专利名称：一种化学监测采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力系统设备监测技术领域，特别涉及一种在火电厂应用的化学监测采集器。
背景技术：
锅炉是发电厂核心设备之一，其重要的工作地位决定了需要实时对整个锅炉系统运作的各项重要指标进行监测，因其工作于高温和水浸泡的恶劣工业环境中，所以对炉内及传输管道等某些重要的工作环节中水的化学成分的监测和控制，对于提高设备的使用寿命、进行可靠的安全生产等显得尤为必要和重要；同时，利用化学监测手段掌握水质变化、提高水质成分，对于保护生态环境，实施我国可持续发展战略也有重要的意义。
目前，国内许多火电厂一般普遍采用的是现场手动抄表、记录，然后利用计算机进行核算、统计、分析和打印等原始工作方式，有自动化程度较高的则多采用了集线卡式的采集系统替代了手动的工作方式，但是这类采集系统中所采用的监测采集器也存在些不足，如针对性不强，采集器上信号与信号之间互干扰比较严重、系统可靠性低、采样精度不高等缺陷，而且这类产品的成本也较高。随着自动化技术的不断进步，开发具有分布式的高性能、高精度的采集器系统成为提高生产效率的重要环节之一。
发明内容
本实用新型的发明目的就是针对上述情况的不足，采用新型的板载插卡式模块结构设计，通过智能化的采集信号放大、高精度的水质采样、高效率的数据传输和处理，达到对多种不同类型的电厂锅炉管道炉水中水汽化学量的化学量-电量转换，并能智能地控制对转换后电量信号的最优放大以满足后级处理需要，实现多样化信号通用采集的目的。
本采集器是由通道选择电路、一级可编程增益仪器放大电路、高频滤波电路、二级精密运放电路、高精度数据采集电路、信号驱动转换电路、数字控制电路、信号驱动隔离电路、数据传送电路、外部通信接口所构成；其中通道选择电路的输出连接到一级可编程增益仪表放大电路的输入端，一级可编程增益仪表放大电路的输出端连接到高频滤波电路的输入端，高频滤波电路的输出端连接到二级精密运放电路的输入端，二级精密运放电路的输出端连接到高精度数据采集电路的输入端，高精度数据采集电路的输出端连接信号驱动隔离电路的输入端，信号驱动隔离电路的输出端连接数字控制电路的输入端，数字控制电路的一个输出端a连接高精度数据采集电路的输入端；其一个输出端b连接到一级可编程增益仪表放大电路的输入端；其一个输出端c连接到信号驱动转换电路的输入端；其一个输出端d连接到数据传送电路的输入端，数据传送电路的输出连接到外部通信接口，信号驱动转换电路的输出端连接到通道选择电路的输入端。
上述的通道选择电路采用多继电器阵列形式。
上述的一级可编程增益仪表放大电路采用增益比率的自动配制。
上述的高精度采集电路采用串行低速高精度AD，采样精度达到1/218位电压值。
本实用新型具有以下优点和积极成果1、具有智能化可编程信号倍率放大结构，能适应电厂实际情况下对同种化学监测量在不同位置以及不同种化学监测量转化成电信号后的自适应信号放大，达到通用的效果和目的。实现了一个采集器完成多点同种化学量和多点非同种化学量统一监测。而且，此种方法可根据实际需要应用在其他类似情况下。
2、具有高精度采集的特点。针对所要监测的电厂化学量慢变化、精度要求高等特点，采用了串性高精度采集控制电路，采样精度达到1/218位。
3、采用新型的板载插卡式模块结构及多总线结构、分布式系统结构设计，安装、调试、维护简单、方便和实用。
4、具有自动化程度高、运行成本低等优点，提高了工作效率和经济效益。
图1为本实用新型工作原理框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的工作原理作进一步的说明。
