CN211122544U - 在线比色传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在线比色传感器，包括壳体、上盖板、指示试剂管、反应器、步进电机、控制电路；指示试剂管、反应器、步进电机、控制电路设置在壳体内部，且上盖板上设置用于放置指示试剂管的贯穿孔；反应器与步进电机、指示试剂管连接，步进电机与控制电路连接，且反应器与指示试剂管之间设置电动三通阀，壳体远离上盖板的一端设置进样口；本实用新型提出结构简化，体型小型化，更换试剂方便，低成本检测，反应器耐污染，使用周期长的一种在线比色传感器。

Description

在线比色传感器

技术领域

本实用新型涉及检测领域，更具体的说，它涉及一种在线比色传感器。

背景技术

目前在工业用水，饮用水，自来水，自然水体等场合通常需要检测余氯，铁离子，硬度等水质指标，一种准确度比较高的方法是向被测液中添加对应的指示试剂，反应显色后通过检测指示颜色来变化的程度来计算被测液中的对应指标的浓度。

通常在上述场合中，需要一个装置对水质指标进行连续测量，目前的装置通常都使用多个蠕动泵配合，一个泵抽取水样到反应器，另一泵抽取试剂到反应器进行反应，最后测量反应器中的颜色变化，再由一个排出反应废液，由此完成一次测量。

现有的在线检测装置零部件数量多，结构和控制逻辑复杂，通常产品形态都是箱体或者柜体式安装，难以实现小型化和低成本化，造成在实际应用中安装部署困难。现有的检测装置反应器容易结垢或者被杂质附着污染影响光学测量，需要定时去除人工清洗，维护工作量大。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提出结构简化，体型小型化，更换试剂方便，低成本检测，反应器耐污染，使用周期长的一种在线比色传感器。

本实用新型的技术方案如下：

一种在线比色传感器，包括壳体、上盖板、指示试剂管、反应器、步进电机、控制电路；指示试剂管、反应器、步进电机、控制电路设置在壳体内部，且上盖板上设置用于放置指示试剂管的贯穿孔；反应器与步进电机、指示试剂管连接，步进电机与控制电路连接，且反应器与指示试剂管之间设置电动三通阀，壳体远离上盖板的一端设置进样口。

进一步的，指示试剂管整体呈圆柱形，其包括试剂管连接头和指示试剂管本体，试剂管连接头与指示试剂管可拆卸式连接。

进一步的，反应器整体采用透明玻璃；反应器内设置活塞，两侧设置发光二极管和光电传感器，并通过电缆连接到控制电路。

进一步的，进样口与电动三通阀之间通过样品吸入管连接。

进一步的，控制电路包括电源管理单元、模拟或数字信号输出单元、中央处理单元、步进电机控制单元、发光二极管控制单元、光电传感器控制单元；中央处理单元与电源管理单元、模拟或数字信号输出单元、步进电机控制单元、发光二极管控制单元、光电传感器控制单元电性连接。

进一步的，电源管理单元包括保险丝F1、电感L1、电感L2、电阻R1、极性电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、芯片U1、芯片U2；保险丝F1的一端作为12V电压输入端，保险丝F1的另一端与电感L1的一端、电阻R1的一端连接，电感L1的另一端与极性电容C1的一端、电感L2的一端、电容C3的一端连接，电感L2的另一端与电容C2的一端、芯片U1的第一引脚连接，且作为12V输出端；电阻R1的另一端、极性电容C1的另一端、电容C3的另一端、电容C2的另一端、芯片U1的第二引脚、电容C4的一端一起接地；电容C4的另一端与芯片U1的第三引脚连接，并作为5V输出端；

5V输出端与电容C5的一端、芯片U2的第三引脚连接，电容C5的另一端与芯片U2的第一引脚、电容C6的一端一起接地，芯片U2的第二引脚、第四引脚与电容C6的另一端连接作为3.3V输出端。

进一步的，模拟或数字信号输出单元包括芯片U7、芯片U11、电阻R7、电阻R8、TVS二极管D9、TVS二极管D10、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电阻R9、电阻R10、二极管D11、二极管D12、TVS二极管D13；

