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帶清洗控制的具有對(duì)管自補(bǔ)償?shù)臐岫仍诰€檢測(cè)報(bào)警儀的制作方法

文檔序號(hào):6130209閱讀:281來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):帶清洗控制的具有對(duì)管自補(bǔ)償?shù)臐岫仍诰€檢測(cè)報(bào)警儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型是一種帶清洗控制的具有對(duì)管自補(bǔ)償?shù)臐岫仍诰€檢測(cè)報(bào)警儀,屬檢測(cè)技術(shù)設(shè)備,特別涉及水廠的水質(zhì)及糖廠澄清汁的濁度在線檢測(cè)設(shè)備。
水廠及食品行業(yè)的澄清工藝的目標(biāo)是去除溶液中的雜質(zhì),溶液中的雜質(zhì)含量的多少可用濁度表示,因此濁度的在線測(cè)量相當(dāng)重要?,F(xiàn)有濁度計(jì)大多沒(méi)有記錄、報(bào)警功能,并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修保養(yǎng)困難。同時(shí)存在沒(méi)考慮半導(dǎo)體的溫飄、時(shí)飄、老化、密封等問(wèn)題。
本實(shí)用新型的目的就是為了克服和解決現(xiàn)有水廠濁度在線檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)過(guò)高、維護(hù)維修困難、沒(méi)有考慮到半導(dǎo)體器件的溫飄、時(shí)飄、老化、密封等問(wèn)題,研究設(shè)計(jì)一種具有測(cè)量精度高、可靠性高、造價(jià)低、智能化程度高的水廠濁度在線檢測(cè)報(bào)警儀,報(bào)警儀采用目前微電腦行業(yè)中的最新技術(shù)——抗干擾技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等進(jìn)行設(shè)計(jì),它能比較完善地解決水廠濁度在線實(shí)時(shí)測(cè)量、記錄等問(wèn)題。
本實(shí)用新型是通過(guò)下述結(jié)構(gòu)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的帶清洗控制的具有對(duì)管自補(bǔ)償?shù)臐岫仍诰€檢測(cè)報(bào)警儀的外形結(jié)構(gòu)示意圖如

圖1所示,其電路方框圖如圖2~3所示;它由機(jī)殼、面板、主機(jī)板、顯示板共同安裝連接構(gòu)成,其中面板裝有多功能顯示窗1、濁度燈2、濁度定值燈3、濁度報(bào)警范圍燈4、溫度燈5、濁度報(bào)警燈6、濁度偏高燈7、濁度正常燈8、溫度報(bào)警燈9、濁度機(jī)械報(bào)警燈10、濁度清洗燈11、濁度工作燈12、功能值減少按鈕13、功能值增加按鈕14、功能切換按鈕15、復(fù)位按鈕16、電源開(kāi)關(guān)17;主機(jī)板電路由第一單片微機(jī)電路(主機(jī))18、開(kāi)關(guān)量輸入電路19、內(nèi)部操作電路20、外部操作電路21、A/D轉(zhuǎn)換器電路22、信號(hào)限幅保護(hù)、多路開(kāi)關(guān)、信號(hào)放大及采樣保持器電路23、溫度變送接口電路24、濁度傳感器輸入及變送接口電路25、精密穩(wěn)壓電源電路26、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(可接記錄儀)27、顯示板輸出接口電路28、晶振電路29、共用復(fù)位電路30、第二單片微機(jī)電路(濁度傳感器清洗)31、時(shí)間設(shè)定撥碼開(kāi)關(guān)電路32、濁度傳感器清洗電機(jī)位置霍爾開(kāi)關(guān)接口電路33、多路驅(qū)動(dòng)電路34、濁度傳感器工作狀態(tài)指示燈接口電路35、清洗電機(jī)接口電路(接固態(tài)繼電器)36、晶振電路37、交流220V輸入電路38、濾波器電路39、主機(jī)隔離變壓器40、整流穩(wěn)壓輸出電源電路41、顯示用電源電路42、濁度隔離變壓器43、整流穩(wěn)壓輸出電源電路44、記錄儀隔離變壓器45、整流穩(wěn)壓輸出電源電路46共同電氣連接構(gòu)成;顯示板電路由顯示板輸入接口電路47、信號(hào)整型、電源濾波電路48、串行顯示驅(qū)動(dòng)電路49、數(shù)碼管/指示燈電路50、報(bào)警接口電路51、指示燈電路52共同電氣連接構(gòu)成;其相互連接關(guān)系為顯示板與主機(jī)板固定在機(jī)殼內(nèi),顯示板與主機(jī)板通過(guò)短電纜線連接,面板的右邊裝有多功能顯示窗1、濁度燈2、濁度定值燈3、濁度報(bào)警范圍燈4、溫度燈5、濁度報(bào)警燈6、濁度偏高燈7、濁度正常燈8、溫度報(bào)警燈9、濁度機(jī)械報(bào)警燈10、濁度清洗燈11、濁度工作燈12;它們通過(guò)顯示、報(bào)警信號(hào)線與