一種濁度測量電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種濁度測量電路，其包括：中央處理器，中央處理器電連接于恒流控制模塊，恒流控制模塊電連接于白光LED燈，白光LED燈透過一光學(xué)結(jié)構(gòu)作用于一信號接收模塊，信號接收模塊耦合于電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)一信號放大模塊后輸送至所述中央處理器。本發(fā)明的濁度測量電路，其采用白光LED燈作為光源，一級硅光二極管作為信號接收單元，通過恒流控制模塊控制白光LED燈使其產(chǎn)生穩(wěn)定的亮度，在信號接收后采取差分放大電路，抑制干擾，然后以電路地為參考進(jìn)行AD采樣，利用AD芯片內(nèi)部的PGA進(jìn)行控制增益使其達(dá)到分辨率高且穩(wěn)定的效果，有效抑制了零點(diǎn)漂移和低濁度下測量不穩(wěn)定的影響。
【專利說明】
_種油度測量電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及濁度儀技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于濁度儀的濁度測量電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在測量技術(shù)領(lǐng)域，有一種專門針對液體的池度測量，以獲得液體特征參數(shù)ο
[0003]而現(xiàn)有市面上的濁度儀光源一般采用鎢燈和LED燈兩種方案，在電路處理上，往往因?yàn)樘幚聿坏卯?dāng)進(jìn)而表現(xiàn)出來的零點(diǎn)漂移大，需要頻繁調(diào)零，分辨率低，以及在低濁度情況下極度不穩(wěn)定。因此，市場上亟需一種對低濁度測量穩(wěn)定，零點(diǎn)漂移小的濁度測量系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種濁度測量電路，其解決了目前濁度測量電路零點(diǎn)漂移大，低濁度測量不穩(wěn)定的技術(shù)問題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案為:
[0006]本發(fā)明的一種濁度測量電路，其包括:中央處理器，所述中央處理器電連接于恒流控制模塊，所述恒流控制模塊電連接于白光LED燈，所述白光LED燈透過一光學(xué)結(jié)構(gòu)作用于一信號接收模塊，所述信號接收模塊耦合于電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)一信號放大模塊后輸送至所述中央處理器;所述中央處理器控制所述恒流控制模塊為所述白光LED燈提供穩(wěn)定的電流，所述白光LED燈的燈光透過所述光學(xué)結(jié)構(gòu)上的待測溶液后散射至信號接收模塊，所述信號接收模塊接收散射的光信號之后經(jīng)所述電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊、信號放大模塊后轉(zhuǎn)成電信號輸送至中央處理器，由所述中央處理器計(jì)算出濁度值。
[0007]其中，所述的所述的信號接收模塊為硅光二極管接收電路。
[0008]其中，所述的信號放大模塊包括:一級放大電路以及耦合于所述一級放大電路的二級放大電路，所述二級放大電路包括一受控于所述中央處理器的數(shù)字電位器。
[0009]其中，所述的一級放大電路采用差分放大電路。
[0010]其中，所述中央處理器還包括工作電源，所述工作電源包括為中央處理器供電的數(shù)字電源，以及為所述白光LED燈供電的模擬電源;其中所述數(shù)字電源和模擬電源與地之間均串聯(lián)有用于抗干擾的電容，數(shù)字電源與模擬電源之間電連接有用于隔離的電感。
[0011]其中，所述的恒流控制模塊包括:串聯(lián)于電源與地之間的穩(wěn)壓二極管和第一電阻，所述穩(wěn)壓二極管兩端并聯(lián)有一電容，所述穩(wěn)壓二極管的陰極還串聯(lián)有一第二電阻，所述第二電阻的輸出端耦合于一運(yùn)算放大器以利用所述運(yùn)算放大器的虛短虛斷使輸出電流恒定。
[0012]其中，所述的運(yùn)算放大器的輸出端還電連接有一受控于中央處理器的開關(guān)三極管。
[0013]其中，所述的硅光二極管接收電路包括:硅光二極管，所述硅光二極管的陽極和陰極分別電聯(lián)接于一差分放大器的輸入端，所述差分放大器的輸入端和輸出端還并聯(lián)有電容和電阻。
[0014]其中，該池度測量電路應(yīng)用的光學(xué)結(jié)構(gòu)為一光降噪散射測量機(jī)構(gòu)，所述光降噪散射測量機(jī)構(gòu)包括:環(huán)狀本體，所述環(huán)狀本體的環(huán)形側(cè)壁上設(shè)有用于射入白光LED燈白光的白光通道，用于安裝硅光二極管的檢測通道，以及用于抑制光噪聲的降噪機(jī)構(gòu);其中上述白光通道與檢測通道之間相差90度圓心角，所述降噪機(jī)構(gòu)位于白光通道的正前方。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的濁度測量電路，其采用白光LED燈作為光源，一級硅光二極管作為信號接收單元，通過恒流控制模塊控制白光LED燈使其產(chǎn)生穩(wěn)定的亮度，在信號接收后采取差分放大電路，抑制干擾，然后以電路地為參考進(jìn)行AD采樣，利用AD芯片內(nèi)部的PGA進(jìn)行控制增益使其達(dá)到分辨率高且穩(wěn)定的效果，有效抑制了零點(diǎn)漂移和低濁度下測量不穩(wěn)定的影響。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的濁度測量電路的功能模塊框圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的濁度測量電路的中央處理器部分電路圖。