芯片U7的第三引脚、第六至第十引脚与中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的PD8至PD13引脚连接)；芯片U7的第二十一引脚、第二十二引脚分别与电容C22、电容C23连接，且电容C22、电容C23的另一端与电源管理单元连接(电源管理单元的12V输出端连接)；芯片U7的第二十四引脚与电源管理单元连接(电源管理单元的12V输出端连接)；芯片U7的第十九引脚与二极管D11的正极、二极管D12的负极、电阻R9的一端连接，二极管D11的负极与电源管理单元连接(电源管理单元的12V输出端连接)，二极管D12的正极、TVS二极管D13的一端接地，电阻R9的另一端、TVS二极管D13的另一端与电缆接口连接(电缆接口的第五引脚连接)；芯片U7的第十四引脚、第十五引脚与电容C24连接，芯片U7的第十三引脚与电阻R10连接，电容C24、电阻R10的另一端与芯片U7的接地引脚一起接地；

芯片U11的第一至第四引脚与中央处理单元连接(与中央处理单元的第六十七至第六十九引脚连接)，芯片U11的第八引脚与电容C21、电源管理单元连接(电源管理单元的3.3V输出端连接)，芯片U11的第七引脚与电阻R7的一端、TVS二极管D9的一端、电缆接口连接(电缆接口的第四引脚连接)，芯片U11的第六引脚与电阻R8的一端、TVS二极管D10的一端、电缆接口连接(电缆接口的第三引脚连接)，芯片U11的第五引脚、电阻R7的另一端、TVS二极管D9的另一端、TVS二极管D10的另一端接地；电阻R8的另一端与电源管理单元连接(电源管理单元的3.3V输出端连接)；

其中，电缆接口的第二引脚接地，电缆接口的第一引脚与电源管理单元连接(电源管理单元的12V电压输入端连接)。

进一步的，中央处理单元包括芯片U3、晶振X1、电容C7、电容C8、电容C11、电容C12、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电感L3、接口器件CN1；

芯片U3的第十二引脚与晶振X1的一端、电容C7的一端连接，芯片U3的第二十三引脚与晶振X1的另一端、电容C8的一端连接，晶振X1的其它端、电容C7的另一端、电容C8的另一端一起接地；芯片U3的第十四引脚与电阻R6的一端、电容C19的一端连接，电阻R6的另一端与电源管理单元连接(电源管理单元的3.3V输出端)；芯片U3的第七十二引脚、第七十六引脚分别与电阻R4的一端、电阻R5的一端连接，电阻R4的另一端与接口器件CN1的第二引脚、电阻R2的一端连接，电阻R5的另一端与接口器件CN1的第三引脚、电阻R3的一端连接；电阻R2的另一端、接口器件CN1的第一引脚与电源管理单元连接(电源管理单元的3.3V输出端)；电阻R3的另一端、接口器件CN1的第四引脚接地；

电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18并联，其其中一端接地，另一端与电源管理单元连接(电源管理单元的3.3V输出端)；

芯片U3的VDD_1引脚、VDD_2引脚、VDD_3引脚、VDD_4引脚、VDD_5引脚、VBAT引脚、电感L3的一端与电源管理单元连接(电源管理单元的3.3V输出端)；电感L3的另一端与电容C11的一端、电容C12的一端、芯片U3的VREF+引脚与芯片U3的VDDA引脚连接，电容C11的另一端、电容C12的另一端、芯片U3的其它引脚一起接地。

进一步的，步进电机控制单元包括芯片U4、极性电容C9、极性电容C10、极性电容C13、极性电容C20、二极管D1至D8；

芯片U4的IN1引脚、IN2引脚、IN3引脚IN4引脚、ENA引脚、ENB引脚与中央处理单元连接(分别与中央处理单元的芯片U3的第八十一至八十六引脚进行连接)；芯片U4的OUT1引脚、OUT2引脚、OUT3引脚、OUT4引脚与步进电机进行连接，且芯片U4的VSS引脚与极性电容C9的正极、极性电容C10的正极、电源管理单元连接(与电源管理单元的5V输出端连接)，极性电容C9的负极、极性电容C10的负极接地；芯片U4的VS引脚与极性电容C13的正极、极性电容C20的正极、电源管理单元连接(与电源管理单元的12V输出端连接)，极性电容C13的负极、极性电容C20的负极接地；