顯示板電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接,面板的左邊裝有功能值減少按鈕13、功能值增加按鈕14、功能切換按鈕15,它們通過(guò)各自信號(hào)電纜線與主機(jī)板電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接;對(duì)主機(jī)板來(lái)講,交流220V輸入電路38、濾波器電路39、主機(jī)隔離變壓器40、整流穩(wěn)壓輸出電源電路41、顯示用電源電路42、濁度隔離變壓器43、整流穩(wěn)壓輸出電源電路44、記錄儀隔離變壓器45、整流穩(wěn)壓輸出電源電路46通過(guò)各自電源線與電路板上相應(yīng)電路的相應(yīng)點(diǎn)相連接;整流穩(wěn)壓輸出電源電路41提供主機(jī)板核心用的數(shù)字及模擬電源,除另有說(shuō)明外,主機(jī)板大部分都由它供電;顯示用電源電路42與整流穩(wěn)壓輸出電源電路41相應(yīng)點(diǎn)連接提供顯示板用的數(shù)字電源;整流穩(wěn)壓輸出電源電路44提供濁度傳感器輸入及變送接口電路25用的共地模擬電源;整流穩(wěn)壓輸出電源電路46提供D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(可接記錄儀)27用隔離模擬電源。第一單片微機(jī)電路(主機(jī))18分別通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)、地址、控制總線分別與開(kāi)關(guān)量輸入電路19、A/D轉(zhuǎn)換器電路22、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(可接記錄儀)27相連接;第一單片微機(jī)電路(主機(jī))18還通過(guò)顯示信號(hào)線、晶振信號(hào)線分別與顯示板輸出接口電路28、晶振電路29相連接;開(kāi)關(guān)量輸入電路19分別通過(guò)內(nèi)部操作信號(hào)線、外部操作信號(hào)線、濁度工作狀態(tài)信號(hào)線分別與內(nèi)部操作電路20、外部操作電路21、濁度工作狀態(tài)指示燈接口電路35相連接;精密穩(wěn)壓電源電路26通過(guò)電源線分別與A/D轉(zhuǎn)換器電路22、溫度變送接口電路24、濁度傳感器輸入及變送接口電路25、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(可接記錄儀)27相連接;信號(hào)限幅保護(hù)、多路開(kāi)關(guān)、信號(hào)放大及采樣保持器23通過(guò)模擬信號(hào)線分別與A/D轉(zhuǎn)換器電路22、溫度變送接口電路24、濁度傳感器輸入及變送接口電路25相連接;共用復(fù)位電路30分別通過(guò)復(fù)位線分別與第一單片微機(jī)電路(主機(jī))18、開(kāi)關(guān)量輸入電路19、第二單片微機(jī)電路(濁度傳感器清洗)31相連接;第二單片微機(jī)電路(濁度傳感器清洗)31分別通過(guò)時(shí)間設(shè)定信號(hào)線、濁度傳感器清洗電機(jī)位置霍爾開(kāi)關(guān)信號(hào)線、多路驅(qū)動(dòng)信號(hào)線分別與時(shí)間設(shè)定撥碼開(kāi)關(guān)電路32、濁度傳感器清洗電機(jī)位置霍爾開(kāi)關(guān)接口電路33、多路驅(qū)動(dòng)電路34相連接;多路驅(qū)動(dòng)電路34還分別通過(guò)濁度工作狀態(tài)信號(hào)線、清洗電機(jī)開(kāi)關(guān)信號(hào)線分別與濁度工作狀態(tài)指示燈接口電路35、清洗電機(jī)接口電路(接固態(tài)繼電器)36相連接;對(duì)顯示板來(lái)講,顯示板輸入接口電路47分別通過(guò)短電纜線、電源線、顯示信號(hào)線分別與顯示板輸出接口電路28、濁度工作狀態(tài)指示燈接口電路35、信號(hào)整型、電源濾波電路48、指示燈電路52相連接;串行顯示驅(qū)動(dòng)電路49分別通過(guò)顯示信號(hào)線、數(shù)碼管/指示燈信號(hào)線、報(bào)警信號(hào)線分別與信號(hào)整型、電源濾波電路48、數(shù)碼管/指示燈50、報(bào)警接口電路51相連接。
