室外水質PH值檢測計的製作方法

2023-04-24 06:18:31 1

本實用新型提供了一種室外水質PH值檢測系統，屬於環境化學領域。

背景技術：

對水體PH值測量是檢測水質是否含有工業廢水的最直觀，最快速的方法之一，而對水體的實時檢測對於防止工業廢水和有害水源進入生活用水的重要環節。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種應用在室外環境的水質監測系統的電路結構，為實現室外環境水質PH值的高精度檢測提供硬體電路基礎。

本實用新型所採取的技術方案是：包括溫度傳感器1、溫度傳感器2、PH值傳感器1、PH值傳感器2、信號調理電路、AD轉換晶片、擴展IO口、MCU微型計算機、步進電機控制1模塊和步進電機控制2模塊；溫度傳感器1、溫度傳感器2的數字輸出端分別直接與擴展IO口的輸入端連接；PH值傳感器1、PH值傳感器2的電壓輸出端與信號調理電路輸入端連接，信號調理電路輸出端與AD轉換晶片模擬電壓輸入端連接，AD轉換晶片數字電壓輸出端與擴展IO口的數位訊號輸入端連接，擴展IO口數據總線與MCU微型計算機連接，同時MCU微型計算機的輸入輸出控制信號線與擴展IO口連接，擴展IO還分別與步進電機控制1模塊和步進電機控制2模塊連接。

優選地，本實用新型採用的PH值傳感器為離子選擇電極式傳感器。該傳感器通過將採集到的氫根離子（正離子）和氫氧根例子（負離子）的數目轉化為輸出電壓的方式實現對PH值的採集。

優選地，同時本實用新型還包括LED顯示單元和時鐘晶片單元，LED顯示單元和時鐘晶片單元分別與MCU微型計算機連接。該附加技術特徵能夠定時採集水體溫度和PH值信息，記錄多個採樣時刻的水體參數。

步進電機控制單元由環形分配器和功率放大器所組成，所述環形分配電路可以是晶片CH250，所述功率放大器可以為單電壓功率放大器，也可以是雙電壓放大器，上述環形分配器和功率放大器的拓撲結構為本領域技術人員公知常識，不在此進行敘述。

本實用新型的有益效果是：本實用新型為一種數字式水體測量儀器，能夠實現對待測水體的PH值和溫度信息同時進行測量和處理，操作人員可以進行通過LED顯示單元直觀地讀取，比傳統試紙比對的方式更快捷，更易分辨，同時，本實用新型採用了步進電機控制控制單元，該單元可以接入兩臺步進電動機對水體進行均勻攪拌，保證測量的精度，並且，使用兩隻以上的傳感器測量，能夠獲得更為客觀，全面的檢測數據，在實現快速測量的前提下，又提高了檢測精度。

附圖說明

圖1是本實用新型整體結構框圖；

圖2是本實用新型信號調理電路的拓撲圖。

具體實施方式

參閱圖1本實用新型包括溫度傳感器1、溫度傳感器2、PH值傳感器1、PH值傳感器2、信號調理電路、AD轉換晶片、擴展IO口、MCU微型計算機、步進電機控制1模塊和步進電機控制2模塊組成；溫度傳感器1、溫度傳感器2的數字輸出端分別直接與擴展IO口的輸入端連接；PH值傳感器1、PH值傳感器2的電壓輸出端與信號調理電路輸入端連接，信號調理電路輸出端與AD轉換晶片模擬電壓輸入端連接，AD轉換晶片數字電壓輸出端與擴展IO口的數位訊號輸入端連接，擴展IO口數據總線與MCU微型計算機連接，同時MCU微型計算機的輸入輸出控制信號線與擴展IO口連接，擴展IO還分別與步進電機控制1模塊和步進電機控制2模塊連接。

優選地，所述時鐘晶片最好為DS12887。

優選地，所述溫度傳感器為DS18B20。

優選地，所述MCU微型計算機與LED顯示單元的連接方式為並行顯示連接，LED顯示單元的數碼管數量為8隻，MCU微型計算機其中任意一個雙向接口通過數據總線連接LED顯示數碼管的顯示數據輸入端，另一個接口分別連入8隻數碼管的使能控制端，實現溫度和PH值的動態顯示，該方法除了能夠節省系統硬體資源，還可以讓操作人員更快速更全面的實現對水質參數的實時讀取。

參閱圖2，信號調理電路的拓撲結構是：包括兩隻第一運算放大器U1和第二運算放大器U2，PH傳感器電壓輸出端通過10K電阻連接U1的同相輸入端，U1的反相輸入端連接輸出端和20K電阻，該20K電阻的另一端連接第二運算放大器U2的反相輸入端，第二運算放大器U2的同相輸入端通過10K電阻接地，第二運算放大器U2反相輸入端通過一隻阻值在10K-40K之間的電阻連接調理輸出端，實現對PH值傳感器輸出電壓的處理。

優選地，第一運算放大器U1最好為CA3140，接入工作電源為-15V和+15V。

優選地，第二運算放大器U2最好為OP07系列放大器，接入工作電源為-12V和+12V。