二极管D7的阴极与芯片U4的VS引脚连接，二极管D7的阳极与芯片U4的OUT1引脚、二极管D8的阴极连接，二极管D8的阳极接地；二极管D5的阴极与芯片U4的VS引脚连接，二极管D5的阳极与芯片U4的OUT2引脚、二极管D6的阴极连接，二极管D6的阳极接地；二极管D3的阴极与芯片U4的VS引脚连接，二极管D3的阳极与芯片U4的OUT3引脚、二极管D4的阴极连接，二极管D4的阳极接地；二极管D1的阴极与芯片U4的VS引脚连接，二极管D1的阳极与芯片U4的OUT4引脚、二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极接地；芯片U4的其它引脚接地。

进一步的，发光二极管控制单元包括芯片U6、芯片U8、电容C25、电容C26、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、LED灯；

芯片U6的第一引脚与电阻R13的一端、电阻R14的一端连接，芯片U6的第二引脚与电阻R14的另一端、电阻R12的一端连接，芯片U6的第三引脚与电阻R11的一端、电阻R15的一端连接，电阻R11的另一端与中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的第二十九引脚连接)，芯片U6的第八引脚与电容C26、电源管理单元连接(与电源管理单元的5V输出端连接)；芯片U6的第七引脚、第六引脚与电阻R15的另一端连接；芯片U6的第五引脚与电阻R13的另一端、芯片U8的第一引脚连接；

芯片U8的第四引脚与电容C25、电源管理单元连接(与电源管理单元的5V输出端连接)；芯片U8的第六引脚与中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的第三十引脚连接)，芯片U8的第八引脚与LED灯连接；电容C25的另一端、电容C26的另一端、电阻R12的另一端、芯片U6的第四引脚、芯片U8的第四、第七引脚、LED灯的另一端接地。

进一步的，光电传感器控制单元包括芯片U9、芯片U10、电阻R16、电容C27、电容C28、电容C29、电容C30、光电二极管PD1；

芯片U10的第一引脚与电阻R16的一端、电容C27的一端、芯片U9的第三引脚连接，芯片U10的第四引脚与光电二极管PD1的一端、电阻R16的另一端、电容C27的另一端连接，芯片U10的第五引脚与电容C28、与中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的第VDDA引脚连接)；

芯片U9的第七至第九引脚与中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的第十五至第十七引脚连接)，芯片U9的第一引脚与电容C30的一端、中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的第VDDA引脚连接)，芯片U9的第十引脚与电容C29的一端、电源管理单元连接(与电源管理单元的3.3V输出端连接)，芯片U9的第五引脚与中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的第三十一引脚连接)；芯片U9的第四、第六引脚，电容C28的另一端，芯片U10的第三、第二引脚，光电二极管PD1的另一端，电容C29的另一端、电容C30的另一端接地。

本实用新型相比现有技术优点在于：

本实用新型整体上通过设计的一个吸入液体的反应器，使用一个步进电机来控制抽取相应液体的容量，再通过一个电动三通阀门选择抽取液体样本或者是抽取相应指示试剂，从而在反应器内完成整个测量过程。具体的，控制电路控制步进电机抽动活塞吸入一定量的待检测液体样本(一般为水体)。控制电路控制发光二极管发光，光线透过反应器，到达光电传感器，控制电路采集光电传感器得到原待检测液体样本(水样)光强信号A。控制电路控制电动三通阀关闭待检测液体样本吸入到反应器的通道，联通指示试剂管，通过控制步进电机抽动活塞吸入一定量的指示试剂，再关闭指示试剂管和反应器的通道。

等待一段时间指示剂和待检测液体样本(水样)进行反应显色，控制电路控制发光二极管发光，光线透过反应器，到达光电传感器，控制电路采集光电传感器得到反应后待检测液体样本(水样)光强信号B。控制电路通过A、B两个光强信号进行计算可以得到反应待检测液体样本(水样)的吸光度，并通过吸光度推算出被检测的具体待检测液体样本(水样)参数，并转换成电信号从电缆输出。

控制电路模块控制电动三通阀联通样品吸入管和反应器，关闭指示试剂管和反应器，控制电路控制步进电机抽动活塞推出全部液体，控制电路控制电动三通阀关闭样品吸入管和反应器，完成一次测量。

