CN214310272U - 一种废水电导率测试仪电导信号采样电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种废水电导率测试仪电导信号采样电路，包含传感器信号输入滤波电路、微弱信号采集调理电路和AD转换器电路。在电导率传感器正常工作条件下，电导率传感器接入传感器输入滤波电路，滤除一定的高频杂波信号，将水中的电导信号转换成微弱的电压信号。通过微弱信号采集调理电路将传感器输入的微弱电压进行两级比例放大，微弱信号采集调理电路转换完的信号传给A/D转换器将放大的电压信号转换成数字信号。本实用新型实施例克服了传统电导率法检测时电导率传感器信号十分微弱所导致测量精度不够的缺陷，提高电导率传感器信号的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及水质检测技术领域，尤其涉及一种废水电导率测试仪电导信号采样电路
背景技术
目前，有机污染是水体污染的主要问题，我们的生活中离不开水总有机碳 (TOC)是表征水体中有机物质总量的综合指标，它代表了水体中有机物质的总和。TOC不仅能够反应水体受有机物质污染的程度，作为一种生源要素，还能够反应水体中的生命活动情况，而且，TOC对于研究碳的全球循环具有重要的作用。目前，TOC测定已经广泛应用到了江河、湖泊以及海洋监测等方面，逐步成为了水质监测的常规参数。
根据氧化原理不同，通常将TOC测定方法分为三类：
过硫酸钾氧化法：这是比较经典的方法，又称为湿化学氧化法，原理为：除去水样中的无机碳，用过硫酸钾做氧化剂，在密封的玻璃安瓿瓶中加热(温度为10CTC左右)，将TOC氧化，分析所产生的CO2来计算水样的TOC浓度。该方法设备简单，容易实施，但操作繁琐，精密度不是很高，不易实现自动连续测定。
紫外-过硫酸钾氧化法：在氧化剂过硫酸钾存在下，用高强度紫外光照射水样，使其中的有机物分解生成无机碳，根据所产生的CO2或者CH4分析有机碳含量，该法的最大优点是易于自动分析。
燃烧燃烧法(又称干式)：除去无机碳的水样，注入装有催化剂的石英燃烧管中，在高温下将有机物定量氧化成CO2，CO2浓度与水样中的有机碳成正比。燃烧氧化-非分散红外吸收法只需一次性转化、流程简单、重现性好。该法对有机物氧化完全，但缺点是测定水样时需要的耗材过多，价格较昂贵。
目前市场上已经有利用这些原理制作的有机碳分析仪器，在利用电导率发检测纯水中有机碳时，电导率传感器的电信号十分微弱，导致了检测精度低。目前国产有机碳分析仪只适用于工业污水等淡水体系中高浓度TOC的测定，不能满足纯水中低浓度TOC的分析。
实用新型内容
针对传统废水电导率法检测时电导率传感器的电信号十分微弱，导致了废水中电脑率检测精度低的缺陷。本实用新型实施例提供一种高精度废水电导信号采样电路
为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案为：
一种废水电导率测试仪电导信号采样电路，包含电导传感器输入滤波电路、微弱信号采集调理电路和A/D转换器电路。
所述电导传感器输入滤波电路包含电导传感器接口U1、电阻R6、滤波电感L1、滤波电容C1，电阻R6的输入端连接电导传感器的输出接口U1，电阻R6的输出端与电感L1输入端相连接，滤波电容C1正极连接电感输出端，滤波电容C1负极接地。电导传感器包含有两个二氧化碳传感器，由电导率传感器和温度传感器组成。电导率测量采用双精度技术，可以实现自动校准和温度补偿。TIC传感器用于检测未经氧化的水样中二氧化碳浓度，同时检测水样的电导率值；TC传感器用于检测水样本身含有的二氧化碳和水样中有机物经分解后产生的二氧化碳浓度的总和。
所述微弱信号采集调理电路包含第一精密运放U2、陶瓷电容C2、第一可调电阻VR1、第一供电电源+5V、第二供电电源-5V、第二精密运放U3组成和电阻R7、R4、R1、R2、R5，第一精密运放U2通过第一供电电源+5V、第二供电电源-5V电压进行供电，由电阻R1、R2、R4、R7、R8构成反相比例放大器，第二精密运放U3通过第一供电电源+5V电压进行供电，由电阻R3、VR1构成同相比例放大器，第一可调电阻VR1对精密运放U3进行补偿调节，第二可调电阻VR2对精密运放U2进行补偿调节。
所述A/D转换器电路包含第一模拟转数字芯片U4、第一去耦电容C3、第二去耦电容C4、第一供电电源+5V、第二供电电源+3.3V、第三供电电源 -3.3V、通讯DIN、DOUT、CLK、SCLK、CS、START电平信号。
进一步地，所述电导传感器输入滤波电路包含电导传感器接口U1、电阻R6、滤波电感L1、滤波电容C1，电阻R6的输入端连接电导传感器的输出接口U1构成RLC滤波器。
进一步地，所述微弱信号采集调理电路包含第一精密运放U2、陶瓷电容C2、第一可调电阻VR1、第一供电电源+5V、第二供电电源-5V、第二精密运放U3和电阻R7、R4、R1、R2、R5组成。第一精密运放U2通过第一供电电源+5V、第二供电电源-5V电压进行供电，由电阻R1、R2、R4、 R7、R8构成反相比例放大器。第二精密运放U3通过第一供电电源+5V电压进行供电，由电阻R3、VR1构成同相比例放大器。第一可调电阻VR1对精密运放U3进行补偿调节，第二可调电阻VR2对精密运放U2进行补偿调节。