本實(shí)用新型實(shí)施方式之一的電路原理圖如圖4~圖10所示;其中主機(jī)板電路原理圖如圖4~9所示,第一單片微機(jī)電路(主機(jī))18由集成電路U1、U3、U5、U6、U8A、電阻及排阻R4、R5、濾波電容C3~C12共同電氣連接構(gòu)成;開(kāi)關(guān)量輸入電路19由集成電路U4、排阻R1~R3共同電氣連接構(gòu)成;內(nèi)部操作電路20由撥碼開(kāi)關(guān)SW1、按鈕S1~S4共同電氣連接構(gòu)成;外部操作電路21由連接器J1構(gòu)成,其中J1連接到面板功能值減少開(kāi)關(guān)13、功能值增加開(kāi)關(guān)14、功能切換開(kāi)關(guān)15上;A/D轉(zhuǎn)換器電路22由集成電路U12、電阻及可調(diào)電阻R7~R10、濾波電容C13~C16、C18、C19共同電氣連接構(gòu)成;信號(hào)限幅保護(hù)、多路開(kāi)關(guān)、信號(hào)放大及采樣保持器23由集成電路U9、U10、U11A、U13、電阻及可調(diào)電阻R6、R11~R13、電容C17、連接器J5共同電氣連接構(gòu)成;溫度變送接口電路24由放大器U41、電阻及可調(diào)電阻R53~R61、電容C55、連接器J14共同連接構(gòu)成;濁度傳感器輸入及變送接口電路25由放大器U42、電阻及可調(diào)電阻R43、R48~R52、R80、電容C53、C54、連接器J13共同連接構(gòu)成濁度變送,光電隔離器U38只用于調(diào)試,實(shí)際上現(xiàn)場(chǎng)安裝由J13通過(guò)電纜聯(lián)接超高亮發(fā)光二極管和線性光敏三極管,該超高亮發(fā)光二極管和線性光敏三極管安裝在玻璃彎管內(nèi);精密穩(wěn)壓電源電路26由放大器U11B、U24、電阻R23、R26、R27、電容C26、指示燈LP1共同電氣連接構(gòu)成;D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)電路及接口(可接記錄儀)27由集成電路U16、放大器U17、U18、光電隔離器U14、三極管Q1、電阻及可調(diào)電阻R14~R20、電容C20、C21、連接器J7共同電氣連接構(gòu)成;顯示板輸出接口電路28由連接器J2構(gòu)成,它經(jīng)電纜連到顯示板上的顯示板輸入接口電路47上;晶振電路29由晶體U7、電容C1、C2共同電氣連接構(gòu)成,它連到第一單片微機(jī)電路(主機(jī))18上;共用復(fù)位電路30由集成電路U2、按鈕RESET1共同電氣連接構(gòu)成;第二單片微機(jī)電路(濁度傳感器清洗)31由集成電路U34、電阻及排阻R37~R40、R42、濾波電容C43~C46共同電氣連接構(gòu)成;時(shí)間設(shè)定撥碼開(kāi)關(guān)電路32由撥碼開(kāi)關(guān)SW2、SW3構(gòu)成,它用于設(shè)置濁度清洗時(shí)間;濁度傳感器清洗電機(jī)位置霍爾開(kāi)關(guān)接口電路33由連接器J11構(gòu)成,它連接到濁度清洗機(jī)構(gòu)的零位位置霍爾開(kāi)關(guān)上;多路驅(qū)動(dòng)電路34由集成電路U32、U33共同連接構(gòu)成;濁度傳感器工作狀態(tài)指示燈接口電路35由電阻R41、指示燈LP5、連接器J10共同電氣連接構(gòu)成,指示燈LP5亮代表濁度工作,不亮代表濁度清洗,J10并通過(guò)電纜聯(lián)接到顯示板輸入接口電路47的J4上;清洗電機(jī)接口電路(接固態(tài)繼電器)36由連接器J10構(gòu)成,其中,J10-10端連接到外面的固態(tài)繼電器上,以控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的開(kāi)關(guān);晶振電路37由晶體U35、電容C47、C48共同電氣連接構(gòu)成,它連到第二單片微機(jī)電路(濁度傳感器清洗)31上;整流穩(wěn)壓輸出電源電路41由穩(wěn)壓集成電路U27~U29、二極管D5~D18、指示燈LP2~LP4、電阻及可調(diào)電阻R28~R36、電容C27~C41、隔離變壓器連接器J8、J9共同連接構(gòu)成;J8、J9連接到主機(jī)隔離變壓器40上,本部分提供主機(jī)核心用數(shù)字電源及模擬電源;顯示用電源電路42由穩(wěn)壓集成電路U31、電容C42共同連接構(gòu)成;它的輸入連接到整流穩(wěn)壓輸出電源電路41,輸出接到顯示板輸出接口電路28,目的是為了減少對(duì)主機(jī)用數(shù)字電源的干擾;整流穩(wěn)壓輸出電源電路44由穩(wěn)壓集成電路U36、U37、二極管D19~D22、電阻及可調(diào)電阻R44~R47、電容C49、C50、隔離變壓器連接器J12共同連接構(gòu)成,J12接到濁度隔離變壓器43,本部分提供共地的電源給濁度傳感器輸入及變送接口電路25使用;整流穩(wěn)壓輸出電源電路46由穩(wěn)壓集成電路U21、U22、二極管D1~D4、電阻及可調(diào)電阻R21、R22、R24、R25、電容C22~C25、隔離變壓器連接器J6共同連接構(gòu)成;J6接到記錄儀隔離變壓器45,本部分提供獨(dú)立的隔離電源給D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(可接記錄儀)27使用。顯示板電路原理圖如圖10所示,其中,顯示板輸入接口電路47由連接器J3、J4共同連接構(gòu)成,J3通過(guò)電纜連接到主機(jī)板的顯示板輸出接口電路28上,J4通過(guò)電纜連接到主機(jī)板濁度傳感器工作狀態(tài)指示燈接口電路35的J10上;信號(hào)整型、電源濾波電路48由集成電路U49A、U48B、U49C、電容C56~C58共同連接構(gòu)成;串行顯示驅(qū)動(dòng)電路49由集成電路U43~U48、二極管D23、三極管Q3、電阻R75共同連接構(gòu)成;數(shù)碼管/指示燈50由數(shù)碼管L9~L13、指示燈L1~L7、電阻R62~R68、R70~R74共同連接構(gòu)成;報(bào)警接口電路51由集成電路U49D、光電隔離器U51、電阻R69、R76、R77、三極管Q2、報(bào)警器B1、指示燈L8共同電氣連接構(gòu)成;指示燈電路52由指示燈LP6~LP8、排阻R78、連接器J4共同連接構(gòu)成。
