芯片、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5；

所述第三电容C3的第一端和第二端分别为所述二级放大电路的电源端和接地端，所述第三放大器芯片的反相输入引脚为所述二级放大电路的输入端，所述第三放大器芯片的电源引脚和输出引脚分别接所述第三电容C3的第一端和所述第二电阻R2的第一端，所述第三放大器芯片的正相输入引脚和地引脚均接地，所述第一电阻R1的第一端和第二端分别接所述第三放大器芯片的反相输入引脚和输出引脚，所述第四电容C4与所述第一电阻R1并联，所述第四放大器芯片的正相输入引脚、反相输入引脚、电源引脚、地引脚以及输出引脚分别接所述第二电阻R2的第二端、所述第四电阻R4的第二端、所述第三电容C3的第一端、地以及所述第五电阻R5的第一端，所述第五电容C5的第一端和第二端分别接所述第四放大器芯片的正相输入引脚和地，所述第三电阻R3的第一端和第二端分别接所述第四放大器芯片的反相输入引脚和输出引脚，所述第四电阻R4的第一端接所述第三电容C3的第二端，所述第六电容C6的第一端和第二端分别接所述第五电阻R5的第二端和地，所述第七极性电容C7的正极和负极分别接所第五电阻R5的第二端和地，所述第五电阻R5的第二端为所述二级放大电路的输出端。

优选的是，所述控制器为控制芯片，

所述控制芯片的第一控制引脚、第二控制引脚、第三控制引脚以及信号接收引脚分别为所述控制器的第一控制端、第二控制端第三控制端以及信号接收端。

优选的是，所述控制芯片为ARM处理器芯片或单片机芯片。

优选的是，所述控制芯片为可编程逻辑器件。

本实用新型中，当可调电流电路接收到控制器的第一控制指令时，可调电流电路输出第一电源信号以对所述水质进行检测，二级放大电路接收检测所述水质时获取到的检测信号并对该检测信号进行二级放大，将放大后的检测信号输出至控制器，控制器分析处理所述放大后的检测信号；由于二次放大有效提高了检测的灵敏度，能够分析出更加精确的分析报告。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的水质检测系统的电路结构图；

图2是本实用新型实施例提供的水质检测系统的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本实用新型实施例提供的水质检测系统的组成结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下。

一种水质检测系统，包括第一电源、第二电源、发光驱动电路以及光电转换电路，还包括：

控制器2；

输入端接所述第二电源的稳压电路3；

高电压端接所述稳压电路3的接地端的所述电源保护电路5；

电源端、接地端、第一受控端以及输出端分别接所述第一电源、所述电源保护电路5的高电压端、所述控制器2的第一控制端以及所述发光驱动电路的输入端的可调电流电路1；

电源端、接地端、输入端以及输出端分别接所述稳压电路3的输出端、所述电源保护电路5的高电压端、所述光电转换电路的输出端以及所述控制器2的信号接收端的二级放大电路4。

在本实施例中，通过第一电源向可调电流电路1供电，该可调电流电路1对所述第一电源提供的电源的电流进行调整，采用可调电流电路1调整电流后的电源控制发光驱动电路，以发光驱动电路驱动灯具（优选的是，所述灯具为LED灯），通过该灯具对水质进行照射，对所述水质进行检测；

相应地，第二电源向稳压电路3供电，稳压电路3对第二电源提供的电源的电压进行稳压，采用稳压后的电源向二级放大电路4供电；从而，在水质检测时，针对所述灯具发出的、经过水质后的光，采用光电转换电路（例如包括光电二极管的光电转换电路）对经过水质后的光进行接收；从而光电转换电路将接收到的光转换为弱直流信号，该弱直流信号即为：检测所述水质时获取到的检测信号；

为了提高检测精度，本实施例将检测所述水质时获取到的检测信号通过二级放大电路4进行信号放大，将放大后的检测信号输出至控制器2；控制器2分析处理所述检测信号，得出所述水质的分析报告。值得说明的是，由于是采用二级放大电路4对采集到的弱直流信号进行放大，能够将弱直流信号放大到足够的倍数，提高了检测灵敏度，以及提高了分析所述水质得出的分析报告的精确度。

优选的是，二级放大电路4中还包含有滤波电路，将经过一级放大后的信号进行滤波，以及将经过二级放大后的信号进行滤波，有效地滤除了放大后的干扰信号，更加提高了检测灵敏度，以及更加提高了分析所述水质得出的分析报告的精确度。

另外，本实施例采用电源保护电路5对整个水质检测系统进行保护，尤其是保护稳压电路3；具体地，当为稳压电路3提供电源的第二电源反接时，电源保护电路5断开稳压电路3以及整个水质检测系统的电路回路，起到保护稳压电路3以及整个水质检测系统的作用。

