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)