CN2588372Y - 带清洗控制的多对管变光自补偿浊度在线检测报警仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种带清洗控制的多对管变光自补偿浊度在线检测报警仪，它由机壳、面板、主机板、显示板、带浊度变送接口板的浊度传感器连接构成，其中，显示板与主机板固定在机壳内，显示板与主机板相连接，浊度变送接口板安装在浊度传感器内，并与主机板连接。本实用新型采用机电一体化设计，测量精度高、可靠性高、造价低、测量量程宽、色值补偿好、智能化程度高，能比较完善地解决水厂浊度在线实时测量、记录、通讯等问题。

Description

带清洗控制的多对管变光自补偿浊度在线检测报警仪

(一)技术领域

本实用新型涉及检测技术设备领域，特别涉及水厂的水质及糖厂澄清汁的浊度在线检测设备，具体是指一种带清洗控制的多对管变光自补偿浊度在线检测报警仪。

(二)背景技术

水厂及食品行业的澄清工艺的目标是去除溶液中的杂质，溶液中的杂质含量的多少可用浊度表示，因此，浊度的在线测量相当重要。现有浊度仪大多没有记录、报警、通讯功能，并且结构复杂、成本高、测量量程窄、精度差、色值补偿差、维修保养困难，同时存在没有考虑半导体的温飘、时飘、老化、密封等问题。

(三)发明内容

本实用新型的目的就是为了克服和解决现有水厂浊度在线检测仪结构复杂、造价过高、测量量程窄、精度差、色值补偿差、维护维修困雄、没有考虑到半导体器件的温飘、时飘、老化、密封等问题，提供一种具有测量精度高、可靠性高、造价低、测量量程宽、色值补偿好、智能化程度高的带清洗控制的多对管变光自补偿浊度在线检测报警仪，它能比较完善地解决水厂浊度在线实时测量、记录、通讯等问题。

本实用新型所述带清洗控制的多对管变光自补偿浊度在线检测报警仪，其特征是，它由机壳、面板、主机板、显示板、带浊度变送接口板的浊度传感器共同安装连接构成，其中，显示板与主机板固定在机壳内，显示板与主机板通过短电缆线连接，浊度变送接口板安装在浊度传感器内，并通过长电缆与主机板连接，在面板上装有多功显示窗、浊度灯、浊度调零灯、浊度定值灯、报警范围灯、系统报警灯、浊度偏高报警灯、浊度偏高2灯、浊度偏高1灯、浊度正常灯、自检报警灯、超量程报警灯、机械机构报警灯、浊度清洗灯、浊度工作灯，它们通过显示、报警信号线与显示板电路上的相应点相连接；在面板上还装有功能值减少按钮、功能值增加按钮、功能值切换按钮、复位按钮、电源开关，它们通过各自信号电缆线与主机板电路上的相应点相连接。

为了更好地实现本实用新型，主机板电路由在片系统电路、内部操作电路、外部操作电路、精密稳压电源电路、信号限幅及信号隔离缩小电路、浊度传感器控制及输入接口电路、开关量输入输出隔离电路、复位电路、显示板输出接口电路、电流变换与隔离输出驱动及接口电路、隔离驱动接口电路、清洗时间设定拨码开关电路、多路驱动电路、在片系统电源电路、发光亮度激励电路、交流输入电路、滤波器电路、主机隔离变压器、显示用电源电路、浊度隔离变压器、与浊度传感器共地的整流稳压输出电源电路、记录仪隔离变压器、通讯隔离变压器、整流稳压输出电源电路共同电气连接构成；其中，交流输入电路、滤波器电路、主机隔离变压器、显示用电源电路、浊度隔离变压器、与浊度传感器共地的整流稳压输出电源电路、记录仪隔离变压器、通讯隔离变压器、整流稳压输出电源电路通过各自电源线与电路板上相应电路的相应点相连接，显示用电源电路、在片系统电源电路与整流稳压输出电源电路相应点连接，在片系统电路分别通过数字输入及输出信号线、模拟信号线、电源线、复位线、串行信号线、晶振信号线分别与内部操作电路、外部操作电路、精密稳压电源电路、信号限幅及信号隔离缩小电路、开关量输入输出隔离电路、复位电路、显示板输出接口电路、电流变换与隔离输出驱动及接口电路、隔离驱动接口电路、清洗时间设定拨码开关电路、多路驱动电路、在片系统电源电路、发光亮度激励电路上的相应点相连接，浊度传感器控制及输入接口电路通过模拟信号线分别与信号限幅及信号隔离缩小电路、发光亮度激励电路相连接，还通过数字隔离线与开关量输入输出隔离电路相连接，开关量输入输出隔离电路还通过数字线与多路驱动电路相连接。

