專利名稱：組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀，能夠同時(shí)測(cè)量水質(zhì)分析最基本的5個(gè)參數(shù)，屬于電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)與裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在水質(zhì)分析中，pH、ORP、溫度、電導(dǎo)率和溶解氧是應(yīng)用電化學(xué)方法進(jìn)行水質(zhì)分析最基本的5個(gè)參數(shù)，通常需要多個(gè)儀器對(duì)水樣的常數(shù)分別進(jìn)行分析，例如用pH計(jì)進(jìn)行pH、ORP和溫度分析測(cè)量；用電導(dǎo)率儀測(cè)量電導(dǎo)率；用溶解氧分析儀測(cè)量溶解氧濃度。這些儀器雖然分析方法不同，但確實(shí)有著相似甚至相同的部分，如每臺(tái)儀器都有電源、顯示、操作鍵和接口。因此，要進(jìn)行水質(zhì)這5個(gè)參數(shù)的分析，需要3套儀器，不僅儀器占用空間多，不利于儀器管理，而且儀器相同的部分也是一種浪費(fèi)。可以與用于水質(zhì)分析的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIMS)配套使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以同時(shí)測(cè)量水質(zhì)分析最基本的5個(gè)參數(shù)的組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀。
本發(fā)明根據(jù)測(cè)量水質(zhì)5個(gè)參數(shù)儀器的特點(diǎn)，用模塊組合方式，將幾種儀器組合成一個(gè)整體，使儀器能夠同時(shí)測(cè)量水質(zhì)分析最基本的5個(gè)參數(shù)。是一種在虛擬多參數(shù)電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的多參數(shù)水質(zhì)電化學(xué)分析儀器。
本發(fā)明所述的組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀按功能分為以下模塊控制模塊、電源模塊、接口模塊、電極信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、轉(zhuǎn)換器和顯示操作設(shè)備或者計(jì)算機(jī)。這些模塊之間用總線方式進(jìn)行連接，形成一個(gè)電極信號(hào)轉(zhuǎn)換器，然后將轉(zhuǎn)換器連接一個(gè)顯示操作設(shè)備或計(jì)算機(jī)即可進(jìn)行儀器的操作和顯示。儀器可連接不同類型的電極信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊也可連接幾個(gè)相同的電極信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，當(dāng)儀器開始工作時(shí)，充當(dāng)儀器顯示和操作的控制模塊或計(jì)算機(jī)自動(dòng)搜索所連接的電極信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的種類，而使儀器具備相應(yīng)的分析檢測(cè)功能。
儀器采用模塊組合方式，可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)參數(shù)，也只需要一套電源、接口和顯示操作等相同部件，比分離的幾臺(tái)儀器要降低制造成本；儀器采用總線方式進(jìn)行連接，可以連接多個(gè)不同的電極信號(hào)轉(zhuǎn)換卡也可連接多個(gè)相同的電極信號(hào)轉(zhuǎn)換卡，使儀器能夠同時(shí)測(cè)量同一樣品的不同參數(shù)或者同時(shí)檢測(cè)多個(gè)樣品的相同參數(shù)。
儀器由“多參數(shù)轉(zhuǎn)換器”和“計(jì)算機(jī)虛擬操作軟件”組成。轉(zhuǎn)換器通過(guò)RS-232接口或以太網(wǎng)接口和計(jì)算機(jī)連接，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行各種儀器調(diào)試、測(cè)試和數(shù)據(jù)處理等操作。軟件可設(shè)置為“連接LIMS”方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)口向LIMS系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)送被測(cè)水質(zhì)樣品的包括樣品編號(hào)、測(cè)試人員、測(cè)試日期、測(cè)試時(shí)間和要求的多個(gè)測(cè)試參數(shù)等測(cè)試信息。
本發(fā)明還用本發(fā)明還用到(1)總線轉(zhuǎn)換卡的電路隔離技術(shù)；(2)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)；(3)電化學(xué)虛擬分析操作技術(shù)及計(jì)算機(jī)軟件的編制。這些計(jì)算也為普通計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)人員均能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，本發(fā)明也不詳細(xì)論述。