其中，指示剂封装在一个一次性的指示试剂管中，当指示剂耗尽后直接替换指示试剂管。且反应器在每次抽取注射过程中的活塞会对反应器的内表面有物理擦拭作用，可去除附着的污垢。实现了整体过程更简易化，设计体型小型化，更换试剂便捷化，大大降低低成本，提升反应器耐污染度，使用周期长等优势。

本实用新型通过电源管理单元、模拟或数字信号输出单元、中央处理单元、步进电机控制单元、发光二极管控制单元、光电传感器控制单元；达到高效便捷的检测效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构爆炸图；

图2为本实用新型的壳体内部的结构图；

图3为本实用新型的示意图；

图4为本实用新型的侧视图；

图5为本实用新型的底视图；

图6为本实用新型的模块结构图；

图7为本实用新型的电源管理单元的电路图；

图8为本实用新型的中央处理单元的电路图；

图9为本实用新型的步进电机控制的电路图；

图10为本实用新型的发光二极管控制单元的电路图；

图11为本实用新型的光电传感器控制单元的电路图；

图12为本实用新型的模拟或数字信号输出单元的电路图；

图13为本实用新型的电缆输入输出接口图；

图中标识：壳体1、进样口11、上盖板2、贯穿孔21、指示试剂管3、反应器4、步进电机5、控制电路6、电动三通阀7、样品吸入管8、活塞9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1至图5所示，一种在线比色传感器，包括壳体1、上盖板2、指示试剂管3、反应器4、步进电机5、控制电路6。指示试剂管3、反应器4、步进电机5、控制电路6设置在壳体1内部，且上盖板2上设置用于放置指示试剂管3的贯穿孔21，实现指示试剂管3的替换，便于检测且成本低。其中，壳体1的进样口11与电动三通阀7之间通过样品吸入管8连接。具体的，指示试剂管3整体呈圆柱形，其包括试剂管连接头和指示试剂管3本体，试剂管连接头与指示试剂管3可拆卸式连接。反应器4与步进电机5、指示试剂管3连接，步进电机5与控制电路6连接，且反应器4与指示试剂管3之间设置电动三通阀7，壳体1远离上盖板2的一端设置进样口11。反应器4整体采用透明玻璃；反应器4内设置活塞9，两侧设置发光二极管和光电传感器，并通过电缆连接到控制电路6，实现通过发光二极管和光电传感器检测到的不同信号来进行比色，推算出被检测液体的相应参数，并通过相应电信号通过电缆输出。步进电机5与控制电路6的可以为简单的信号传输，使步进电机5进行运作。

即整体上通过设计的一个吸入液体的反应器4，使用一个步进电机5来控制抽取相应液体的容量，再通过一个电动三通阀7门选择抽取液体样本或者是抽取相应指示试剂，从而在反应器4内完成整个测量过程。具体的，控制电路6控制步进电机5抽动活塞9吸入一定量的待检测液体样本(一般为水体)。控制电路6控制发光二极管发光，光线透过反应器4，到达光电传感器，控制电路6采集光电传感器得到原待检测液体样本(水样)光强信号A。控制电路6控制电动三通阀7关闭待检测液体样本吸入到反应器4的通道，联通指示试剂管3，通过控制步进电机5抽动活塞9吸入一定量的指示试剂，再关闭指示试剂管3和反应器4的通道。

等待一段时间指示剂和待检测液体样本(水样)进行反应显色，控制电路6控制发光二极管发光，光线透过反应器4，到达光电传感器，控制电路6采集光电传感器得到反应后待检测液体样本(水样)光强信号B。控制电路6通过A、B两个光强信号进行计算可以得到反应待检测液体样本(水样)的吸光度，并通过吸光度推算出被检测的具体待检测液体样本(水样)参数，并转换成电信号从电缆输出。

控制电路6模块控制电动三通阀7联通样品吸入管8和反应器4，关闭指示试剂管3和反应器4，控制电路6控制步进电机5抽动活塞9推出全部液体，控制电路6控制电动三通阀7关闭样品吸入管8和反应器4，完成一次测量。

其中，指示剂封装在一个一次性的指示试剂管3中，当指示剂耗尽后直接替换指示试剂管3。且反应器4在每次抽取注射过程中的活塞9会对反应器4的内表面有物理擦拭作用，可去除附着的污垢。实现了整体过程更简易化，设计体型小型化，更换试剂便捷化，大大降低低成本，提升反应器4耐污染度，使用周期长等优势。