为了更好地实现本实用新型，浊度变送接口板电路由交流输入电路、滤波器电路、隔离变压器、整流稳压输出电源电路、信号接口电路、自补偿及驱动发光电路、浊度毫伏接收电路、参比浊度1毫伏接收电路、参比浊度2毫伏接收电路、参比浊度3毫伏接收电路、参比浊度4毫伏接收电路、参比浊度5毫伏接收电路、参比浊度6毫伏接收电路、参比浊度7毫伏接收电路、多路选择开关反馈电路、电机控制固态继电器接口电路、清洗擦位置检测电路共同电气连接构成；其中，交流输入电路、滤波器电路、隔离变压器、整流稳压输出电源电路、电机控制固态继电器接口电路通过电源线相连接，信号接口电路通过信号线、多路选择开关线、电机开关线、清洗擦位置检测线分别与自补偿及驱动发光电路、浊度毫伏接收电路、参比浊度1毫伏接收电路、参比浊度2毫伏接收电路、参比浊度3毫伏接收电路、参比浊度4毫伏接收电路、参比浊度5毫伏接收电路、参比浊度6毫伏接收电路、参比浊度7毫伏接收电路、多路选择开关反馈电路、电机控制固态继电器接口电路、清洗擦位置检测电路相连接，多路选择开关反馈电路还通过信号线与自补偿及驱动发光电路、浊度毫伏接收电路、参比浊度1毫伏接收电路、参比浊度2毫伏接收电路、参比浊度3毫伏接收电路、参比浊度4毫伏接收电路、参比浊度5毫伏接收电路、参比浊度6毫伏接收电路、参比浊度7毫伏接收电路相连接。

为了更好地实现本实用新型，显示板电路由显示板输入接口电路、信号整型与电源滤波电路、串行显示驱动电路、数码管/指示灯电路、报警接口电路、指示灯电路共同电气连接构成；其中，显示板输入接口电路分别通过短电缆线、电源线、显示信号线分别与显示板输出接口电路、信号整型及电源滤波电路、指示灯电路相连接，串行显示驱动电路分别通过显示信号线、数码管/指示灯信号线、报警信号线分别与信号整型及电源滤波电路、数码管/指示灯、报警接口电路相连接。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1.本实用新型采用机电一体化设计，有浊度变送模块，有七个参比浊度模块，有多路报警提示，有通讯模块，可与上位微机进行通讯，可接记录仪。另外，还有浊度清洗控制模块，以控制浊度清洗机械执行机构定期对测量发光及接收对管的头部进行清洗。软件功能更加强大，具有更高的智能化。

2.本实用新型的浊度传感器体积小、结构简单、造价低，浊度传感器可沉入液体内半米，由玻璃弯管包含超高亮发光二极管及线性光敏二极管，其内填充密封材料和吸湿剂，密封好，避免光变成热的效应；采用八对超高亮发光二极管及线性光敏二极管作为发射及接收器件，并采用对管自补偿电路，有效地解决了半导体器件温飘、时飘、老化等问题，并对色值影响有一定的补偿，这些问题对有非线性关系的浊度与浊度毫伏尤为重要。

3.本实用新型工作可靠，采用最新器件进行设计，并带有保护电路，器件不容易损坏，采用电隔离技术，对现场干扰问题已作了很好的解决。本实用新型全部采用数字化技术进行设计，去掉许多参数设定电位器，其参数设定改由按钮来调整，并保留在可充电电池保护的RAM里；采用容错技术，故障只出现在本模块内，其它无故障部分照常工作；

4.本实用新型操作方便，内部监控由技术人员完成，外部操作由工人作定期调整即可，操作工人根据工艺条件、报警信号及记录曲线及时调整浊度定值、浊度报警范围值，并采取措施调节加混凝剂的阀门大小即可。

5.本实用新型自动量程切换，测量精度高，范围宽，采用七个参比浊度模块，并以参比点为核心把测量范围分为七个区间，在每个区间内再用多段线性插值求浊度，硬件补偿具有本质的精度，软件插值作为测量范围的扩充。本实用新型测量精度提高到12位，由于采用最新的放大器及相应电路，输入/输出不易被干扰破坏，其中的光电隔离电路有保证达到12位精度。

6.本实用新型智能化程度较高，内部参数都有默认值，它由技术人员在内部监控里调整即可，有多项报警功能，便于帮助判断故障的原因及所在的位置。

7.本实用新型分层单板设计，内部连线少，维修维护方便，造价低；采用大机箱，整机散热条件好，机箱全密封，可免除灰尘、湿气侵入；面板采用高亮大数码管、指示灯及轻触型按钮，外形美观，操作方便。

8.本实用新型具有防死机功能，程序凡是有循环并可能引起死机的地方，内部加计数器，超范围自动报警跳出；设计余量较大，可在220V±20％范围内正常工作，即使有很少的失压状态，都可通过复位芯片检测出来(电压小于4.75V)，保证能正常工作。

9.本实用新型具有掉电保护功能，可充电电池能保护在片系统电路内的RAM数据在掉电后不丢失，也可把在片系统电路内的RAM数据写进其EEPROM内，在片系统电路也支持程序在线现场更新。