轉(zhuǎn)換器模塊包括底板、電源卡和3塊電極信號(hào)轉(zhuǎn)換卡，分別是mV、電導(dǎo)率和溶解氧/溫度卡。轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)上位計(jì)算機(jī)的要求將各轉(zhuǎn)換卡的信號(hào)發(fā)送給計(jì)算機(jī)，也保存各轉(zhuǎn)換卡測(cè)量的標(biāo)定參數(shù)并根據(jù)計(jì)算機(jī)的要求發(fā)送給計(jì)算機(jī)。
轉(zhuǎn)換卡的設(shè)計(jì)每塊轉(zhuǎn)換卡具有獨(dú)立的CPU控制和AD轉(zhuǎn)換功能，對(duì)電極信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和采集以確定的數(shù)字信號(hào)通過(guò)RS-232接口傳遞給總線底板再傳遞給計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算和處理。
總線底板的設(shè)計(jì)總線底板通過(guò)隔離的RS-232以開關(guān)切換的方式采集各轉(zhuǎn)換卡采集的電極信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)，保證對(duì)同一試樣可同時(shí)進(jìn)行多參數(shù)檢測(cè)，而不產(chǎn)生相互干擾。
底板同時(shí)保存各測(cè)量參數(shù)的標(biāo)定參數(shù)，以確保整個(gè)轉(zhuǎn)換模塊在使用過(guò)程中不受計(jì)算機(jī)的限制。
電源卡的設(shè)計(jì)電源卡負(fù)責(zé)將220V交流電轉(zhuǎn)換為儀器工作電壓，還裝有RS-232接口和網(wǎng)絡(luò)接口連接計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明所述的組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀的通訊協(xié)議分3層(1)底板和各轉(zhuǎn)換卡之間的協(xié)議；(2)底板(轉(zhuǎn)換器)和計(jì)算機(jī)之間的協(xié)議A)讀電極信號(hào)，B)讀標(biāo)定參數(shù)，C)寫標(biāo)定參數(shù)，D)回復(fù)電極信號(hào)、標(biāo)定參數(shù)、確認(rèn)；(3)儀器和LIMS系統(tǒng)之間的協(xié)議.
軟件功能(1)轉(zhuǎn)換卡軟件，轉(zhuǎn)換卡軟件將該卡的電極信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換然后通過(guò)RS-232接口向底板傳送。(2)底板軟件，通過(guò)不斷切換RS-232接口，采集通道上的轉(zhuǎn)換卡的電極信號(hào)。并按上位計(jì)算機(jī)的命令進(jìn)行發(fā)送。接收并保存上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行標(biāo)定的各種參數(shù)。按上位計(jì)算機(jī)的要求將保存的標(biāo)定參數(shù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)。(3)計(jì)算機(jī)操作軟件，測(cè)量功能溫度、mV、pH、電導(dǎo)率和溶解氧；標(biāo)定功能；數(shù)據(jù)處理功能；圖形功能；打印等輸出功能；測(cè)試數(shù)據(jù)向LIMS系統(tǒng)傳輸功能。
網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)本儀器的轉(zhuǎn)換器除通過(guò)RS-232接口連接計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作外，轉(zhuǎn)換器還安裝了Lantronics的嵌入式服務(wù)器器件Xport構(gòu)造儀器的以太網(wǎng)接口使之成為網(wǎng)絡(luò)儀器，這樣就可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口以局域網(wǎng)的方式和服務(wù)器類型的計(jì)算機(jī)連接，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制操作。


圖1是組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀模塊示意圖本發(fā)明提供的組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀模塊示意圖主要包括控制模塊1，電源模塊卡2，接口模塊卡3，電極信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊卡4，轉(zhuǎn)換器5，顯示操作設(shè)備6。
具體實(shí)施例方式