如图6至图13所示，控制电路6包括电源管理单元、模拟或数字信号输出单元、中央处理单元、步进电机5控制单元、发光二极管控制单元、光电传感器控制单元；中央处理单元与电源管理单元、模拟或数字信号输出单元、步进电机5控制单元、发光二极管控制单元、光电传感器控制单元电性连接。

电源管理单元包括保险丝F1、电感L1、电感L2、电阻R1、极性电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、芯片U1、芯片U2；保险丝F1的一端作为12V电压输入端，保险丝F1的另一端与电感L1的一端、电阻R1的一端连接，电感L1的另一端与极性电容C1的一端、电感L2的一端、电容C3的一端连接，电感L2的另一端与电容C2的一端、芯片U1的第一引脚连接，且作为12V输出端；电阻R1的另一端、极性电容C1的另一端、电容C3的另一端、电容C2的另一端、芯片U1的第二引脚、电容C4的一端一起接地；电容C4的另一端与芯片U1的第三引脚连接，并作为5V输出端。

5V输出端与电容C5的一端、芯片U2的第三引脚连接，电容C5的另一端与芯片U2的第一引脚、电容C6的一端一起接地，芯片U2的第二引脚、第四引脚与电容C6的另一端连接作为3.3V输出端。

即电源管理单元实现12V输入，最大范围支持6.5V-36V输入，并通过此电路设计实现转换成5V，再转化生成3.3V的电源。

模拟或数字信号输出单元包括芯片U7、芯片U11、电阻R7、电阻R8、TVS二极管D9、TVS二极管D10、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电阻R9、电阻R10、二极管D11、二极管D12、TVS二极管D13；

芯片U7的第三引脚、第六至第十引脚与中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的PD8至PD13引脚连接)；芯片U7的第二十一引脚、第二十二引脚分别与电容C22、电容C23连接，且电容C22、电容C23的另一端与电源管理单元连接(电源管理单元的12V输出端连接)；芯片U7的第二十四引脚与电源管理单元连接(电源管理单元的12V输出端连接)；芯片U7的第十九引脚与二极管D11的正极、二极管D12的负极、电阻R9的一端连接，二极管D11的负极与电源管理单元连接(电源管理单元的12V输出端连接)，二极管D12的正极、TVS二极管D13的一端接地，电阻R9的另一端、TVS二极管D13的另一端与电缆接口连接(电缆接口的第五引脚连接)；芯片U7的第十四引脚、第十五引脚与电容C24连接，芯片U7的第十三引脚与电阻R10连接，电容C24、电阻R10的另一端与芯片U7的接地引脚一起接地；

芯片U11的第一至第四引脚与中央处理单元连接(与中央处理单元的第六十七至第六十九引脚连接)，芯片U11的第八引脚与电容C21、电源管理单元连接(电源管理单元的3.3V输出端连接)，芯片U11的第七引脚与电阻R7的一端、TVS二极管D9的一端、电缆接口连接(电缆接口的第四引脚连接)，芯片U11的第六引脚与电阻R8的一端、TVS二极管D10的一端、电缆接口连接(电缆接口的第三引脚连接)，芯片U11的第五引脚、电阻R7的另一端、TVS二极管D9的另一端、TVS二极管D10的另一端接地；电阻R8的另一端与电源管理单元连接(电源管理单元的3.3V输出端连接)。

其中，电缆接口的第二引脚接地，电缆接口的第一引脚与电源管理单元连接(电源管理单元的12V电压输入端连接)。

即模拟或数字信号输出单元由MAX3485和AD5410芯片组成，MAX3485是串口转RS485转换芯片，连接到中央处理单元的串口接口上，实现数字信号输入输出，AD5410是4-20mA模拟转换芯片输出芯片，受中央处理单元的IO控制，完成模拟信号的4-20mA输出。

中央处理单元包括芯片U3、晶振X1、电容C7、电容C8、电容C11、电容C12、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电感L3、接口器件CN1。

芯片U3采用ST公司的STM32F103VET6，使用芯片上的IO口控制步进电机5控制单元，通讯接口控制模拟或数字信号输出单元，使用IO口和DAC数字转模拟信号转换口输出控制发光二极管控制单元，使用IO口和ADC模拟组数字转换口采集光电传感器控制单元信号。具体设计连接如下：