[0018]圖3為本發(fā)明的濁度測量電路的供電電源部分電路圖。
[0019]圖4為本發(fā)明的濁度測量電路的恒流控制模塊部分電路圖。
[0020]圖5為本發(fā)明的濁度測量電路的硅光二極管電路部分電路圖。
[0021]圖6為本發(fā)明的濁度測量電路的信號放大模塊部分電路圖。
[0022]圖7為本發(fā)明的濁度測量電路應(yīng)用于濁度測量的光降噪散射測量機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下參考附圖，對本發(fā)明予以進(jìn)一步地詳盡闡述。
[0024]請參閱附圖1至附圖6，在本實(shí)施例中，該濁度測量電路包括:中央處理器1，上述中央處理器I電連接于恒流控制模塊2，上述恒流控制模塊2電連接于白光LED燈3，上述白光LED燈3透過一光學(xué)結(jié)構(gòu)4作用于一信號接收模塊5，上述信號接收模塊5耦合于電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊6，上述電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊6轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)一信號放大模塊7后輸送至上述中央處理器I，其中用于待檢測的溶液放置于光學(xué)結(jié)構(gòu)4上，進(jìn)行散射。上述中央處理器I控制上述恒流控制模塊2為上述白光LED燈3提供穩(wěn)定的電流，上述白光LED燈3的燈光透過上述光學(xué)結(jié)構(gòu)4上的待測溶液后散射至信號接收模塊5，上述信號接收模塊5接收散射的光信號之后經(jīng)上述電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊6、信號放大模塊7后轉(zhuǎn)成電信號輸送至中央處理器I，由上述中央處理器I根據(jù)濁度算法計(jì)算出濁度值。
[0025]請?jiān)俅螀㈤喐綀D2和附圖3，上述中央處理器I還包括工作電源，上述工作電源包括為中央處理器供電的數(shù)字電源，該數(shù)字電源以電感LI左側(cè)部分電路組成，以及為上述白光LED燈3供電的模擬電源，該模擬電源以電感LI的右側(cè)部分電路組成。其中上述數(shù)字電源和模擬電源與地之間均串聯(lián)有用于抗干擾的電容C5和電容C6，數(shù)字電源與模擬電源之間電連接有用于隔離的電感LI。電源輸入，經(jīng)過電感，隔離數(shù)字電源和模擬電源，然后經(jīng)過U5，產(chǎn)生更加穩(wěn)定的模擬電源。這樣會大大減少數(shù)字電源的干擾，提高電源性能，在源頭上降低電路噪聲。同樣，模擬部分地線與數(shù)字部分地線隔離，降低電路噪聲。
[0026]請?jiān)俅螀㈤喐綀D4，上述的恒流控制模塊2包括:串聯(lián)于電源與地之間的穩(wěn)壓二極管U17和第一電阻R41，上述穩(wěn)壓二極管U17兩端并聯(lián)有一電容C18，上述穩(wěn)壓二極管U17的陰極還串聯(lián)有一第二電阻R42，上述第二電阻R42的輸出端耦合于一運(yùn)算放大器U4以利用上述運(yùn)算放大器的虛短虛斷使輸出電流恒定。穩(wěn)壓二極管U17為穩(wěn)壓源，與運(yùn)算放大器U4，第二電阻R42，共同產(chǎn)生穩(wěn)壓電路。由于運(yùn)算放大器U4的作用，把穩(wěn)壓二極管U17的穩(wěn)壓源，轉(zhuǎn)換成輸出在二級管D13的恒流源，電路中的電流由第二電阻R42，穩(wěn)壓二極管U17共同決定。這樣的恒流電流，輸入到二極管D13白光LED燈3上，白光LED燈3的能量更加穩(wěn)定，光波動更小。
[0027]其中，上述的運(yùn)算放大器U4的輸出端還電連接有一受控于中央處理器的開關(guān)三極管Ql，該開關(guān)三極管受控于中央處理器I自動控制白光LED燈的開啟和關(guān)閉。
[0028]更具體的，請參閱附圖5，上述的信號接收模塊為硅光二極管接收電路。其中，上述的娃光二極管接收電路包括:娃光二極管D16，上述娃光二極管Dl 6的陽極和陰極分別電聯(lián)接于一差分放大器U2-A的輸入端，上述差分放大器U2-A的輸入端和輸出端還并聯(lián)有電容C32和電阻R49。接收端由娃光二極管D16接收光信號，由差分放大器U2-A差分放大，差分放大電路具有良好的噪聲抑制特性，因此噪聲干擾更小。