进一步地，所述A/D转换器电路包含第一模拟转数字芯片U4、第一去耦电容C3、第二去耦电容C4、第一供电电源+5V、第二供电电源+3.3V、第三供电电源-3.3V、通讯DIN、DOUT、CLK、SCLK、CS、START电平信号。
进一步地，所述电导传感器输入滤波电路、微弱信号采集调理电路和 A/D转换器电路是相互串接在电路中。
本实用新型实施例提供的有电导传感器输入滤波电路、微弱信号采集调理电路和A/D转换器电路；本实用新型要克服了废水中电导信号十分微弱所导致测量精度不够的难点，通过两片运放级联的方式解决了电导采样精度漂移问题，同时采用了16位的高精度AD芯片进行检测测量，配套对传感器电路进行了电路滤波处理，实现了电导法测量中电导率精准检测，解决测量废水中的电导精度误差大，提高废水电导测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本实用新型实施例提供的一种废水电导率测试仪电导信号采样电路图；
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，在本实用新型实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
由于传统的有机碳分析仪器，在利用电导率发检测时电导率传感器的电信号十分微弱，导致检测精度较低。
因此，本实用新型实施例提供了一种如图1所示，本实用新型设计了一种废水电导率测试仪电导信号采样电路，其特征在于：包含电导传感器输入滤波电路、微弱信号采集调理电路和A/D转换器电路。电导传感器输入滤波电路包含电导传感器接口U1、电阻R6、滤波电感L1、滤波电容C1，电阻R6的输入端连接电导传感器的输出接口U1，电阻R6的输出端与电感L1输入端相连接，滤波电容C1正极连接电感输出端，滤波电容C1负极接地。电导传感器包含有两个二氧化碳传感器，由电导率传感器和温度传感器组成。电导率测量采用双精度技术，可以实现自动校准和温度补偿。TIC传感器用于检测未经氧化的水样中二氧化碳浓度，同时检测水样的电导率值；TC传感器用于检测水样本身含有的二氧化碳和水样中有机物经分解后产生的二氧化碳浓度的总和。
微弱信号采集调理电路包含第一精密运放U2、陶瓷电容C2、第一可调电阻VR1、第一供电电源+5V、第二供电电源-5V、第二精密运放U3和电阻R7、 R4、R1、R2、R5组成。第一精密运放U2通过第一供电电源+5V、第二供电电源-5V电压进行供电，由电阻R1、R2、R4、R7、R8构成反相比例放大器。第二精密运放U3通过第一供电电源+5V电压进行供电，由电阻R3、VR1构成同相比例放大器。第一可调电阻VR1对精密运放U3进行补偿调节，第二可调电阻VR2对精密运放U2进行补偿调节。
A/D转换器电路包含第一模拟转数字芯片U4、第一去耦电容C3、第二去耦电容C4、第一供电电源+5V、第二供电电源+3.3V、第三供电电源-3.3V、通讯DIN、DOUT、CLK、SCLK、CS、START电平信号。
实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种废水电导率测试仪电导信号采样电路，其特征在于：包含电导传感器输入滤波电路、微弱信号采集调理电路和A/D转换器电路。
2.根据权利要求1所述的一种废水电导率测试仪电导信号采样电路，其特征在于：所述电导传感器输入滤波电路包含电导传感器接口U1、电阻R6、滤波电感L1、滤波电容C1，电阻R6的输入端连接电导传感器的输出接口U1构成RLC滤波器。
3.根据权利要求1所述的一种废水电导率测试仪电导信号采样电路，其特征在于：所述微弱信号采集调理电路包含第一精密运放U2、陶瓷电容C2、第一可调电阻VR1、第一供电电源+5V、第二供电电源-5V、第二精密运放U3和电阻R7、R4、R1、R2、R5组成，第一精密运放U2通过第一供电电源+5V、第二供电电源-5V电压进行供电，由电阻R1、R2、R4、R7、R8构成反相比例放大器，第二精密运放U3通过第一供电电源+5V电压进行供电，由电阻R3、VR1构成同相比例放大器,第一可调电阻VR1对精密运放U3进行补偿调节，第二可调电阻VR2对精密运放U2进行补偿调节。
4.根据权利要求1所述的一种废水电导率测试仪电导信号采样电路，其特征在于：所述A/D转换器电路包含第一模拟转数字芯片U4、第一去耦电容C3、第二去耦电容C4、第一供电电源+5V、第二供电电源+3.3V、第三供电电源-3.3V、通讯DIN、DOUT、CLK、SCLK、CS、START电平信号。
5.根据权利要求1所述的一种废水电导率测试仪电导信号采样电路，其特征在于：所述电导传感器输入滤波电路、微弱信号采集调理电路和A/D转换器电路是相互串接在电路中。
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