本實(shí)用新型的工作原理如下溫度毫伏信號(hào)由電極上附帶的鉑電阻X激瀝恒流產(chǎn)生,它們的毫伏信號(hào)經(jīng)電纜連接器接主機(jī)板上;濁度信號(hào)先由主機(jī)板提供基準(zhǔn)電源,目的是使超高亮發(fā)光二極管產(chǎn)生恒光,其一邊放置標(biāo)準(zhǔn)濁度塊,它最好在現(xiàn)場(chǎng)濁度測(cè)量值附近,另一邊放置在測(cè)量液體里頭,電路的對(duì)管自補(bǔ)償能有效地消除溫飄、時(shí)飄、老化等問(wèn)題,后經(jīng)電纜由變送電路接主機(jī)板上;經(jīng)各自的變送電路連接到信號(hào)限幅保護(hù)、多路開(kāi)關(guān)、信號(hào)放大及采樣保持器電路23,再接A/D轉(zhuǎn)換器電路22模擬轉(zhuǎn)數(shù)字輸入端,第一單片微機(jī)(主機(jī))18根據(jù)采樣信號(hào)首先求出溫度值,濁度值采用先求濁度毫伏信號(hào),再經(jīng)二十段線性插值求出,主機(jī)軟件程序流程框圖如圖11所示,主機(jī)0.1秒定時(shí)中斷處理程序框圖如圖12所示,并適時(shí)顯示在多功能顯示窗1,濁度的對(duì)應(yīng)的電流值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(可接記錄儀)27接記錄儀,面板上的數(shù)據(jù)、指示燈及報(bào)警器,即多功能顯示窗1、濁度燈2、濁度定值燈3、濁度報(bào)警范圍燈4、溫度燈5、濁度報(bào)警燈6、濁度偏高燈7、濁度正常燈8、溫度報(bào)警燈9由第一單片微機(jī)(主機(jī))18的串行口經(jīng)顯示板輸出接口電路28連接到顯示板上的顯示板輸入接口電路47而動(dòng)態(tài)刷新,以同步串行方式進(jìn)行,報(bào)警接口電路51外接報(bào)警器,實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警;面板上另外的濁度機(jī)械報(bào)警燈10、濁度清洗燈11、濁度工作燈12由濁度傳感器工作狀態(tài)指示燈接口電路35的J10連接到顯示板上的顯示板輸入接口電路47的J4而動(dòng)態(tài)刷新;所有主機(jī)程序及固定參數(shù)都保存在第一單片微機(jī)(主機(jī))18的片內(nèi)EEPROM內(nèi),運(yùn)算變量暫存在第一單片微機(jī)電路(主機(jī))18內(nèi)的掉電保護(hù)RAM里;監(jiān)控算法分內(nèi)部、外部?jī)煞N,由撥碼開(kāi)關(guān)SW1確定,撥碼開(kāi)關(guān)SW1有以下功能選擇正常/內(nèi)部監(jiān)控、記憶參數(shù)/原定標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、外調(diào)零有效/外調(diào)零無(wú)效、記錄0~10mA輸出/記錄4~20mA輸出。即在內(nèi)部監(jiān)控時(shí)可調(diào)整濁度調(diào)零值、濁度定值、濁度報(bào)警范圍值、溫度修正值,并可觀看濁度毫伏值、參比標(biāo)準(zhǔn)濁度值、參比標(biāo)準(zhǔn)濁度毫伏值,其代碼、代碼值暫時(shí)顯示在多功能顯示窗1內(nèi),主機(jī)監(jiān)控處理程序框圖如圖13所示;外部操作時(shí),其外部參數(shù)適時(shí)顯示在多功能顯示窗1上,并依照濁度燈2、濁度定值燈3、濁度報(bào)警范圍燈4、溫度燈5提示其多功能顯示窗1為濁度值、濁度定值、濁度報(bào)警范圍值、溫度值,它的切換功能由功能切換開(kāi)關(guān)15實(shí)現(xiàn),可使指示燈循環(huán)移動(dòng)到各對(duì)應(yīng)點(diǎn),其對(duì)應(yīng)值可通過(guò)功能值增加開(kāi)關(guān)14、功能值減少開(kāi)關(guān)13來(lái)調(diào)零。