[0029]請?jiān)俅螀㈤喐綀D6，上述的信號放大模塊7包括:一級放大電路以及耦合于上述一級放大電路的二級放大電路，上述一級電路包括差分放大器U2-B，上述二級放大電路包括一受控于上述中央處理器I的數(shù)字電位器Ull，該數(shù)字電位器Ull的放大倍數(shù)由中央處理器I控制，以使其信號達(dá)到放大要求。其中，上述的一級放大電路采用差分放大電路。由一級放大輸出的信號，經(jīng)過電阻R50，輸入到第二級可調(diào)放大，同樣采用差分放大方式抑制噪聲，再經(jīng)VPD輸出到ADC采樣芯片。這樣的電路，光路更加穩(wěn)定，噪聲干擾小，因此濁度測量零點(diǎn)漂移小，性能穩(wěn)定，特別是在低濁度情況下表現(xiàn)尤為突出。
[0030]請參閱附圖7，其為濁度測量電路應(yīng)用的光降噪散射測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。該光降噪散射測量機(jī)構(gòu)包括環(huán)狀本體40，環(huán)狀本體40的環(huán)形側(cè)壁上設(shè)有用于射入白光LED燈白光的白光通道42，用于安裝硅光二極管的檢測通道41，以及用于抑制光噪聲的降噪機(jī)構(gòu)43，其中上述白光通道42與檢測通道41之間相差90度圓心角，所述降噪機(jī)構(gòu)43位于白光通道42的正前方。
[0031]上述內(nèi)容，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限制本發(fā)明的實(shí)施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進(jìn)行相應(yīng)的變通或修改，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種濁度測量電路，其特征在于，包括:中央處理器，所述中央處理器電連接于恒流控制模塊，所述恒流控制模塊電連接于白光LED燈，所述白光LED燈透過一光學(xué)結(jié)構(gòu)作用于一信號接收模塊，所述信號接收模塊耦合于電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)一信號放大模塊后輸送至所述中央處理器;所述中央處理器控制所述恒流控制模塊為所述白光LED燈提供穩(wěn)定的電流，所述白光LED燈的燈光透過所述光學(xué)結(jié)構(gòu)上的待測溶液后散射至信號接收模塊，所述信號接收模塊接收散射的光信號之后經(jīng)所述電流/電壓轉(zhuǎn)換模塊、信號放大模塊后轉(zhuǎn)成電信號輸送至中央處理器，由所述中央處理器計(jì)算出濁度值。2.如權(quán)利要求1所述的濁度測量電路，其特征在于，所述的所述的信號接收模塊為硅光二極管接收電路。3.如權(quán)利要求1所述的濁度測量電路，其特征在于，所述的信號放大模塊包括:一級放大電路以及耦合于所述一級放大電路的二級放大電路，所述二級放大電路包括一受控于所述中央處理器的數(shù)字電位器。4.如權(quán)利要求3所述的濁度測量電路，其特征在于，所述的一級放大電路采用差分放大電路。5.如權(quán)利要求1所述的濁度測量電路，其特征在于，所述中央處理器還包括工作電源，所述工作電源包括為中央處理器供電的數(shù)字電源，以及為所述白光LED燈供電的模擬電源；其中所述數(shù)字電源和模擬電源與地之間均串聯(lián)有用于抗干擾的電容，數(shù)字電源與模擬電源之間電連接有用于隔離的電感。6.如權(quán)利要求1所述的濁度測量電路，其特征在于，所述的恒流控制模塊包括:串聯(lián)于電源與地之間的穩(wěn)壓二極管和第一電阻，所述穩(wěn)壓二極管兩端并聯(lián)有一電容，所述穩(wěn)壓二極管的陰極還串聯(lián)有一第二電阻，所述第二電阻的輸出端耦合于一運(yùn)算放大器以利用所述運(yùn)算放大器的虛短虛斷使輸出電流恒定。7.如權(quán)利要求6所述的濁度測量電路，其特征在于，所述的運(yùn)算放大器的輸出端還電連接有一受控于中央處理器的開關(guān)三極管。8.如權(quán)利要求2所述的濁度測量電路，其特征在于，所述的硅光二極管接收電路包括:娃光二極管，所述娃光二極管的陽極和陰極分別電聯(lián)接于一差分放大器的輸入端，所述差分放大器的輸入端和輸出端還并聯(lián)有電容和電阻。9.如權(quán)利要求1所述的濁度測量電路，其特征在于，應(yīng)用的光學(xué)結(jié)構(gòu)為一光降噪散射測量機(jī)構(gòu)，所述光降噪散射測量機(jī)構(gòu)包括:環(huán)狀本體，所述環(huán)狀本體的環(huán)形側(cè)壁上設(shè)有用于射入白光LED燈白光的白光通道，用于安裝硅光二極管的檢測通道，以及用于抑制光噪聲的降噪機(jī)構(gòu);其中上述白光通道與檢測通道之間相差90度圓心角，所述降噪機(jī)構(gòu)位于白光通道的正前方。
【文檔編號】G01N21/01GK106053347SQ201610671027
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月15日 公開號201610671027.2, CN 106053347 A, CN 106053347A, CN 201610671027, CN-A-106053347, CN106053347 A, CN106053347A, CN201610671027, CN201610671027.2
【發(fā)明人】李偉坤, 鄭儉鋒, 黃曉平
【申請人】深圳市清時捷科技有限公司