CN2867339Y - 分别测量多种参数的水样分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分别测量多种参数的水样分析装置，该装置包括以微处理机为中心的控制电路和与该控制电路相连接的用于显示数据分析结果的显示器、控制操作的键盘、用于输出分析结果的串行通讯口、U盘口、由发光二极管组以及光纤构成的待检测水样的冷光源、采集检测信号的参比光敏放大器和测量光敏放大器，是一种能分别测量水中硅酸根、磷酸根、铜离子、铁离子、联胺、浊度、总磷、COD以及余氯等多参数测量仪，其优点在于，可以一机多用，节约成本，且性能稳定、无需预热，光源的使用寿命长以及方便现场使用。

Description

分别测量多种参数的水样分析装置

技术领域

本实用新型涉及多种化学元素的分析装置，尤其是专用于监测火电厂、火电站水质的硅酸根、磷酸根、铜离子、铁离子、联胺、浊度以及用于环保的总磷、COD、余氯浊度等多参数的分析装置。

背景技术

目前，用于分析火电厂、火电站水质的硅酸根、磷酸根、铜离子或铁离子的分析装置全部都是单参数的装置，包括各自独立的用于进行数值分析计算的单片计算机系统、用于照射待检测水样的照射光源、用于采集检测信号的采集器以及用于对采样信号进行放大处理的以微处理机为中心的控制电路和用于显示数据分析结果的显示器、控制操作的键盘、用于输出分析结果的打印机等。由于现有的分析装置均是单参数装置，采用的是独立的单个光源独立固定的比色池，因而只能进行一种参数的监测，无法满足现场多个参数的分析需求。现场一般还配有一种称为分光亮度计的测量装置，它不光是光栅的调节波长不便也不准确，还有就是采用了广谱的热光源，这样就使得光源容易损坏，而使用寿命也低，仪器需要预热，温度特性大，尤其是得出的数据还需要人工换算，这就给在现场使用分析装置带来了麻烦。另外，现有的分析装置以普通光电池作为水样分析信号的AD采集器，由于普通光电池本身没有放大性，需要另外增加用于放大采样信号的放大器，使得控制电路复杂，误差大，易受干扰，同时由于其温度特性大，也影响整个分析装置性能的稳定性，增加了分析装置的维护量。

实用新型内容

针对上述现有技术的问题，本实用新型的目的在于提供一种能监测多达十种参数的水样分析装置，其性能稳定、功能价格比高、经济实用，且能直接读取读数，不用换算。还有就是便于使用，自动实现排污，方便维护，结构也简单。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种监测水中多种参数的水样分析装置，该装置包括以24位微处理机为中心的控制电路和与该控制电路相连接的用于显示数据分析结果的显示器、控制操作的键盘、用于保存输出分析结果的存储器以及打印机口、串行口、U盘口、待检测水样的多种(六种)照射光源组、采集检测信号的采集器、用于排放污水的排污阀或吸泵以及供电电源，所述检测水样的照射光源组为多灯冷光源带光纤组，由控制电路为其分别提供电源，所述采集检测信号的采集器为光敏放大器，可采用光敏宽带采集器，各种冷光源照射比色池中的待检测水样产生的光信号由光敏放大器采集并放大后送入以微处理机为中心的控制运算电路，由该控制运算电路对冷光源组的某个灯进行发光驱动以及对放大后的采样信号进行分析处理，将结果通过显示器、通讯口、U盘口或打印机输出，并把数据和仪表的工作状态储存在微机内的存储器中，并在屏幕上显示以及查询。

上述冷光源均采用多种波长的多个专用发光二极管，为了能有效检测待检测水样中的化学元素，这些发光二极管的波长与待检测水样中待检测的化学组成成份相适合。

为了与上述照射待检测水样的冷光源组相适应，所述光敏放大器可以包括参比光敏放大器和测量光敏放大器，也可以只包括测量光敏放大器，该放大器为一宽谱放大器，能适应400mm～850mm之间不同波长的需求。

由于本实用新型采用多个冷光源带光纤作待检测水样的照射光源组，不但体积、耗电小，且寿命长，因而给分析装置的维护带来了很大的方便，而且由于冷光源的温度特性小，信号漂移小，使得整个分析装置的体积减小，性能更稳定，预热更快，方便在现场使用分析装置，可以对多种元素进行分析。同时由于采用了光敏集成放大器为采集检测信号的采集器，因其本身的放大作用，不再需要另外增加用于放大采样信号的放大器，使得控制电路变得简单，而且误差小，不易受干扰，同时由于冷光源本身不发热以及光敏放大器的温度特性较小，使得整个分析装置的性能更加稳定，进而减小了分析装置的维护量，实现一机多用，降低了成本，并节省了工作场地。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的电路原理图。

图2为本实用新型第二实施例的电路原理图。

图3为本实用新型实施例的单片机系统的电路原理图。

符号说明

1：控制电路；                    2：串行口；

3：参比光敏放大器；              4：排污电磁阀；

5：测量光敏放大器；              6：电源；

7：显示器；                      8：键盘；

9：打印机；                      10：供电驱动电路；

11、16、18：光电耦合电路；       12：单片机系统；

13：差动放大电路；               14：缓冲电路；

15：模数转换电路；               17：驱动电路；

19：采集器；                     20：恒流源；

21：CPU；                        22：只读存储器；

23：电擦抹只读存储器；           24：随机存储器；

25、26：接口；                   27：单片机内部总线；

28：U盘口；

29～34：照射光源(冷光源1～6，如图)