(四)附图说明

图1是本实用新型的外形结构示意图；

图2是本实用新型的主机板电路方框图；

图3是本实用新型的浊度变送接口板电路方框图；

图4是本实用新型的显示板电路方框图；

图5是本实用新型的主机板核心模块电路原理图；

图6是本实用新型的主机板核心模块与主机板转接部分的电路原理图；

图7是本实用新型的传感器模拟信号隔离缩小电路原理图；

图8是本实用新型的电流输出隔离驱动与电压输出隔离驱动电路原理图；

图9是本实用新型的通讯隔离驱动电路原理图；

图10是本实用新型的开关量隔离输入与隔离输出电路原理图；

图11是本实用新型的主机板电源电路原理图；

图12是本实用新型实施例的浊度变送接口板电路原理图；

图13是本实用新型实施例的显示电路板原理图；

图14、15是本实用新型的浊度搜索计算子程序流程框图；

图16是本实用新型的主机板软件程序流程框图；

图17是本实用新型的主机板0.1秒定时中断处理程序框图；

图18是本实用新型的主机板监控处理程序框图；

图19是本实用新型的浊度传感器自检子程序流程框图。

(五)具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型的显示板与主机板固定在机壳内，显示板与主机板通过短电缆线连接，浊度变送接口板安装在现场的浊度传感器内，并通过长电缆与主机板连接；面板的右边装有多功显示窗1、浊度灯2、浊度调零灯3、浊度定值灯4、报警范围灯5、系统报警灯6、浊度偏高报警灯7、浊度偏高2灯8、浊度偏高1灯9、浊度正常灯10、自检报警灯11、超量程报警灯12、机械机构报警灯13、浊度清洗灯14、浊度工作灯15，它们通过显示、报警信号线与显示板电路上的相应点相连接；面板的左边装有功能值减少按钮16、功能值增加按钮17、功能值切换按钮18、复位按钮19、电源开关20，它们通过各自信号电缆线与主机板电路上的相应点相连接。

如图2所示，交流220V输入电路36、滤波器电路37、主机隔离变压器38、整流稳压输出电源电路39、显示用电源电路40、浊度隔离变压器41、与浊度传感器共地的整流稳压输出电源电路42、记录仪隔离变压器43、整流稳压输出电源电路44、通讯隔离变压器45、整流稳压输出电源电路46通过各自电源线与电路板上相应电路的相应点相连接；整流稳压输出电源电路39提供主机板用的数字及模拟电源，除另有说明外，主机板大部分都由它供电；显示用电源电路40与整流稳压输出电源电路39相应点连接提供显示板用的数字电源；在片系统电源电路34也与整流稳压输出电源电路39相应点连接提供在片系统电路21用的数字及模拟电源；与浊度传感器共地的整流稳压输出电源电路42提供信号限幅及信号隔离缩小电路25、开关量输入输出隔离电路27用的隔离电源；整流稳压输出电源电路44提供电流变换与隔离输出驱动及接口电路(可接记录仪)30用的隔离模拟电源；整流稳压输出电源电路46提供RS232C隔离驱动接口电路31用的隔离数字电源。在片系统电路21分别通过数字输入及输出信号线、模拟信号线、电源线、复位线、串行信号线、晶振信号线分别与内部操作电路22、外部操作电路23、精密稳压电源电路24、信号限幅及信号隔离缩小电路25、开关量输入输出隔离电路27、复位电路28、显示板输出接口电路29、电流变换与隔离输出驱动及接口电路(可接记录仪)30、RS232C隔离驱动接口电路31、清洗时间设定拨码开关电路32、多路驱动电路33、在片系统电源电路34、发光亮度激励电路35上的相应点相连接；浊度传感器控制及输入接口电路26通过模拟信号线分别与信号限幅及信号隔离缩小电路25、发光亮度激励电路35相连接，还通过数字隔离线与开关量输入输出隔离电路27相连接；开关量输入输出隔离电路27还通过数字线与多路驱动电路33相连接。

如图3所示，交流220V输入电路47、滤波器电路48、隔离变压器49、整流稳压输出电源电路50、整流稳压输出电源电路51、电机控制固态继电器接口电路63通过电源线相连接，其中，整流稳压输出电源电路50提供给浊度毫伏接收电路54、参比浊度1毫伏接收电路55、参比浊度2毫伏接收电路56、参比浊度3毫伏接收电路57、参比浊度4毫伏接收电路58、参比浊度5毫伏接收电路59、参比浊度6毫伏接收电路60、参比浊度7毫伏接收电路61、多路选择开关反馈电路62、清洗擦位置检测电路64使用的隔离电源；整流稳压输出电源电路51提供给自补偿及驱动发光电路53使用的隔离模拟电源；信号接口电路52通过信号线、多路选择开关线、电机开关线、清洗擦位置检测线分别与自补偿及驱动发光电路53、浊度毫伏接收电路54、参比浊度1毫伏接收电路55、参比浊度2毫伏接收电路56、参比浊度3毫伏接收电路57、参比浊度4毫伏接收电路58、参比浊度5毫伏接收电路59、参比浊度6毫伏接收电路60、参比浊度7毫伏接收电路61、多路选择开关反馈电路62、电机控制固态继电器接口电路63、清洗擦位置检测电路64相连接；多路选择开关反馈电路62还通过信号线与自补偿及驱动发光电路53、浊度毫伏接收电路54、参比浊度1毫伏接收电路55、参比浊度2毫伏接收电路56、参比浊度3毫伏接收电路57、参比浊度4毫伏接收电路58、参比浊度5毫伏接收电路59、参比浊度6毫伏接收电路60、参比浊度7毫伏接收电路61相连接。