芯片U3的第十二引脚与晶振X1的一端、电容C7的一端连接，芯片U3的第二十三引脚与晶振X1的另一端、电容C8的一端连接，晶振X1的其它端、电容C7的另一端、电容C8的另一端一起接地；芯片U3的第十四引脚与电阻R6的一端、电容C19的一端连接，电阻R6的另一端与电源管理单元连接(电源管理单元的3.3V输出端)；芯片U3的第七十二引脚、第七十六引脚分别与电阻R4的一端、电阻R5的一端连接，电阻R4的另一端与接口器件CN1的第二引脚、电阻R2的一端连接，电阻R5的另一端与接口器件CN1的第三引脚、电阻R3的一端连接；电阻R2的另一端、接口器件CN1的第一引脚与电源管理单元连接(电源管理单元的3.3V输出端)；电阻R3的另一端、接口器件CN1的第四引脚接地；

电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18并联，其其中一端接地，另一端与电源管理单元连接(电源管理单元的3.3V输出端)；

芯片U3的VDD_1引脚、VDD_2引脚、VDD_3引脚、VDD_4引脚、VDD_5引脚、VBAT引脚、电感L3的一端与电源管理单元连接(电源管理单元的3.3V输出端)；电感L3的另一端与电容C11的一端、电容C12的一端、芯片U3的VREF+引脚与芯片U3的VDDA引脚连接，电容C11的另一端、电容C12的另一端、芯片U3的其它引脚一起接地。

步进电机5控制单元包括芯片U4、极性电容C9、极性电容C10、极性电容C13、极性电容C20、二极管D1至D8；

芯片U4的IN1引脚、IN2引脚、IN3引脚IN4引脚、ENA引脚、ENB引脚与中央处理单元连接(分别与中央处理单元的芯片U3的第八十一至八十六引脚进行连接)；芯片U4的OUT1引脚、OUT2引脚、OUT3引脚、OUT4引脚与步进电机5进行连接，且芯片U4的VSS引脚与极性电容C9的正极、极性电容C10的正极、电源管理单元连接(与电源管理单元的5V输出端连接)，极性电容C9的负极、极性电容C10的负极接地；芯片U4的VS引脚与极性电容C13的正极、极性电容C20的正极、电源管理单元连接(与电源管理单元的12V输出端连接)，极性电容C13的负极、极性电容C20的负极接地；

二极管D7的阴极与芯片U4的VS引脚连接，二极管D7的阳极与芯片U4的OUT1引脚、二极管D8的阴极连接，二极管D8的阳极接地；二极管D5的阴极与芯片U4的VS引脚连接，二极管D5的阳极与芯片U4的OUT2引脚、二极管D6的阴极连接，二极管D6的阳极接地；二极管D3的阴极与芯片U4的VS引脚连接，二极管D3的阳极与芯片U4的OUT3引脚、二极管D4的阴极连接，二极管D4的阳极接地；二极管D1的阴极与芯片U4的VS引脚连接，二极管D1的阳极与芯片U4的OUT4引脚、二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极接地；芯片U4的其它引脚接地。

发光二极管控制单元包括芯片U6、芯片U8、电容C25、电容C26、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、LED灯。

发光二极管控制单元由AD8616运算放大器构成的电压转电流转换电路加ADG5401模拟开关组成，由芯片U3输出的DAC信号调节流过LED1的电流大小，从而调节LED1即发光二极管的亮度，由芯片U3输出的IO信号LED_ON/OFF电平控制模拟开关芯片ADG5401开启或关断，从而控制发光二极管的点亮或者熄灭。

具体设计电路如下：

芯片U6的第一引脚与电阻R13的一端、电阻R14的一端连接，芯片U6的第二引脚与电阻R14的另一端、电阻R12的一端连接，芯片U6的第三引脚与电阻R11的一端、电阻R15的一端连接，电阻R11的另一端与中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的第二十九引脚连接)，芯片U6的第八引脚与电容C26、电源管理单元连接(与电源管理单元的5V输出端连接)；芯片U6的第七引脚、第六引脚与电阻R15的另一端连接；芯片U6的第五引脚与电阻R13的另一端、芯片U8的第一引脚连接；