濁度清洗機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)由第二單片微機(jī)(濁度傳感器清洗)31經(jīng)多路驅(qū)動(dòng)電路34、濁度工作狀態(tài)指示燈接口電路35產(chǎn)生濁度工作狀態(tài)指示燈動(dòng)態(tài)刷新,并通知第一單片微機(jī)(主機(jī))18目前是濁度工作還是濁度清洗,濁度清洗機(jī)構(gòu)是否超時(shí)報(bào)警;清洗期間,濁度保持不變;它也經(jīng)多路驅(qū)動(dòng)電路34、清洗電機(jī)接口電路(接固態(tài)繼電器)36接固態(tài)繼電器,固態(tài)繼電器經(jīng)220V交流電再連清洗電機(jī)而完成,當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由曲軸、連桿、活塞、清洗擦組成機(jī)械機(jī)構(gòu)對(duì)濁度傳感器進(jìn)行清洗;濁度清洗機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的零位在上位,它的位置狀態(tài)由濁度傳感器清洗電機(jī)位置霍爾開(kāi)關(guān)接口電路33檢測(cè)得到,濁度清洗控制程序及固定參數(shù)都保存在第二單片微機(jī)(濁度傳感器清洗)31的片內(nèi)EEPROM內(nèi),運(yùn)算變量暫存在第二單片微機(jī)(濁度傳感器清洗)31的片內(nèi)RAM里。以水廠的澄清為例,當(dāng)濁度超定值報(bào)警范圍時(shí),濁度報(bào)警指示燈6亮,同時(shí)報(bào)警器鳴叫,可人工通過(guò)關(guān)聲音報(bào)警開(kāi)關(guān)以切斷其鳴叫;當(dāng)濁度超定值一半報(bào)警的范圍時(shí),濁度偏高指示燈7亮,當(dāng)濁度落在定值一半的報(bào)警報(bào)警范圍內(nèi)時(shí),濁度正常指示燈8亮;當(dāng)濁度清洗機(jī)構(gòu)執(zhí)行超時(shí)時(shí),對(duì)應(yīng)濁度機(jī)械報(bào)警指示燈10亮;當(dāng)溫度超60℃時(shí),溫度報(bào)警指示燈9亮,目的是保護(hù)半導(dǎo)體濁度傳感器免受損壞,并保證其在線性工作范圍內(nèi),如糖廠的清汁就需要降溫后再測(cè)量。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有的同類(lèi)產(chǎn)品相比有以下優(yōu)點(diǎn)和效果(1)機(jī)電一體化設(shè)計(jì),有濁度變送模塊,有溫度變送模塊,有多路報(bào)警提示,可接記錄儀。另外,還有濁度清洗控制模塊,以控制濁度清洗機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)。軟件功能更加強(qiáng)大,具有更高的智能化;(2)濁度傳感器體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠,濁度傳感器可沉入液體內(nèi)半米,由玻璃彎管包含超高亮發(fā)光二極管及線性光敏三極管,其內(nèi)填充密封材料和吸濕劑,密封好,避免光變成熱的效應(yīng);采用超高亮發(fā)光二極管及線性光敏三極管作為發(fā)射及接收器件,并采用對(duì)管自補(bǔ)償電路,有效地解決了半導(dǎo)體器件溫飄、時(shí)飄、老化等問(wèn)題,這些問(wèn)題對(duì)有非線性關(guān)系的濁度與濁度毫伏尤為重要;(3)工作可靠,全面采用抗干擾技術(shù),基本了解決第一級(jí)放大器經(jīng)常燒壞的問(wèn)題,由于所有模塊之間或利用自然隔離或電隔離,現(xiàn)場(chǎng)干擾問(wèn)題已作了很好的解決。全部采用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),去掉許多參數(shù)設(shè)定電位器,其參數(shù)設(shè)定改由按鈕來(lái)調(diào)整,并保留在掉電保護(hù)RAM里;采用容錯(cuò)技術(shù),故障只出現(xiàn)在本模塊內(nèi),其它無(wú)故障部分照常工作;(4)操作方便,內(nèi)部監(jiān)控由技術(shù)人員完成,外部操作由工人作定期調(diào)整即可,操作工人根據(jù)工藝條件、報(bào)警信號(hào)及記錄曲線及時(shí)調(diào)整濁度定值、濁度報(bào)警范圍,并采取措施調(diào)節(jié)加混凝劑的閥門(mén)大小即可;(5)采用二十段線性插值來(lái)求濁度,能在0~1000度范圍內(nèi)達(dá)到1%的精度。系統(tǒng)測(cè)量精度提高到12位,由于采用最新的放大器及相應(yīng)電路,系統(tǒng)輸入/輸出不易被干擾破壞,其中的光電隔離電路有保證達(dá)到12位精度;(6)智能化程度較高,內(nèi)部參數(shù)都有默認(rèn)值,它由技術(shù)人員在內(nèi)部監(jiān)控里調(diào)整即可,有多項(xiàng)報(bào)警功能,便于幫助判斷故障的原因及所在的位置;(7)本實(shí)用新型單板設(shè)計(jì),內(nèi)部連線少,維修維護(hù)方便,造價(jià)低。采用大機(jī)箱,整機(jī)散熱條件好,機(jī)箱全密封,可免除灰塵、濕氣侵入。面板采用高亮大數(shù)碼管、指示燈及輕融型按鈕,外形美觀,操作方便;(8)防死機(jī)功能,本系統(tǒng)程序凡是有循環(huán)并可能引起死機(jī)的地方,內(nèi)部加計(jì)數(shù)器,超范圍自動(dòng)跳出。系統(tǒng)設(shè)計(jì)余量較大,可在220V±20%范圍內(nèi)正常工作,即使有很少的失壓狀態(tài),都可通過(guò)復(fù)位芯片檢測(cè)出來(lái)(電壓小于4.75V),保證系統(tǒng)能正常工作。