控制模塊1將各功能模塊連接成一體，控制著組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀的整運(yùn)行；電源模塊卡2，提供整個(gè)儀器的工作電源；接口模塊卡3，提供儀器對(duì)外的接口；電極信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊卡4，負(fù)責(zé)將電極信號(hào)轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的電信號(hào)；轉(zhuǎn)換器5，負(fù)責(zé)采集電化學(xué)各參數(shù)測(cè)量的電極信號(hào)并將其通過(guò)接口向計(jì)算機(jī)傳遞；顯示操作設(shè)備6，負(fù)責(zé)分析命令的錄入及分析結(jié)果的顯示等任務(wù)。各功能模塊具有獨(dú)立的CPU進(jìn)行控制，通過(guò)總線和插槽和控制模塊進(jìn)行連接，并受控制模塊的控制，采集電極信號(hào)，再傳送到顯示操作設(shè)備或計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理分析。
本儀器還可以根據(jù)需要編制計(jì)算機(jī)軟件，因?yàn)椴皇菍Ｓ密浖?，所以本發(fā)明無(wú)需公開，常用的水質(zhì)分析軟件均可用于本裝置。本組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀還可以將各電極信號(hào)轉(zhuǎn)換為測(cè)量參數(shù)，并可進(jìn)行標(biāo)定、數(shù)據(jù)記錄、保存、打印和曲線等操作，同時(shí)也可進(jìn)行樣品、測(cè)試人員及測(cè)試數(shù)據(jù)的測(cè)試信息向LIMS系統(tǒng)傳送功能。
權(quán)利要求
1.一種組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀，其特征在于包括控制模塊(1)、電源模塊(2)、接口模塊(3)、電極信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊(4)、轉(zhuǎn)換器模塊(5)和顯示操作設(shè)備(6)，各模塊之間用總線方式進(jìn)行連接，形成一個(gè)電極信號(hào)轉(zhuǎn)換器，然后將轉(zhuǎn)換器連接一個(gè)顯示操作設(shè)備(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀，其特征在于采用總線方式連接多個(gè)不同的電極信號(hào)轉(zhuǎn)換卡，或者連接多個(gè)相同的電極信號(hào)轉(zhuǎn)換卡，使儀器能夠同時(shí)測(cè)量同一樣品的不同參數(shù)或者同時(shí)檢測(cè)多個(gè)樣品的相同參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀，其特征在于所述的轉(zhuǎn)換器模塊(5)包括底板、電源卡和3塊電極信號(hào)轉(zhuǎn)換卡，分別是mV、電導(dǎo)率和溶解氧/溫度卡。
4.如權(quán)利要求1所述的組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀，其特征在于所述的顯示操作設(shè)備(6)為計(jì)算機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種組合式多參數(shù)水質(zhì)分析儀，屬于電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)與裝置領(lǐng)域。包括控制模塊、電源模塊、接口模塊、電極信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、轉(zhuǎn)換器和顯示操作設(shè)備或者計(jì)算機(jī)。這些模塊之間用總線方式進(jìn)行連接，形成一個(gè)電極信號(hào)轉(zhuǎn)換器，然后將轉(zhuǎn)換器連接一個(gè)顯示操作設(shè)備或計(jì)算機(jī)即可進(jìn)行儀器的操作和顯示。儀器可連接不同類型的電極信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊也可連接幾個(gè)相同的電極信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，同時(shí)測(cè)量水質(zhì)分析最基本的5個(gè)參數(shù)，當(dāng)儀器開始工作時(shí)，充當(dāng)儀器顯示和操作的控制模塊或計(jì)算機(jī)自動(dòng)搜索所連接的電極信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的種類，而使儀器具備相應(yīng)的分析檢測(cè)功能。
文檔編號(hào)G01N27/27GK1793883SQ20051011178
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者方禹之, 殷傳新, 宋相鷹, 魏樂樵, 金春法, 何品剛 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué), 上海精密科學(xué)儀器有限公司