具体实施方式

首先对本实用新型所依赖的计算机系统作个简要的陈述，如图3所示，该单片机系统12通常包括通过单片机内部总线27相连接的CPU21、只读存储器22、电擦抹只读存储器23、随机存储器24和若干个接口25、接口26。CPU主要用于对采集得到的采样信号进行分析计算，只读存储器22用于存储分析装置的监控程序，电擦抹只读存储器23用于保留装置的分析数据，随机存储器24、用于加工检测数据的存储器，以及若干个与外部设备相连接的接口25、接口26，这些接口用于将显示器7、键盘8、打印机9、U盘口28、光电耦合电路等连成一个整体。

本实用新型的水样分析装置的第一实施例，是对多种参数分别进行测量的，如图1所示，首先构造一个以微处理机为中心的控制电路1，该控制电路1包括供电驱动电路10以及与其相连的光电耦合电路11、差动放大电路13及与之连接的缓冲电路14、与缓冲电路14相连接的模数转换电路15、与模数转换电路15相连接的光电耦合电路16，排污电磁阀4、驱动电路17和与之连接的光电耦合电路18，所述光电耦合电路11、16、18都与单片机系统相连接，起隔离作用，以使装置的性能更加稳定。然后将用于显示数据分析结果的显示器7、控制操作的键盘8、用于输出分析结果的打印机9通过单片机的接口与单片机系统连接，最后将待检测水样的六种照射光源(29～34)，即由发光二极管构成的多路冷光源与供电驱动电路10连接，采集检测信号的采集器19，即参比光敏放大器3和测量光敏放大器5与差动放大电路13连接，排污电磁阀4与驱动电路17连接，供电电源6为整个分析装置提供电源。

当装置加电后，冷光源组中的某个冷光源照射待检测水样，通过水样的光信号由测量光敏放大器5接收并放大，通过空气的光电信号由参比光敏放大器3以及测量光敏放大器5接收并放大，上述二路检测信号送入以微处理机为中心的控制电路1的差动放大电路13进一步放大后，经缓冲电路14缓冲，再经模数转换电路15转换后通过光电耦合电路16送入单片机系统12进行处理，单片机系统12将处理后的结果通过显示器7、打印机9或U盘口28输出，水样分析完成后，通过键盘8的控制，由单片机系统12通过光电耦合电路18向驱动电路17发出控制信号，控制排污电磁阀4或排污吸泵进行排污操作。同时，单片机系统12通过光电耦合电路11向驱动电路10发出控制信号，经供电驱动电路10为对应的照射光源29～照射光源34中的一个提供电源。

本实用新型的水样分析装置的第二实施例的基本结构与第一实施例大部分相同，工作原理也相同，也是对多种参数分别进行测量的，如图2所示，不同之处在于，本实施例中包含了恒流源20，装置工作是由冷光源组(即照射光源29～34)提供电源，由恒流源20驱动多个不同波长的冷光源中的某个来照射待检测水样，这样会使冷光源组(即照射光源29～34)中的个体有选择性的发光，这样就使得整机的工作更加的稳定，从而保证了整个装置的整体性能。同时本实施例中可去除供电驱动电路10和光电耦合电路11，因此使本实用新型更加简化和便于维护。

事实上，如果测量要求的精度不太高的话，光敏放大器19可以只包括测量光敏放大器5，这样采用单光路检测同样能达到本实用新型的目的，而且能简化本实用新型。

当然，实际中应使作为冷光源的发光二极管的波长与待检测水样中的待检测化学元素相适应，因而有六个不同波长的专用发光二极管，需要哪个与待检测元素相适应的光源发光是由计算机进行控制与选择的。

Claims (4)

1.一种分别测量多种参数的水样分析装置，该装置包括以24位微处理机为中心的控制电路和与该控制电路相连接的用于显示数据分析结果的显示器、控制操作的键盘、用于输出分析结果的串行口和U盘口、待检测水样的多种照射光源、采集检测信号的采集器、排污电磁阀、供电电源，其特征在于，所述待检测水样的照射光源为冷光源及光纤组，由所述控制电路为其提供电源，所述采集检测信号的采集器为光敏放大器，由光敏放大器采集所述冷光源照射待检测水样的光信号并经放大后送入所述的控制电路，由该控制电路对放大后的采样信号进行分析处理，将结果通过所述显示器、所述串行口、所述U盘口或打印机输出。

2.如权利要求1所述的分别测量多种参数的水样分析装置，其特征在于，所述水样分析装置还包括有一个恒流源，所述冷光源组与该恒流源连接，由所述恒流源为其提供供电电源。

3.如权利要求1所述的分别测量多种参数的水样分析装置，其特征在于，所述冷光源组为若干个特定波长的发光二极管，这些发光二极管的波长与待检测水样中的待检测化学元素相适应。

4.如权利要求1所述的分别测量多种参数的水样分析装置，其特征在于，所述光敏放大器包括参比光敏放大器。

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