下面對(duì)說(shuō)明書(shū)附圖進(jìn)一步說(shuō)明如下圖1是帶清洗控制的具有對(duì)管自補(bǔ)償?shù)臐岫仍诰€檢測(cè)報(bào)警儀的外形結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是其主機(jī)板電路方框圖;圖3是其顯示板電路方框圖;圖4~9為是其實(shí)施方式之一的主機(jī)板電路原理圖;其中圖4是主機(jī)電路原理圖;圖5是A/D轉(zhuǎn)換電路原理圖;圖6是D/A轉(zhuǎn)換電路原理圖;圖7是主機(jī)電源電路原理圖;圖8是濁度、溫度變送電路原理圖;圖9是濁度傳感器清洗控制電路原理圖;圖10為其實(shí)施方式之一的顯示電路板原理圖;圖11是主機(jī)軟件程序流程框圖;圖12是主機(jī)0.1秒定時(shí)中斷處理程序框圖;圖13是主機(jī)監(jiān)控處理程序框圖。
本實(shí)用新型的實(shí)施方式如下(1)可按圖1所示,選用鋁合金板材采用一般機(jī)加工方法加工機(jī)殼及顯示面板,發(fā)明人曾按圖1所示,設(shè)計(jì)加工出樣機(jī)的機(jī)殼及顯示面板,其機(jī)殼尺寸為360×158×395mm,然后,在機(jī)殼內(nèi)安裝顯示及報(bào)警電路板、主機(jī)板、隔離變壓器、濁度信號(hào)輸入接口、溫度信號(hào)輸入接口、記錄儀輸出接口、顯示板與主機(jī)板連接電纜、電源輸入插座而實(shí)現(xiàn)主機(jī),注意,所有中大功率部件全部由引線引出,并以絕緣材料隔離安裝在散熱片上,再固定在機(jī)箱后部;(2)按圖10所示,用計(jì)算機(jī)自動(dòng)布線制顯示板。其中,所有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)相同者,計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)連在一起,其中,U43~U48可選74XX164系列,U49可選74XX08系列,L9~L13可選FC8-011-11系列數(shù)碼管,Q2、Q3三極管可選TIP142系列,光電隔離器U51可選TLP521-1系列;按圖4~圖9原理圖所示,由計(jì)算機(jī)自動(dòng)布線制主機(jī)板,其中,U3可選89C55,U6可選74LS373,U5可選DS1225,U1可選74LS139,U4可選82C55,U2可選MAX708,U10可選74HCT4051系列,U8可選74XX04系列,U11、U17可選OP-200或TLE2022系列,U13可選LF198系列,U12可選AD574A系列,U9可選TL7726系列,U16可選DAC1230或DAC0832系列,U18、U41、U42可選OP-400或TLE2024系列,U24可選TLE2064系列,三極管Q1可選50毫安25伏NPN系列,U22、U27、U29、U37可選LM317或LM350系列,U21、U28、U36可選LM337系列,光電隔離器U14、U38可選TLP521-2系列,U31可選7805T系列,U32、U33可選74HCT244系列,U34可選89C52系列。發(fā)明人按上述的實(shí)施方式制出樣機(jī),具有下列技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)(1)輸入電壓A C220V±20%,50Hz(2)額定功率50W(主機(jī))(3)濁度檢測(cè)顯示0~1000度(使用溫度范圍0~60℃,精度1%);(4)液體溫度0~60℃(可顯示0~127℃)。
實(shí)施使用本檢測(cè)報(bào)警儀時(shí),先接交流220V電壓、濁度傳感器機(jī)構(gòu),也可選接記錄儀。其工作步驟為(1)開(kāi)啟電源。(2)調(diào)內(nèi)部監(jiān)控參數(shù)(3)恢復(fù)正常功能,以后,操作工人可根據(jù)工藝條件、報(bào)警信號(hào)及濁度記錄曲線,及時(shí)調(diào)整濁度定值及加礬閥位大小即可,并定期作軟件濁度、溫度調(diào)零校準(zhǔn),注意,第一次使用時(shí),先把撥碼開(kāi)關(guān)置到監(jiān)控,后撥碼到原定標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)位,以讓第一單片微機(jī)電路(主機(jī))18把原定標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)送到掉電保護(hù)RAM里;然后撥回碼到用戶參數(shù)調(diào)整位才可精密調(diào)整內(nèi)部參數(shù),按壓代碼按鈕S1到濁度調(diào)零位,按壓代碼值按鈕增S3、代碼值按鈕快S2、代碼值按鈕減S4以調(diào)整濁度調(diào)零值,其代碼、代碼值暫時(shí)顯示在多功能顯示窗1內(nèi),同理,可調(diào)濁度定值、濁度報(bào)警范圍值、溫度修正值,并可觀看濁度毫伏值、參比標(biāo)準(zhǔn)濁度值、參比標(biāo)準(zhǔn)濁度毫伏值;溫度以可調(diào)電阻R58調(diào)幅。