如图4所示，显示板输入接口电路65分别通过短电缆线、电源线、显示信号线分别与显示板输出接口电路29、信号整型及电源滤波电路66、指示灯电路70相连接；串行显示驱动电路67分别通过显示信号线、数码管/指示灯信号线、报警信号线分别与信号整型及电源滤波电路66、数码管/指示灯68、报警接口电路69相连接。

如图5～11所示，在片系统电路21由连接器J1～J3与J5及J7、集成电路U6、晶振U5、电阻及排阻R1与R11～R18、电容C1与C91与C92共同连接构成；内部操作电路22由拨码开关SW1、按钮S1～S4组成；外部操作电路23由连接器J4组成，它分别与面板上功能值减少按钮16、功能值增加按钮17、功能值切换按钮18相连接；精密稳压电源电路24由放大器U42、电阻及可调电阻R80与R99与R100、电容C46、发光二极管LP1组成；信号限幅及信号隔离缩小电路25由集成电路U10与U11、放大器U23～U38、光电隔离器U12～U19、电阻R10～R41与R48～R79、电容C18～C41组成；浊度传感器控制及输入接口电路26由连接器J11组成；开关量输入输出隔离电路27由光电隔离器U52～U53、排电阻R97～R98组成；复位电路28由集成电路U7、按钮RESET1组成；显示板输出接口电路29由连接器J6、J17组成；电流变换与隔离输出驱动及接口电路(可接记录仪)30由放大器U45与U47、光电隔离器U20、三极管Q1、电阻R42与R44与R45与R85与R89与R91与R92、电容C42与C43、连接器J14组成；RS232C隔离驱动接口电路31由集成电路U49、光电隔离器U22、三极管Q2～Q4、发光二极管LP9、拨码开关SW2、电阻R87与R88与R93与R94与R96、电容C47与C48与C53与C54、连接器J16组成，其中J16连到上位微机实施通讯，拨码开关SW2用于设置通讯波特率；清洗时间设定拨码开关电路32由拨码开关SW3与SW4组成；多路驱动电路33由集成电路U54、电容C57与C58、连接器J20组成；在片系统电源电路34由集成电路U1与U2、可充电电池BT1、二极管D1～D5、电阻R2、电容C2～C9组成；发光亮度激励电路35由放大器U39与U46、光电隔离器U21、电阻R43与R46与R47与R86与R90、电容C44与C45组成；整流稳压输出电源电路39由稳压集成电路U3与U83～U85、二极管D21～D28、指示灯LP6～LP8、电阻及可调电阻R4～R6与R8～R9与R176～R180、电容C13～C14与C78～C90与C93、隔离变压器连接器J10与J23共同连接构成；显示用电源电路40由稳压集成电路U51、二极管D14～D15、电容C15与C56共同连接构成，它的输入连接到整流稳压输出电源电路39，输出接到显示板输出接口电路29，目的是为了减少对主机用数字电源的干扰；与浊度传感器共地的整流稳压输出电源电路42由稳压集成电路U8、二极管D6～D7、电阻及可调电阻R3与R7、电容C10与C11与C16与C17共同连接构成；整流稳压输出电源电路44由稳压集成电路U43与U44、二极管D8～D11、电阻及可调电阻R81～R84、电容C49～C52、隔离变压器连接器J13共同连接构成，J13接到记录仪隔离变压器43，本部分提供独立的隔离电源给电流变换与隔离输出驱动及接口电路(可接记录仪)30使用；整流稳压输出电源电路46由稳压集成电路U50、二极管D12～D13、电容C12与C55、连接器J9共同连接构成。

如图12所示，整流稳压输出电源电路50由连接器J21、二极管D16～D19、稳压集成电路U59及U62、电容C57与C60与C62与C65与C68～C70与C73、电阻及可调电阻R136与R138与R141与R143与R144及R153、发光二极管LP2与LP5组成；整流稳压输出电源电路51由稳压集成电路U60及U61、电容C58与C59与C63与C64与C66与C67与C71与C72、电阻及可调电阻R137与R139与R140与R142与R145及R146、发光二极管LP3与LP4组成；信号接口电路52由连接器J12、拨码开关SW5、电阻及可调电阻R150～R152及R154组成；自补偿及驱动发光电路53由放大器U48、电容C61与C74、电阻R101与R134与R135、超高亮发光二极管L0～L7组成；浊度毫伏接收电路54由放大器U70、电阻R109与R131～R133、线性光敏二极管P0组成；参比浊度1毫伏接收电路55由放大器U69、电阻R108与R128～R130、线性光敏二极管P1组成；参比浊度2毫伏接收电路56由放大器U68、电阻R107与R125～R127、线性光敏二极管P2组成；参比浊度3毫伏接收电路57由放大器U67、电阻R106与R122～R124、线性光敏二极管P3组成；参比浊度4毫伏接收电路58由放大器U66、电阻R105与R119～R121、线性光敏二极管P4组成；参比浊度5毫伏接收电路59由放大器U65、电阻R104与R116～R118、线性光敏二极管P5组成；参比浊度6毫伏接收电路60由放大器U64、电阻R103与R113～R115、线性光敏二极管P6组成；参比浊度7毫伏接收电路61由放大器U63、电阻R102与R110～R112、线性光敏二极管P7组成；多路选择开关反馈电路62由集成电路U71组成；电机控制固态继电器接口电路63由连接器J15、电阻R149组成；清洗擦位置检测电路64由连接器J22、电阻R147与R148组成，J22外部连接霍尔开关以检测清洗擦的位置。

