专利名称：一种在线浊度检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水质检测技术，具体涉及一种在线浊度检测仪。该检测仪对水体浊度进行测定，以判别排放废水被污染的程度，或在工业生产过程中作为水质监测的指标。该检测仪在环保、化工、食品和纺织等行业都有着广泛的应用。
背景技术：
在线浊度检测仪就是用来连续在线测定水质浊度的检测仪器。目前国内外生产的在线浊度仪大多采用光度法原理进行测量。通常是在待测水体中安装一个固定波长的单色光源和一个光电传感器(如图1)，单色光源发出的单色光穿过待测溶液时，因为水体浊度的影响，会部分被吸收和散射掉，最终到达检测器的单色光光强度与被测水体的浊度成线性关系。光电传感器将光强转换成电信号，并计算出被测溶液的浊度。
目前国内外在线浊度仪多是采用投入式检测头，即发光光源和检测器是独立安装在主机之外的，如美国HACH公司的720D等产品。上述连续测定浊度的技术方法存在着二个问题其一，光电器件及导线长期浸泡在水中，容易出现腐蚀、绝缘不好等问题；其二，光源和光电传感器的安装较复杂，不便于拆卸与清除元器件上沉积的污物，影响测量结果的准确度。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种在线浊度检测仪。该检测仪不易腐蚀，绝缘性好，并且易于安装和清洗。
本实用新型提供的一种在线浊度检测仪，包括光纤检测头及由单片机系统和光电检测部分组成的浊度仪主机，单片机系统包括单片机及其辅助电路，以及输入装置和显示装置；光电检测部分包括光源稳压控制电路、单色光源、光电传感器和A/D转换器；单色光源在光源稳压控制电路的控制下，产生单色光，经光纤传输至光纤检测头，单色光束从光纤入射端射出，透过待测水体到达反光镜，反射后再经待测水体进入光纤反射端，经光纤传输到主机内的光电传感器，将光强值转换成电压值，再传送给A/D转换器转换成数字信号输入至单片机系统中进行数据处理。
本实用新型将发光光源和光电传感器都安置在仪器主体之中，用光纤把光源发出的单色光传送到待测水体之中，经反光镜反射后，又通过另一条光纤投射到仪器中的光电传感器上来。这种技术方案的优点在于没有电子器件和导线在水中工作，因而不存在绝缘与腐蚀等问题，同时也便于清洗探头。
图1为现有的在线浊度检测仪示意图；图2为本实用新型与图1的对比示意图；图3为本实用新型在线浊度检测仪的结构示意图；图4为本实用新型的控制流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，现有的在线浊度检测仪主要包括主机部分1、光源3和光电传感器4，三部分之间通过导线2相连，光源3和光电传感器4放入待测水体5中。
如图3所示，本实用新型的在线浊度检测仪包括主机6和光纤检测头10。其中，浊度仪主机包括单片机系统和光电检测部分。单片机系统包括单片机14及其辅助电路19，以及输入装置15和显示装置16。辅助电路19包括实时时钟电路20、数据存贮电路21、系统监控电路22以及串行通讯电路23。光电检测部分主要由光源稳压控制电路17、单色光源7、光电传感器8和A/D转换器18构成。本发明中，单色光源7和光电传感器8均属于主机的一部分、位于主机6之中。它们分别通过光纤与位于待测水体5中的光纤检测头10相连。光纤检测头10由光纤入射端11和光纤反射端12，以及位于其光路上的反光镜13构成。上述各硬件中的单个部件本身均为现有技术。
单色光源7在光源稳压控制电路17的控制下，产生单色光，经光纤传输至光纤检测头10，单色光束从光纤入射端11射出，透过待测水体5到达反光镜13后，又经待测水体5进入光纤反射端12，经光纤传输到主机内的光电传感器8。到达光电传感器8的单色光光强大小与待测水体5的浊度有关，光电传感器8将检测到的光强值转换成电压值，再传送给A/D转换器18转换成数字信号输入单片机系统中进行数据处理，进而得到所需的待测水体的浊度值。
检测仪的控制流程图如图4所示。其程序可以采用国外最流行的C51单片机语言编写，这种模块化程序设计语言既有通用C语言的特点，又具有直接操作单片机硬件的能力，其基本特点包括运行速度快、编译效率高、具有良好的移植性以及丰富的多种复杂运算的库函数与浮点运算能力。整个软件可分为数据采集与处理、数据测量与校正、友好的人机对话界面以及包括汉显、时钟、监控、通信在内的多种操作功能模块。测量部分软件流程示意图见图4。
实例我们以Atmel 89C55单片机为核心，辅以A/D转换、系统监控(MAX813)等外围电路，搭建了具有信号的转换、处理、运算以及仪器的控制、显示与系统监控等功能的在线浊度仪样机。此外，仪器上还配备了实时时钟芯片(如DS1302)、非易失性存贮器(如24LC64)以及RS-232串行接口芯片，从而实现了数据存贮、温度测量、PC机通讯及串行打印等功能，方便了用户的使用。
仪器软件使用Keil C编写。这种模块化程序设计语言既有通用C语言的特点，又具有直接操作单片机硬件的能力，其基本特点包括运行速度快、编译效率高、具有良好的可移植性以及丰富的多种复杂运算的库函数与浮点运算能力。光路部分采用高亮度单色二极管(波长640nm)作为单色光源，以TI公司的TSL235光频转换器作为光电传感器，使用GXT-2型纤维导光束，经成型处理后，实现了对水体浊度的实时在线检测。
权利要求1.一种在线浊度检测仪，其特征在于该检测仪包括光纤检测头(10)及由单片机系统和光电检测部分组成的浊度仪主机(6)，单片机系统包括单片机(14)及其辅助电路(19)，以及输入装置(15)和显示装置(16)；光电检测部分包括光源稳压控制电路(17)、单色光源(7)、光电传感器(8)和A/D转换器(18)；单色光源(7)在光源稳压控制电路(17)的控制下，产生单色光，经光纤传输至光纤检测头(10)，单色光束从光纤入射端(11)射出，透过待测水体(5)到达反光镜(13)，反射后再经待测水体(5)进入光纤反射端(12)，经光纤传输到主机内的光电传感器(8)，将光强值转换成电压值，再传送给A/D转换器(18)转换成数字信号输入至单片机系统中进行数据处理。
专利摘要本实用新型提供的一种在线浊度检测仪，包括由单片机系统和光电检测部分组成的浊度仪主机及光纤检测头，其中光电检测部分包括光源稳压控制电路、单色光源、光电传感器和A/D转换器；单色光源在光源稳压控制电路的控制下，产生单色光，经光纤传输至光纤检测头，单色光束从光纤入射端射出，透过待测水体到达反光镜，反射后再经待测水体进入光纤反射端，经光纤传输到主机内的光电传感器，将光强值转换成电压值，再传送给A/D转换器转换成数字信号输入至单片机系统中进行数据处理。本检测仪具有更小的体积、更灵活的安装与机构形式，并能够获得更为可行的技术性能指标，因而也具有更好的市场前景和经济效益。
文档编号G01N21/01GK2663979SQ200320115970
公开日2004年12月15日 申请日期2003年11月20日 优先权日2003年11月20日
发明者陈光东, 段三丁, 陆晓华, 杨海 申请人:华中科技大学