注意,濁度變送、溫度變送硬件調(diào)整時(shí),最好在原定標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)下進(jìn)行,這樣,可在主機(jī)幫助下直接觀察濁度毫伏、溫度值,溫度值調(diào)整需要溫度計(jì),濁度調(diào)校按壓代碼按鈕S1到參比標(biāo)準(zhǔn)濁度值位,以可調(diào)電阻R48調(diào)節(jié)發(fā)光量,使多功能顯示窗1顯示為標(biāo)準(zhǔn)濁度值即可。撥碼開(kāi)關(guān)置到正常位,恢復(fù)正常功能,到此,整機(jī)調(diào)校完畢;外部操作由工人作定期的、適當(dāng)?shù)恼{(diào)整即可。
權(quán)利要求1.一種帶清洗控制的具有對(duì)管自補(bǔ)償?shù)臐岫仍诰€檢測(cè)報(bào)警儀,其特征在于它由機(jī)殼、面板、主機(jī)板、顯示板共同安裝連接構(gòu)成,其中面板裝有多功能顯示窗(1)、濁度燈(2)、濁度定值燈(3)、濁度報(bào)警范圍燈(4)、溫度燈(5)、濁度報(bào)警燈(6)、濁度偏高燈(7)、濁度正常燈(8)、溫度報(bào)警燈(9)、濁度機(jī)械報(bào)警燈(10)、濁度清洗燈(11)、濁度工作燈(12)、功能值減少按鈕(13)、功能值增加按鈕(14)、功能切換按鈕(15)、復(fù)位按鈕(16)、電源開(kāi)關(guān)(17);主機(jī)板電路由第一單片微機(jī)電路(18)、開(kāi)關(guān)量輸入電路(19)、內(nèi)部操作電路(20)、外部操作電路(21)、A/D轉(zhuǎn)換器電路(22)、信號(hào)限幅保護(hù)、多路開(kāi)關(guān)、信號(hào)放大及采樣保持器電路(23)、溫度變送接口電路(24)、濁度傳感器輸入及變送接口電路(25)、精密穩(wěn)壓電源電路(26)、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(27)、顯示板輸出接口電路(28)、晶振電路(29)、共用復(fù)位電路(30)、第二單片微機(jī)電路(31)、時(shí)間設(shè)定撥碼開(kāi)關(guān)電路(32)、濁度傳感器清洗電機(jī)位置霍爾開(kāi)關(guān)接口電路(33)、多路驅(qū)動(dòng)電路(34)、濁度傳感器工作狀態(tài)指示燈接口電路(35)、清洗電機(jī)接口電路(36)、晶振電路(37)、交流220V輸入電路(38)、濾波器電路(39)、主機(jī)隔離變壓器(40)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(41)、顯示用電源電路(42)、濁度隔離變壓器(43)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(44)、記錄儀隔離變壓器(45)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(46)共同電氣連接構(gòu)成;顯示板電路由顯示板輸入接口電路(47)、信號(hào)整型、電源濾波電路(48)、串行顯示驅(qū)動(dòng)電路(49)、數(shù)碼管/指示燈電路(50)、報(bào)警接口電路(51)、指示燈電路(52)共同電氣連接構(gòu)成;其相互連接關(guān)系為顯示板與主機(jī)板固定在機(jī)殼內(nèi),顯示板與主機(jī)板通過(guò)短電纜線連接,面板的右邊裝有多功能顯示窗(1)、濁度燈(2)、濁度定值燈(3)、濁度報(bào)警范圍燈(4)、溫度燈(5)、濁度報(bào)警燈(6)、濁度偏高燈(7)、濁度正常燈(8)、溫度報(bào)警燈(9)、濁度機(jī)械報(bào)警燈(10)、濁度清洗燈(11)、濁度工作燈(12);它們通過(guò)顯示、報(bào)警信號(hào)線與顯示板電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接,面板的左邊裝有功能值減少按鈕(13)、功能值增加按鈕(14)、功能切換按鈕(15),它們通過(guò)各自信號(hào)電纜線與主機(jī)板電路上的相應(yīng)點(diǎn)相連接;對(duì)主機(jī)板來(lái)講,交流220V輸入電路(38)、濾波器電路(39)、主機(jī)隔離變壓器(40)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(41)、顯示用電源電路(42)、濁度隔離變壓器(43)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(44)、記錄儀隔離變壓器(45)、整流穩(wěn)壓輸出電源電路(46)通過(guò)各自電源線與電路板上相應(yīng)電路的相應(yīng)點(diǎn)相連接;整流穩(wěn)壓輸出電源電路(41)提供主機(jī)板核心用的數(shù)字及模擬電源,除另有說(shuō)明外,主機(jī)板大部分都由它供電;顯示用電源電路(42)與整流穩(wěn)壓輸出電源電路(41)相應(yīng)點(diǎn)連接提供顯示板用的數(shù)字電源;整流穩(wěn)壓輸出電源電路(44)提供濁度傳感器輸入及變送接口電路(25)用的共地模擬電源;整流穩(wěn)壓輸出電源電路(46)提供D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(27)用隔離模擬電源。