如图13所示，显示板输入接口电路65由连接器J18、J19共同构成，J18通过电缆连接到主机板的显示板输出接口电路29上，J19通过电缆连接到主机板上多路驱动电路33的J17上；信号整型与电源滤波电路66由集成电路U72A与U72C与U72D、电容C75～C77共同连接构成；串行显示驱动电路67由集成电路U75～U82、二极管D20、三极管Q5、电阻R155共同连接构成；数码管/指示灯68由数码管LED1～LED6、指示灯LP15～LP24、电阻R158～R163与R165～R174共同连接构成；报警接口电路69由集成电路U72B、光电隔离器U74、电阻R156与R157与R164、三极管Q6、报警器B1、指示灯LP11共同电气连接构成；指示灯电路70由指示灯LP12～LP14、排阻R175共同连接构成。

本实用新型的工作原理如下：

(1)传感器机械机构的总体工作原理是：上位安装电机、上位及下位捡测开关、浊度变送接口板、引线插座，它们必须放在被测液体上面，并加保护罩，免受雨水淋湿。八对超高亮发光二极管及光敏接收二极管安装在下部，它们都装在玻璃弯管内，玻璃弯管内填充密封材料及吸湿剂，除光通路顶端外，整个玻璃管及下部检测室都涂有黑漆，测量单元位于测量室中间下部，七个带有一定色值的参比浊度模块装于测量单元前后两边上部，引线在上部，光发射与光接收之间的距离为5cm左右，一对用于检测被测液，另一对用于检测标准固化浊度参比模块，两者之间隔光，以免相互干扰，其它标准固化参比浊度毫伏接收电路受控不工作。为免受自然光的干扰，下部做成螺旋型的园型结构，底部做成带通孔的底盘，便于残渣的流出。传感器的清洗是通过电机的转动带动曲轴、连杆、活塞、清冼擦来完成的。

(2)浊度变送接口板的工作原理是：首先，从信号接口电路52给定反馈选择开关编码111，并给定最大激励电压V7，通过自补偿及驱动发光电路53以产生光束，此光束一边通过参比浊度模块7，并通过参比浊度7毫伏接收电路61、多路选择开关反馈电路62以产生经补偿的恒光，它能有效地消除温飘、时飘、老化等问题，同时对色值作一定的补偿；另一边相同的光束通过被测液体，接收光敏二极管通过浊度毫伏接收电路54产生毫伏信号，浊度大产生毫伏信号小，浊度小产生毫伏信号大，并判断量程，或超量程及溢出，溢出可报警，超量程可转下一量程，或通过软件线性插值求出本量程的浊度。以此类推，反馈选择开关编码从111到001，给定激励电压从大到小，即从V7到V1搜索，可得到相应量程的浊度毫伏信号，并求出浊度。各量程浊度毫伏信号及参比浊度毫伏信号都通过信号接口电路52输出；具体步骤如下，并请看表1及图14、15。被测液体发光及接收头部的清洗由信号接口电路52发出清洗信号，通过电机控制固态继电器接口电路63接固态继电器，固态继电器经220V交流电再接清洗电机而完成；清洗擦位置由清洗擦位置检测电路64连接到上位及下位霍尔检测开关而实现，并输出到信号接口电路52，传感器工作时，其位置在上位，清洗机构维修时，其位置在下位。

(3)浊度测量仪工作的总体思想是：建立以参比浊度模块为核心的测量区段，在每个区段内用线性插值法求浊度，低浊度用弱光作激励，高浊度用强光作激励，系统从强光到弱光自动搜索浊度测量区间，并根据浊度毫伏信号求出浊度值。其实现的过程是，先把主机板上的浊度传感器控制及输入接口电路26与浊度变送接口板上的信号接口电路52相连接，在片系统电路21通过多路驱动电路33、开关量输入输出隔离电路27向浊度传感器控制及输入接口电路26发出搜索区段信号(如111)，并通过其数字/模拟转换器DAC1发出模拟信号，借助于发光亮度激励电路35产生激励电压(如V7)再连接到浊度传感器控制及输入接口电路26，之后，从浊度传感器控制及输入接口电路26接收回被测液的浊度毫伏信号，经信号限幅及信号隔离缩小电路25进入在片系统电路21的模拟/数字转换器，从而实现浊度毫伏的接收，浊度变送接口板上的多对管自补偿电路能有效地消除温飘、时飘、老化等问题。在片系统电路21根据浊度毫伏判断是本区间浊度就求值，不是本区间浊度或超量程报警或转下一区间，依此类推，程序依次从高浊度区间向低浊度区间搜索，并在对应区间求出浊度，并适时显示在多功显示窗1，浊度的对应的电流值由在片系统电路21的数字/模拟转换器DAC0发出，经电流变换与隔离输出驱动及接口电路(可接记录仪)30接记录仪，主机软件程序流程框图如图16所示，主机0.1秒定时中断处理程序框图如图17所示。面板上的数据、指示灯及报警器，即多功显示窗1、浊度灯2、浊度调零灯3、浊度定值灯4、报警范围灯5、系统报警灯6、浊度偏高报警灯7、浊度偏高2灯8、