作为本实用新型一实施例，所述水质检测系统还包括：

电源端、接地端、第二受控端以及第三受控端分别接所述第一电源、所述电源保护电路5的高电压端、所述控制器2的第二控制端以及所述控制器2的第三控制端，具有第二输出端和第三输出端的电源输出电路6。

具体地，控制器2向电源输出电路6发送第二控制指令，电源输出电路6输出第二电源信号；当第二输出端接有负载时，向该负载提供第二电源信号，以驱动该负载工作。

同理，控制器2向电源输出电路6发送第三控制指令，电源输出电路6输出第三电源信号；当第三输出端接有负载时，向该负载提供第三电源信号，以驱动该负载工作。

图2示出了本实用新型实施例提供的水质检测系统的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下。

优选的是，所述电源输出电路6包括：

第二继电器开关K2、第三继电器开关K3、第三二极管D3以及第四二极管D4；

所述第二继电器开关K2的第一线圈端和第二线圈端分别为所述电源输出电路6的第二受控端和接地端，所述第二继电器开关K2的第一开关端和第二开关端分别为所述电源输出电路6的电源端和第二输出端，所述第三二极管D3的阳极和阴极分别接所述第二继电器开关K2的第二线圈端和第一线圈端，所述第三继电器开关K3的第一线圈端为所述电源输出电路6的第三受控端，所述第三继电器开关K3的第二线圈端接所述第二继电器开关K2的第二线圈端，所述第三继电器开关K3的第一开关端接所述第二继电器开关K2的第一开关端，所述第三继电器开关K3的第二开关端为所述电源输出电路6的第三输出端，所述第四二极管D4的阳极和阴极分别接所述第三继电器开关K3的第二线圈端和第一线圈端。

具体地，所述电源输出电路6的第二受控端接收到所述控制器2发送的第二控制指令时，第二继电器开关K2闭合，所述第二继电器开关K2的第二开关端（所述电源输出电路6的第二输出端）输出第二电源信号。

同理，所述电源输出电路6的第三受控端接收到所述控制器2发送的第三控制指令时，第三继电器开关K3闭合，所述第三继电器开关K3的第二开关端（所述电源输出电路6的第三输出端）输出第三电源信号。

优选的是，所述可调电流电路1包括：

第一继电器开关K1、第二二极管D2、三端可调恒流芯片U2以及可调电阻RP1;

所述第一继电器开关K1的第一线圈端和第二线圈端分别为所述可调电流电路1的第一受控端和接地端，所述第一继电器开关K1的第一开关端为所述可调电流电路1的电源端，所述三端可调恒流芯片U2的输入引脚VI2、输出引脚VO2以及电流调整引脚ADJ分别接所述第一继电器开关K1的第二开关端、所述可调电阻RP1的第一端以及所述可调电阻RP1的第二端，所述可调电阻RP1的电阻调整端接所述可调电阻RP1的第二端，所述三端可调恒流芯片U2的输出引脚VO2为所述可调电流电路1的输出端。

具体地，第一继电器开关K1的第一线圈端（所述可调电流电路1的第一受控端）接收到控制器2发送的第一控制指令时，第一继电器开关K1闭合，三端可调恒流芯片U2工作并从输出引脚VO2（所述可调电流电路1的输出端）输出第一电源信号；

值得说明的是，可以通过调整可调电阻RP1，改变所述第一继电器开关K1的输出引脚VO2和电流调整引脚ADJ之间的电阻值；进而，改变三端可调恒流芯片U2从输出引脚VO2输出的第一电源信号的电流大小。

优选的是，所述三端可调恒流芯片U2的型号为：LM334Z。

优选的是，所述电源保护电路5包括：第一二极管D1；

所述第一二极管D1的阳极为所述电源保护电路5的高电压端，所述第一二极管D1的阴极接地。

具体地，当向稳压电路3供电的第二电源反接时，第一二极管D1的阳极为低电平，第一二极管D1的阴极为高电平，第一二极管D1断开第二电源向所述稳压电路3的供电，进而保护所述稳压电路3。

另外，由于整个水质检测系统（包括稳压电路3、可调电流电路1、二级放大电路4以及电源输出电路6）的接地端均通过第一二极管D1接地，进而，第一二极管D1断开时，能够保护整个水质检测系统，停止整个水质检测系统工作。