芯片U8的第四引脚与电容C25、电源管理单元连接(与电源管理单元的5V输出端连接)；芯片U8的第六引脚与中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的第三十引脚连接)，芯片U8的第八引脚与LED灯连接；电容C25的另一端、电容C26的另一端、电阻R12的另一端、芯片U6的第四引脚、芯片U8的第四、第七引脚、LED灯的另一端接地。

光电传感器控制单元包括芯片U9、芯片U10、电阻R16、电容C27、电容C28、电容C29、电容C30、光电二极管PD1；

光电传感器采用BPW34S，能够把光信号转换成电流信号，能够对400nm-1100nm的波长范围的光有良好的响应，使用AD8641组成的电流转电压电路对光电传感器信号进行预防大，在接入到PGA113程序控制增益放大芯片，PGA113由CPU IO口提供控制信号，PGA113输出信号接入到CPU ADC模拟转数字输入接口上，实现由CPU控制信号的放大倍数，并完成信号的采集。具体设计如下：

芯片U10的第一引脚与电阻R16的一端、电容C27的一端、芯片U9的第三引脚连接，芯片U10的第四引脚与光电二极管PD1的一端、电阻R16的另一端、电容C27的另一端连接，芯片U10的第五引脚与电容C28、与中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的第VDDA引脚连接)；

芯片U9的第七至第九引脚与中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的第十五至第十七引脚连接)，芯片U9的第一引脚与电容C30的一端、中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的第VDDA引脚连接)，芯片U9的第十引脚与电容C29的一端、电源管理单元连接(与电源管理单元的3.3V输出端连接)，芯片U9的第五引脚与中央处理单元连接(与中央处理单元的芯片U3的第三十一引脚连接)；芯片U9的第四、第六引脚，电容C28的另一端，芯片U10的第三、第二引脚，光电二极管PD1的另一端，电容C29的另一端、电容C30的另一端接地。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型保护范围内。

Claims (5)

1.一种在线比色传感器，其特征在于，包括壳体、上盖板、指示试剂管、反应器、步进电机、控制电路；指示试剂管、反应器、步进电机、控制电路设置在壳体内部，且上盖板上设置用于放置指示试剂管的贯穿孔；反应器与步进电机、指示试剂管连接，步进电机与控制电路连接，且反应器与指示试剂管之间设置电动三通阀，壳体远离上盖板的一端设置进样口。

2.根据权利要求1所述的一种在线比色传感器，其特征在于，指示试剂管整体呈圆柱形，其包括试剂管连接头和指示试剂管本体，试剂管连接头与指示试剂管可拆卸式连接。

3.根据权利要求1所述的一种在线比色传感器，其特征在于，反应器整体采用透明玻璃；反应器内设置活塞，两侧设置发光二极管和光电传感器，并通过电缆连接到控制电路。

4.根据权利要求1所述的一种在线比色传感器，其特征在于，进样口与电动三通阀之间通过样品吸入管连接。

5.根据权利要求1所述的一种在线比色传感器，其特征在于，步进电机与控制电路连接的步进电机控制单元电路包括芯片U4、极性电容C9、极性电容C10、极性电容C13、极性电容C20、二极管D1至D8；

芯片U4的IN1引脚、IN2引脚、IN3引脚IN4引脚、ENA引脚、ENB引脚与中央处理单元连接；芯片U4的OUT1引脚、OUT2引脚、OUT3引脚、OUT4引脚与步进电机进行连接，且芯片U4的VSS引脚与极性电容C9的正极、极性电容C10的正极、电源管理单元连接，极性电容C9的负极、极性电容C10的负极接地；芯片U4的VS引脚与极性电容C13的正极、极性电容C20的正极、电源管理单元连接，极性电容C13的负极、极性电容C20的负极接地；

二极管D7的阴极与芯片U4的VS引脚连接，二极管D7的阳极与芯片U4的OUT1引脚、二极管D8的阴极连接，二极管D8的阳极接地；二极管D5的阴极与芯片U4的VS引脚连接，二极管D5的阳极与芯片U4的OUT2引脚、二极管D6的阴极连接，二极管D6的阳极接地；二极管D3的阴极与芯片U4的VS引脚连接，二极管D3的阳极与芯片U4的OUT3引脚、二极管D4的阴极连接，二极管D4的阳极接地；二极管D1的阴极与芯片U4的VS引脚连接，二极管D1的阳极与芯片U4的OUT4引脚、二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极接地；芯片U4的其它引脚接地。

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