表1：反馈回路开关编码、发光激励电压与其它各项之关系表

开关编码CBA	激励电压(毫伏)	发光管驱动电流(毫安)	参比模块浊度	浊度测量范围	测量精度(相对)	注释
							000						用于浊度接收回路短路/断路自检
001	V1	I1	2(模块1)	[0～6]	≤1％	监控时，调V1，使参比浊度回路1显示浊度为2或其对应的电压，即校准1区。在测量范围内，十段线性插值求浊度ZD。
							010	V2	I2	10(模块2)	(6～20]	≤1％	监控时，调V2，使参比浊度回路2显示浊度为10或其对应的电压，即校准2区。在测量范围内，十段线性插值求浊度ZD。
011	V3	I3	30(模块3)	(20～50]	≤1％	监控时，调V3，使参比浊度回路3显示浊度为30或其对应的电压，即校准3区。在测量范围内，十段线性插值求浊度ZD。
							100	V4	I4	70(模块4)	(50～110]	≤1％	监控时，调V4，使参比浊度回路4显示浊度为70或其对应的电压，即校准4区。在测量范围内，十段线性插值求浊度ZD。
101	V5	I5	200(模块5)	(110～380]	≤1％	监控时，调V5，使参比浊度回路5显示浊度为200或其对应的电压，即校准5区。在测量范围内，十段线性插值求浊度ZD。
							110	V6	I6	600(模块6)	(380～1050]	≤1％	监控时，调V6，使参比浊度回路6显示浊度为600或其对应的电压，即校准6区。在测量范围内，十段线性插值求浊度ZD。
111	V7	I7	1500(模块7)	(1050～2500]	≤3％	监控时，调V7，使参比浊度回路7显示浊度为1500或其对应的电压，即校准7区。在测量范围内，十段线性插值求浊度ZD。
							注意：每段区间的连接都有小部分覆盖，以此来定每段的ZDMVmax及ZDMVmin，使整个测量区间连续。

浊度偏高1灯9、浊度正常灯10、自检报警灯11、超量程报警灯12由在片系统电路21的串行口经显示板输出接口电路29连接到显示板上的显示板输入接口电路65而动态刷新，以同步串行方式进行；报警接口电路69外接报警器，实现声光报警；面板上另外的浊度机械报警灯13、浊度清洗灯14、浊度工作灯15由在片系统电路21发出，经多路驱动电路33的J17连接到显示板上的显示板输入接口电路65的J19而动态刷新；所有主机程序及固定参数都保存在在片系统电路21片内EEPR0M内，运算变量暂存在在片系统电路21内的电池掉电保护RAM里；监控算法分内部、外部两种，由拨码开关SW1确定，拨码开关SW1有以下功能选择：正常/内部监控、记忆参数/原定标准参数、外调零有效/外调零无效、记录0～10mA输出/记录4～20mA输出。即在内部监控时可调整浊度调零值、浊度定值、浊度报警范围值、参比7标准浊度值、参比6标准浊度值、参比5标准浊度值、参比4标准浊度值、参比3标准浊度值、参比2标准浊度值、参比1标准浊度值，并可观看浊度毫伏值、参比7标准浊度毫伏值、参比6标准浊度毫伏值、参比5标准浊度毫伏值、参比4标准浊度毫伏值、参比3标准浊度毫伏值、参比2标准浊度毫伏值、参比1标准浊度毫伏值、最大发光激励电压值V7、发光激励电压值V6、发光激励电压值V5、发光激励电压值V4、发光激励电压值V3、发光激励电压值V2、发光激励电压值V1，其代码、代码值暂时显示在多功能显示窗1内，主机监控处理程序框图如图18所示；外部操作时，其外部参数适时显示在多功能显示窗1上，并依照浊度灯2、浊度调零灯3、浊度定值灯4、报警范围灯5提示其多功能显示窗1为浊度值、浊度调零值、浊度定值、浊度报警范围值，它的切换功能由功能切换开关18实现，可使指示灯循环移动到各对应点，其对应值可通过功能值增加开关17、功能值减少开关16来调整。浊度清洗机械执行机构由在片系统电路21经多路驱动电路33、开关量输入输出隔离电路27、浊度传感器控制及输入接口电路26连接到浊度变送接口板上的信号接口电路52，再经电机控制固态继电器接口电路63接固态继电器，固态继电器经220V交流电再连接清洗电机而完成，当电机转动时，由曲轴、连杆、活塞、清洗擦组成机械机构对浊度传感器进行清洗；浊度清洗机械执行机构的零位在上位，它的位置状态由浊度传感器清洗擦位置检测电路64检测得到，浊度清洗控制程序及固定参数也保存在在片系统电路21片内EEPR0M内，运算变量暂存在在片系统电路21内的电池掉电保护RAM里；清洗间隔时间与清洗持续时间由清洗时间设定拨码开关电路32确定，在片系统电路21能判断浊度清洗机构是否超时报警、传感器发光及光敏电路是否自检报警、被测液体的浊度是否超量程报警；清洗期间，浊度保持不变。以水厂的澄清为例，当浊度超定值报警范围时，浊度偏高报警指示灯7亮，否则，当浊度超定值的一半报警范围时，浊度偏高2灯8亮，否则，当浊度超定值四分之一的报警范围时，浊度偏高1灯9亮，否则，当浊度落在定值四分之一的报警范围内时，浊度正常指示灯10亮；当浊度清洗机构执行超时时，对应浊度机械报警灯13亮；只要有一个以上的报警状态，系统报警灯亮，同时报警器鸣叫，可人工通过关声音报警开关以切断其鸣叫。