优选的是，所述稳压电路3包括：

第一极性电容C1、第二极性电容C2以及三端稳压芯片U1；

所述第一极性电容C1的正极和负极分别为所述稳压电路3的输入端和接地端，所述三端稳压芯片U1的输入引脚VI1、输出引脚VO1以及接地引脚GND分别接所述第一极性电容C1的正极、所述第二极性电容C2的正极以及所述第一极性电容C1的负极，所述第二极性电容C2的负极接所述第一极性电容C1的负极，所述三端稳压芯片U1的输出引脚VO1为所述稳压电路3的输出端。

具体地，所述三端稳压芯片U1的输入引脚VI1（所述稳压电路3的输入端）接第二电源，对第二电源输出的电源信号进行稳压，从输出引脚VO1输出稳压后的电源信号，并使用该稳压后的电源信号向所述二级放大电路4供电。

优选的是，所述三端稳压芯片U1的型号为：L7815。

优选的是，所述二级放大电路4包括：

第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七极性电容C7、第三放大器芯片U3、第四放大器芯片U4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5；

所述第三电容C3的第一端和第二端分别为所述二级放大电路4的电源端和接地端，所述第三放大器芯片U3的反相输入引脚VI3-为所述二级放大电路4的输入端，所述第三放大器芯片U3的电源引脚VCC3和输出引脚VO3分别接所述第三电容C3的第一端和所述第二电阻R2的第一端，所述第三放大器芯片U3的正相输入引脚VI3+和地引脚GND均接地，所述第一电阻R1的第一端和第二端分别接所述第三放大器芯片U3的反相输入引脚VI3-和输出引脚VO3，所述第四电容C4与所述第一电阻R1并联，所述第四放大器芯片U4的正相输入引脚VI4+、反相输入引脚VI4-、电源引脚VCC4、地引脚GND以及输出引脚VO4分别接所述第二电阻R2的第二端、所述第四电阻R4的第二端、所述第三电容C3的第一端、地以及所述第五电阻R5的第一端，所述第五电容C5的第一端和第二端分别接所述第四放大器芯片U4的正相输入引脚VI4+和地，所述第三电阻R3的第一端和第二端分别接所述第四放大器芯片U4的反相输入引脚VI4-和输出引脚VO4，所述第四电阻R4的第一端接所述第三电容C3的第二端，所述第六电容C6的第一端和第二端分别接所述第五电阻R5的第二端和地，所述第七极性电容C7的正极和负极分别接所第五电阻R5的第二端和地，所述第五电阻R5的第二端为所述二级放大电路4的输出端。

具体地，所述第三放大器芯片U3的反相输入引脚VI3-（所述二级放大电路4的输入端）接收检测所述水质时获取到的检测信号，采用第三放大器芯片U3对该进行第一级放大，从输出引脚VO4输出一级放大后的检测信号；在将所述一级放大后的检测信号输入所述第四放大器芯片U4的正相输入引脚VI4+之前，采用第五电容C5对所述一级放大后的检测信号进行滤波（滤除低频部分），进而，第四放大器芯片U4对滤波后的检测信号进行二级放大，将二级放大后的检测信号从输出引脚VO4输出；进而，采用第六电容C6和第七极性电容C7对二级放大后的检测信号进行滤波（滤除低频部分），将经过滤波后的二级放大后的检测信号作为所述放大后的检测信号，将放大后的检测信号输出至控制器2。

所述第三放大器芯片U3和所述第四放大器芯片U3分别采用放大器芯片。

优选的是，所述控制器2为控制芯片U5，

所述控制芯片U5的第一控制引脚C1、第二控制引脚C2、第三控制引脚C3以及信号接收引脚D分别为所述控制器2的第一控制端、第二控制端第三控制端以及信号接收端。

选的是，所述控制芯片U5采用型号为S7-200/CPU224XP的芯片。

优选的是，所述控制芯片为ARM处理器芯片或单片机芯片。例如：所述控制芯片U1为51单片机芯片。

优选的是，所述控制芯片为可编程逻辑器件，包括现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）、复杂可编程逻辑器件（ComplexProgrammable Logic Device，CPLD）等。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种水质检测系统，包括第一电源、第二电源、发光驱动电路以及光电转换电路；还包括：控制器；输入端接所述第二电源的稳压电路；高电压端接所述稳压电路的接地端的所述电源保护电路；电源端、接地端、第一受控端以及输出端分别接所述第一电源、所述电源保护电路的高电压端、所述控制器的第一控制端以及所述发光驱动电路的输入端的可调电流电路；其特征在于，还包括： 

电源端、接地端、输入端以及输出端分别接所述稳压电路的输出端、所述电源保护电路的高电压端、所述光电转换电路的输出端以及所述控制器的信号接收端的二级放大电路。 

2.如权利要求1所述的水质检测系统，其特征在于，所述水质检测系统还包括： 

电源端、接地端、第二受控端以及第三受控端分别接所述第一电源、所述电源保护电路的高电压端、所述控制器的第二控制端以及所述控制器的第三控制端，具有第二输出端和第三输出端的电源输出电路。 