如图1所示，在采集器工作时，外部多个传感器电信号首先同时进入到采集器的通道选择电路1入口通道上，通道选择电路1中采用了多继电器阵列，每一路外部传感器信号对应一路继电器通道。由数字控制电路7采用轮循的工作方式将继电器选通信号通过信号驱动转换电路6转换后，输出到通道选择电路1中，按顺序选通一个继电器仅使该路传感器电信号可进入到一级可编程增益仪表放大电路2(其它继电器处于闭合状态，传感器信号无法进入)中，此时，由数字控制电路7根据进入电信号的类型和特点，输出增益比率和基源的控制组合信号到一级可编程增益仪表放大电路2中，该放大电路根据这一控制组合信号，进行硬件的自动调配，实现信号的第一级智能化放大过程；经过一级可编程增益仪表放大电路2进行放大以后的电信号进入到高频滤波电路3中滤除高频干扰信号，以提高信号的品质；经过滤波以后的放大信号顺次进入到二级精密运放电路4中，以调理信号并获得采样信号的最佳放大采样值，然后将最终获得的采样放大信号输入到高精度数据采集电路5中进行数字采样，以实现将模拟电信号到数字电信号的高精度转换，数据采集电路5将采样后得到的数字量信号通过信号驱动隔离电路8输入到数字控制电路7中进行存储和处理，在此过程中，采样信号的输出状态由数字控制电路7输出采样控制信号到数据采集电路5中进行协调和控制。最后，经过数字控制电路7获得的采样数字信号再通过数据传送电路9传送到外部通信接口10输出到上位计算机进行相关的处理。
本实用新型实施例一台AUTO-198智能化学监测采集器。
通道选择电路1中采用了多继电器阵列的形式，利用继电器特有的电气特性，实现各通道信号之间的真正地完全隔离。
一级可编程仪表放大电路2主芯片中采用AD625和CD4052组，基源电路主芯片采用MC1403，利用电阻桥电路结构和MC1453配合CD4052形成多种增益比率和对应的基源信号。
二级精密运放电路4采用多级方式连接，主芯片采用OP07。
高精度数据采集电路5主芯片是18位串行高精度采样转换的模数转换器MAX132，采样精度达到1/218位。
数字控制电路7采用98系列单片机。
高频滤波电路3、信号驱动转换电路6、信号驱动隔离电路8、数据传送电路9，外部通信接口10采用集成电路和通用总线接口。
权利要求1.一种化学监测采集器，其特征在于它由通道选择电路(1)、一级可编程增益仪表放大电路(2)、高频滤波电路(3)、二级精密运放电路(4)、高精度数据采集电路(5)、信号驱动转换电路(6)、数字控制电路(7)、信号驱动隔离电路(8)、数据传送电路(9)、外部通信接口(10)所构成，其中通道选择电路(1)的输出连接到一级可编程增益仪表放大电路(2)的输入端，一级可编程增益仪表放大电路(2)的输出端连接到高频滤波电路(3)的输入端，高频滤波电路(3)的输出端连接到二级精密运放电路(4)的输入端，二级精密运放电路(4)的输出端连接到高精度数据采集电路(5)的输入端，高精度数据采集电路(5)的输出端连接信号驱动隔离电路(8)的输入端，信号驱动隔离电路(8)的输出端连接数字控制电路(7)的输入端，数字控制电路(7)的一个输出端a连接高精度数据采集电路(5)的输入端；其一个输出端b连接到一级可编程增益仪表放大电路(2)的输入端；其一个输出端c连接到信号驱动转换电路(6)的输入端；其一个输出端d连接到数据传送电路(9)的输入端，数据传送电路(9)的输出连接到外部通信接口(10)，信号驱动转换电路(6)的输出端连接到通道选择电路(1)的输入端。
2.根据权利要求1所述的化学监测采集器，其特征在于所述的通道选择电路(1)采用多继电器阵列形式。
3.根据权利要求1所述的化学监测采集器，其特征在于所述的一级可编程增益仪表放大电路(2)采用增益比率的自动配制。
4.根据权利要求1所述的化学监测采集器，其特征在于所述的高精度采集电路(5)采用串行低速高精度AD，采样精度达到1/218位电压值。
专利摘要本实用新型提供了一种化学监测采集器，它由通道选择电路、一级可编程增益仪表放大电路、高频滤波电路、二级精密运放电路、高精度数据采集电路、信号驱动转换电路、数字控制电路、信号驱动隔离电路、数据传送电路、外部通信接口所构成。该采集器能根据电厂的实际情况，通过智能化的采集信号放大、高精度的水质采样、高效率的数据传输和处理，达到对多种不同类型的电厂锅炉管道炉水中水汽化学量的化学量－电量转换，并能智能地控制对转换后电量信号的最优放大以满足后级处理需要，实现了一个采集器完成多点同种化学量和多点非同种化学量统一监测。本实用新型具有智能型自动化控制功能，系统安全可靠，采集精度高，广泛适用于电厂的监测设备。
文档编号G01N27/00GK2676198SQ20042001718
公开日2005年2月2日 申请日期2004年2月19日 优先权日2004年2月19日
发明者陈小桥, 谢银波 申请人:武汉大学