本实用新型的实施方式如下：(1)可按图1所示，选用铝合金板材采用一般机加工方法加工机壳及显示面板，发明人曾按图1所示，设计加工出样机的机壳及显示面板，其机壳尺寸为360×158×395mm，然后，在机壳内安装显示及报警电路板、主机板、隔离变压器、浊度传感器信号输入及输出接口、通讯接口、记录仪输出接口、显示板与主机板连接电缆、电源输入插座而实现主机，注意，所有中大功率部件全部由引线引出，并以绝缘材料隔离安装在散热片上，再固定在机箱后部；(2)按图13所示，用计算机自动布线制显示板，所有网络标号相同者，计算机会自动连在一起，其中，U75～U82可选74XX164系列，U72可选74XX08系列，LED1～LED6可选FC8-011-11系列数码管，Q5、Q6三极管可选TIP142系列，光电隔离器U74可选TLP521-1系列；按图12所示，用计算机布线制浊度变送接口板，所有网络标号相同者，计算机会自动连在一起，其中，U59、U60可选LM317或LM350系列，U61、U62可选LM337系列，U71可选74HCT4051系列，U48可选TLE2027，超高亮发光二极管L0～L7、线性光敏二极管P0～P7由引线连接到测量室，放大器U63～U70可选TLC2202。按图5～11所示，由计算机自动布线制主机板，所有网络标号相同者，计算机会自动连在一起，其中，U6可选C8051F020，U1、U2可选HT7036B，BT1可选2.6V可充电电池，U7可选MAX708，U10、U11可选TL7726，U23～U38、U39可选TLC2201，U42可选TLE2064，U3、U8、U43、U83、U85可选LM317或LM350系列，U44、U84可选LM337系列，U45、U46可选OP200或TLE2022系列，U47可选TLE2027，U49可选MAX232，U50、U51可选7805系列，Q1～Q4三极管可选50毫安25伏NPN系列，U54可选74XX244系列，光电隔离器U52、U53可选TLP521-4系列，光电隔离器U12～U22可选TLP521-2系列。发明人按上述的实施方式制出样机，具有下列技术指标及参数：输入电压：AC220V±20％，50Hz；额定功率：100W；浊度检测显示0～2500度(使用液体温度范围0～60℃)；精度1：≤1％(使用范围在0～1050度)；精度2：≤3％(使用范围在1050～2500度)。

实施使用本实用新型时，先接交流220V电压、浊度传感器机构，也可选接记录仪。其工作步骤为：(1)开启电源；(2)调内部监控参数；(3)恢复正常功能。以后，操作工人可根据工艺条件、报警信号及浊度记录曲线，及时调整浊度定值及加矾阀位大小即可，并定期作软件浊度调零校准。注意，第一次使用时，先把拨码开关置到监控，后拨码到原定标准参数位，以让在片系统电路21把原定标准参数从EEPROM送到掉电保护RAM里；然后拨回码到用户参数调整位才可精密调整内部参数，按压代码按钮S1到浊度调零位，按压代码值按钮增S3、代码值按钮快S2、代码值按钮减S4以调整浊度调零值，其代码、代码值暂时显示在多功能显示窗1内，同理，可调浊度值、浊度定值、浊度报警范围值、参比7标准浊度值、参比6标准浊度值、参比5标准浊度值、参比4标准浊度值、参比3标准浊度值、参比2标准浊度值、参比1标准浊度值，并可观看浊度毫伏值、参比7标准浊度毫伏值、参比6标准浊度毫伏值、参比5标准浊度毫伏值、参比4标准浊度毫伏值、参比3标准浊度毫伏值、参比2标准浊度毫伏值、参比1标准浊度毫伏值、最大发光激励电压值V7、发光激励电压值V6、发光激励电压值V5、发光激励电压值V4、发光激励电压值V3、发光激励电压值V2、发光激励电压值V1。注意，浊度变送硬件调整时，最好在原定标准参数下进行，这样，可在主机帮助下直接观察浊度毫伏值及各参比标准浊度值。每个参比浊度调校的方法是：在内部监控时，按压代码按钮S1到该参比标准浊度值位，按压代码值按钮增S3、代码值按钮快S2、代码值按钮减S4以调整该参比标准浊度值，系统是通过调整其对应的发光激励电压来实现得，把所有参比浊度都调校完毕，即完成全区测量范围的调校。拨码开关置到正常位，恢复正常功能，到此，整机调校完毕；外部操作由工人作定期的、适当的调整即可。

如上所述，即可较好地实现本实用新型。

Claims (4)