3.如权利要求2所述的水质检测系统，其特征在于，所述电源输出电路包括： 

第二继电器开关、第三继电器开关、第三二极管D3以及第四二极管D4； 

所述第二继电器开关的第一线圈端和第二线圈端分别为所述电源输出电路的第二受控端和接地端，所述第二继电器开关的第一开关端和第二开关端分别为所述电源输出电路的电源端和第二输出端，所述第三二极管D3的阳极和阴极分别接所述第二继电器开关的第二线圈端和第一线圈端，所述第三继电器开关的第一线圈端为所述电源输出电路的第三受控端，所述第三继电器开关的第二线圈端接所述第二继电器开关的第二线圈端，所述第三继电器开关的第一开关端接所述第二继电器开关的第一开关端，所述第三继电器开关的第二开关端为所述电源输出电路的第三输出端，所述第四二极管D4的阳极和阴极分别接 所述第三继电器开关的第二线圈端和第一线圈端。 

4.如权利要求1所述的水质检测系统，其特征在于，所述可调电流电路包括： 

第一继电器开关、第二二极管D2、三端可调恒流芯片以及可调电阻RP1； 

所述第一继电器开关的第一线圈端和第二线圈端分别为所述可调电流电路的第一受控端和接地端，所述第一继电器开关的第一开关端为所述可调电流电路的电源端，所述三端可调恒流芯片的输入引脚、输出引脚以及电流调整引脚分别接所述第一继电器开关的第二开关端、所述可调电阻RP1的第一端以及所述可调电阻RP1的第二端，所述可调电阻RP1的电阻调整端接所述可调电阻RP1的第二端，所述三端可调恒流芯片的输出引脚为所述可调电流电路的输出端。 

5.如权利要求1所述的水质检测系统，其特征在于，所述电源保护电路包括第一二极管D1； 

所述第一二极管D1的阳极为所述电源保护电路的高电压端，所述第一二极管D1的阴极接地。 

6.如权利要求1所述的水质检测系统，其特征在于，所述稳压电路包括： 

第一极性电容C1、第二极性电容C2以及三端稳压芯片； 

所述第一极性电容C1的正极和负极分别为所述稳压电路的输入端和接地端，所述三端稳压芯片的输入引脚、输出引脚以及接地引脚分别接所述第一极性电容C1的正极、所述第二极性电容C2的正极以及所述第一极性电容C1的负极，所述第二极性电容C2的负极接所述第一极性电容C1的负极，所述三端稳压芯片的输出引脚为所述稳压电路的输出端。 

7.如权利要求1所述的水质检测系统，其特征在于，所述二级放大电路包括： 

第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七极性电容C7、第三放大器芯片、第四放大器芯片、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电 阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5； 

所述第三电容C3的第一端和第二端分别为所述二级放大电路的电源端和接地端，所述第三放大器芯片的反相输入引脚为所述二级放大电路的输入端，所述第三放大器芯片的电源引脚和输出引脚分别接所述第三电容C3的第一端和所述第二电阻R2的第一端，所述第三放大器芯片的正相输入引脚和地引脚均接地，所述第一电阻R1的第一端和第二端分别接所述第三放大器芯片的反相输入引脚和输出引脚，所述第四电容C4与所述第一电阻R1并联，所述第四放大器芯片的正相输入引脚、反相输入引脚、电源引脚、地引脚以及输出引脚分别接所述第二电阻R2的第二端、所述第四电阻R4的第二端、所述第三电容C3的第一端、地以及所述第五电阻R5的第一端，所述第五电容C5的第一端和第二端分别接所述第四放大器芯片的正相输入引脚和地，所述第三电阻R3的第一端和第二端分别接所述第四放大器芯片的反相输入引脚和输出引脚，所述第四电阻R4的第一端接所述第三电容C3的第二端，所述第六电容C6的第一端和第二端分别接所述第五电阻R5的第二端和地，所述第七极性电容C7的正极和负极分别接所第五电阻R5的第二端和地，所述第五电阻R5的第二端为所述二级放大电路的输出端。 

8.如权利要求2所述的水质检测系统，其特征在于，所述控制器为控制芯片， 

所述控制芯片的第一控制引脚、第二控制引脚、第三控制引脚以及信号接收引脚分别为所述控制器的第一控制端、第二控制端第三控制端以及信号接收端。 

9.如权利要求8所述的水质检测系统，其特征在于，所述控制芯片为ARM处理器芯片或单片机芯片。 

10.如权利要求8所述的水质检测系统，其特征在于，所述控制芯片为可编程逻辑器件。