第一單片微機(jī)電路(18)分別通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)、地址、控制總線分別與開(kāi)關(guān)量輸入電路(19)、A/D轉(zhuǎn)換器電路(22)、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(27)相連接;第一單片微機(jī)電路(18)還通過(guò)顯示信號(hào)線、晶振信號(hào)線分別與顯示板輸出接口電路(28)、晶振電路(29)相連接;開(kāi)關(guān)量輸入電路(19)分別通過(guò)內(nèi)部操作信號(hào)線、外部操作信號(hào)線、濁度工作狀態(tài)信號(hào)線分別與內(nèi)部操作電路(20)、外部操作電路(21)、濁度工作狀態(tài)指示燈接口電路(35)相連接;精密穩(wěn)壓電源電路(26)通過(guò)電源線分別與A/D轉(zhuǎn)換器電路(22)、溫度變送接口電路(24)、濁度傳感器輸入及變送接口電路(25)、D/A轉(zhuǎn)換器、電流變換、隔離輸出驅(qū)動(dòng)及接口電路(27)相連接;信號(hào)限幅保護(hù)、多路開(kāi)關(guān)、信號(hào)放大及采樣保持器(23)通過(guò)模擬信號(hào)線分別與A/D轉(zhuǎn)換器電路(22)、溫度變送接口電路(24)、濁度傳感器輸入及變送接口電路(25)相連接;共用復(fù)位電路(30)分別通過(guò)復(fù)位線分別與第一單片微機(jī)電路(18)、開(kāi)關(guān)量輸入電路(19)、第二單片微機(jī)電路(31)相連接;第二單片微機(jī)電路(31)分別通過(guò)時(shí)間設(shè)定信號(hào)線、濁度傳感器清洗電機(jī)位置霍爾開(kāi)關(guān)信號(hào)線、多路驅(qū)動(dòng)信號(hào)線分別與時(shí)間設(shè)定撥碼開(kāi)關(guān)電路(32)、濁度傳感器清洗電機(jī)位置霍爾開(kāi)關(guān)接口電路(33)、多路驅(qū)動(dòng)電路(34)相連接;多路驅(qū)動(dòng)電路(34)還分別通過(guò)濁度工作狀態(tài)信號(hào)線、清洗電機(jī)開(kāi)關(guān)信號(hào)線分別與濁度工作狀態(tài)指示燈接口電路(35)、清洗電機(jī)接口電路(36)相連接;對(duì)顯示板來(lái)講,顯示板輸入接口電路(47)分別通過(guò)短電纜線、電源線、顯示信號(hào)線分別與顯示板輸出接口電路(28)、濁度工作狀態(tài)指示燈接口電路(35)、信號(hào)整型、電源濾波電路(48)、指示燈電路(52)相連接;串行顯示驅(qū)動(dòng)電路(49)分別通過(guò)顯示信號(hào)線、數(shù)碼管/指示燈信號(hào)線、報(bào)警信號(hào)線分別與信號(hào)整型、電源濾波電路(48)、數(shù)碼管/指示燈(50)、報(bào)警接口電路(51)相連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是帶清洗控制的具有對(duì)管自補(bǔ)償?shù)臐岫仍诰€檢測(cè)報(bào)警儀,它由機(jī)殼、面板、主機(jī)板、顯示板共同連接構(gòu)成,面板上裝有各種指示燈、報(bào)警燈、按鈕、開(kāi)關(guān)并分別與主機(jī)板及顯示板上對(duì)應(yīng)點(diǎn)相連接;其主機(jī)板電路主要由單片微機(jī)、開(kāi)關(guān)電路、采樣保持電路、內(nèi)、外部操作電路、A/D轉(zhuǎn)換、參數(shù)變送電路、接口電路、電源電路、晶振電路、復(fù)位電路、驅(qū)動(dòng)電路等通過(guò)電源線及各自信號(hào)線相互連接構(gòu)成;顯示板電路由接口電路、整形電路、指示燈顯示及報(bào)警電路,顯示驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)各自信號(hào)線連接構(gòu)成;本實(shí)用新型采用先進(jìn)技術(shù),精度高、可靠性高、智能化程度高、造價(jià)低。
文檔編號(hào)G01N35/00GK2493935SQ0124289
公開(kāi)日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2001年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月31日
發(fā)明者黃揚(yáng)明 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)
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