1.带清洗控制的多对管变光自补偿浊度在线检测报警仪，其特征是，它由机壳、面板、主机板、显示板、带浊度变送接口板的浊度传感器共同安装连接构成，其中，显示板与主机板固定在机壳内，显示板与主机板通过短电缆线连接，浊度变送接口板安装在浊度传感器内，并通过长电缆与主机板连接，在面板上装有多功显示窗、浊度灯、浊度调零灯、浊度定值灯、报警范围灯、系统报警灯、浊度偏高报警灯、浊度偏高2灯、浊度偏高1灯、浊度正常灯、自检报警灯、超量程报警灯、机械机构报警灯、浊度清洗灯、浊度工作灯，它们通过显示、报警信号线与显示板电路上的相应点相连接；在面板上还装有功能值减少按钮、功能值增加按钮、功能值切换按钮、复位按钮、电源开关，它们通过各自信号电缆线与主机板电路上的相应点相连接。

2.根据权利要求1所述的带清洗控制的多对管变光自补偿浊度在线检测报警仪，其特征是，主机板电路由在片系统电路、内部操作电路、外部操作电路、精密稳压电源电路、信号限幅及信号隔离缩小电路、浊度传感器控制及输入接口电路、开关量输入输出隔离电路、复位电路、显示板输出接口电路、电流变换与隔离输出驱动及接口电路、隔离驱动接口电路、清洗时间设定拨码开关电路、多路驱动电路、在片系统电源电路、发光亮度激励电路、交流输入电路、滤波器电路、主机隔离变压器、显示用电源电路、浊度隔离变压器、与浊度传感器共地的整流稳压输出电源电路、记录仪隔离变压器、通讯隔离变压器、整流稳压输出电源电路共同电气连接构成；其中，交流输入电路、滤波器电路、主机隔离变压器、显示用电源电路、浊度隔离变压器、与浊度传感器共地的整流稳压输出电源电路、记录仪隔离变压器、通讯隔离变压器、整流稳压输出电源电路通过各自电源线与电路板上相应电路的相应点相连接，显示用电源电路、在片系统电源电路与整流稳压输出电源电路相应点连接，在片系统电路分别通过数字输入及输出信号线、模拟信号线、电源线、复位线、串行信号线、晶振信号线分别与内部操作电路、外部操作电路、精密稳压电源电路、信号限幅及信号隔离缩小电路、开关量输入输出隔离电路、复位电路、显示板输出接口电路、电流变换与隔离输出驱动及接口电路、隔离驱动接口电路、清洗时间设定拨码开关电路、多路驱动电路、在片系统电源电路、发光亮度激励电路上的相应点相连接，浊度传感器控制及输入接口电路通过模拟信号线分别与信号限幅及信号隔离缩小电路、发光亮度激励电路相连接，还通过数字隔离线与开关量输入输出隔离电路相连接，开关量输入输出隔离电路还通过数字线与多路驱动电路相连接。

3.根据权利要求1所述的带清洗控制的多对管变光自补偿浊度在线检测报警仪，其特征是，浊度变送接口板电路由交流输入电路、滤波器电路、隔离变压器、整流稳压输出电源电路、信号接口电路、自补偿及驱动发光电路、浊度毫伏接收电路、参比浊度1毫伏接收电路、参比浊度2毫伏接收电路、参比浊度3毫伏接收电路、参比浊度4毫伏接收电路、参比浊度5毫伏接收电路、参比浊度6毫伏接收电路、参比浊度7毫伏接收电路、多路选择开关反馈电路、电机控制固态继电器接口电路、清洗擦位置检测电路共同电气连接构成；其中，交流输入电路、滤波器电路、隔离变压器、整流稳压输出电源电路、电机控制固态继电器接口电路通过电源线相连接，信号接口电路通过信号线、多路选择开关线、电机开关线、清洗擦位置检测线分别与自补偿及驱动发光电路、浊度毫伏接收电路、参比浊度1毫伏接收电路、参比浊度2毫伏接收电路、参比浊度3毫伏接收电路、参比浊度4毫伏接收电路、参比浊度5毫伏接收电路、参比浊度6毫伏接收电路、参比浊度7毫伏接收电路、多路选择开关反馈电路、电机控制固态继电器接口电路、清洗擦位置检测电路相连接，多路选择开关反馈电路还通过信号线与自补偿及驱动发光电路、浊度毫伏接收电路、参比浊度1毫伏接收电路、参比浊度2毫伏接收电路、参比浊度3毫伏接收电路、参比浊度4毫伏接收电路、参比浊度5毫伏接收电路、参比浊度6毫伏接收电路、参比浊度7毫伏接收电路相连接。

4.根据权利要求1所述的带清洗控制的多对管变光自补偿浊度在线检测报警仪，其特征是，显示板电路由显示板输入接口电路、信号整型与电源滤波电路、串行显示驱动电路、数码管/指示灯电路、报警接口电路、指示灯电路共同电气连接构成；其中，显示板输入接口电路分别通过短电缆线、电源线、显示信号线分别与显示板输出接口电路、信号整型及电源滤波电路、指示灯电路相连接，串行显示驱动电路分别通过显示信号线、数码管/指示灯信号线、报警信号线分别与信号整型及电源滤波电路、数码管/指示灯、报警接口电路相连接。

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