专利名称：浊度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及传感器测量技术领域，特别是涉及一种浊度传感器。
背景技术：
浊度用于表示水中不同大小、形状、比重的悬浮物、胶体物质和微生物等杂质对光 所产生的效应。浊度不仅仅是表示水质最重要的物理外观指标，浊度的高低还意味着水中 各种有毒、有害物质的含量的高低。由于水中悬浮物等物质的存在，使得水体呈现一种不透 明状态，浊度测量就是测量水体的浑浊程度。当一束入射光射进水中，由于水中悬浮物的存 在，悬浮物上出现光学散射现象，依据水中散射光的强度大小来确定浊度的值，这就是浊度 测量的原理。随着电子技术、控制技术和网络技术的不断发展，测控仪表正朝着智能化、网络化 以及集成化的方向发展，用于浊度测定的浊度传感器也逐渐向高智能化和高集成度方向发展。现有的浊度传感器均设有光发射器和光电接收器，而光发射器和光电接收器的光 电特性与温度有很大关系，当温度发生变化时，浊度的测量的结果就出现偏差。此外，在浊 度传感器中，光发射器发射的光线和光电接收器接收的光线均要透过窗口玻璃，在长期使 用过程中，窗口玻璃必然会受到悬浮物的污染而严重影响到测量结果的准确性，因此浊度 传感器必须具有清除这些污垢的功能。已有的清除污垢的方法有采用机械清除的方式， 如中国专利文献CN2694263Y公开了一种海水现场监测浊度传感器，采用机械刷清除窗口 玻璃上的污垢，在长期使用过程中，机械刷必然会磨损窗口玻璃而影响窗口玻璃的透光效 果，以至影响测量结果的准确性。另有采用超声波清洗窗口玻璃的方式，如中国专利文献 CN2472225Y公开了一种在线浊度仪检测器，通过超声波振荡使窗口玻璃上的污垢脱落并随 流动的水样带出检测器，该检测器仅适用于流动的水体，对不具有流动性的水体(如水产 养殖水域)，脱落的污垢会积聚在检测器底部从而影响检测器的使用，以及测量的精度。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现对浊度测量的温度补偿、并且能 够实现自清洗功能和对水质浊度的在线监测的浊度传感器。( 二 )技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供一种浊度传感器，包括光学测量模块，用于采集水体的浊度信号；温度测量模块，用于采集水体的温度信号； TEDS存储器，用于存储TEDS参数，所述TEDS参数包括反映温度和浊度关系的校准 补偿参数； 微处理器，与所述光学测量模块、温度测量模块以及TEDS存储器连接，用于对所述浊度信号和温度信号进行处理，并根据所述校准补偿参数对处理后的浊度信号和温度信 号进行计算处理生成浊度值和温度值。还包括信号调理模块，连接于所述光学测量模块和温度测量模块与微处理器之 间，用于分别对所述浊度信号和温度信号进行处理，分别生成浊度电压信号和温度电压信 号，并发送至所述微处理器。还包括与所述光学测量模块连接的恒流源，以及与所述恒流源、信号调理模块以 及微处理器连接的电源模块。还包括与所述微处理器连接的总线接口模块。其中，所述光学测量模块包括光发射器、光发射器窗口玻璃、光电接收器和光电接 收器窗口玻璃，所述光发射器和光电接收器与传感器线路板连接，所述光发射器窗口玻璃 设置在光发射器正前方，所述光电接收器窗口玻璃设置在光电接收器正前方。还包括与所述微处理器连接的超声波清洗模块，用于清除所述光发射器窗口玻 璃和所述光电接收器窗口玻璃上的污垢。所述信号调理模块、TEDS存储器、恒流源、电源模块和总线接口模块集成在传感器 线路板上，所述传感器线路板密封在接线盒中；所述光学测量模块、温度测量模块和所述超 声波清洗模块设置在接线盒底座中，所述接线盒底座和所述接线盒连接形成密闭空间。其中，所述光学测量模块还包括透镜，所述透镜设置在所述光发射器和所述光发 射器窗口玻璃之间。所述接线盒底座与防护罩连接，所述防护罩的侧面和底部设有进出水孔。所述超声波清洗模块包括超声波发生器、振动膜和压盖，所述超声波发生器和压 盖设置在所述接线盒底座上，所述压盖固定于所述振动膜的周边，所述振动膜、所述光发射 器窗口玻璃和所述光电接收器窗口玻璃所在的平面互相垂直。还包括通过螺旋压铆与所述传感器线路板连接的四芯电缆，所述螺旋压铆与所述 接线盒之间设有电缆线密封圈，所述接线盒与所述接线盒底座之间设有接线盒密封圈。所述信号调理模块包括电流转换放大电路，用于将所述浊度信号转换为电压信号并对转换后的电压信号 进行放大处理生成所述浊度电压信号；滤波放大电路，用于对所述温度信号和所述浊度信号进行滤波，并对滤波后的温 度信号进行放大处理生成温度电压信号。其中，所述TEDS存储器存储的TEDS参数还包括通道信息，所述通道信息和校正补 偿参数符合IEEE1451.2标准。所述温度测量模块包括温度探头；所述温度探头、所述光发射器和光电接收器均 与所述传感器线路板连接；所述光发射器和光电接收器的波峰一致。(三)有益效果通过设置温度测量模块测量水体的温度并根据TEDS存储器中存储的校正补偿参 数能够实现对浊度测量的温度补偿；通过设置透镜汇聚光发射器发射的光产生平行光束， 光发射器窗口玻璃和光电接收器窗口玻璃相互垂直，使光电接收器接收的全部是散射光， 能够提高浊度测量的精度；通过在传感器线路板上集成化设计，有利于浊度传感器的微型 化；通过接线盒和接线盒底座的密封设计，有利于提高浊度传感器的防水性和可靠性，能够在线检测(即长时间连续工作)；通过设置防护罩，减少了外界光源对浊度测量的干扰；通 过设置振动膜与光发射器窗口玻璃和光电接收器窗口玻璃两两垂直，能够获得最佳的清洗 效果；通过在防护罩底面设置进出水孔可以将超声波清洗模块清洗下来的污垢自动排除； 通过数字总线输送信号，扩充了测量范围。
图1是本发明实施例的浊度传感器的模块结构示意图；图2是本发明实施例的浊度传感器的外部结构示意图；图3是图2所示的浊度传感器的底部结构示意图；图4是图2所示的浊度传感器的分解示意图；图5是图4所示的浊度传感器的接线盒底座的底部仰视图；图6是图2所示的浊度传感器的剖视图；图7是图2所示的浊度传感器旋转90度后的剖视图；图8是本发明实施例的浊度传感器的微处理器的工作流程图；图9是本发明实施例的浊度传感器的校正补偿流程图。其中，1 温度测量模块；2 光学测量模块；3 恒流源；4 信号调理模块；5 微处理 器；6 :TEDS存储器；7 总线接口模块；8 超声波清洗模块；9 电源模块；10 电流转换放大 电路；11 滤波放大电路；12 四芯电缆；13 螺旋压铆；14 接线盒；15 防护罩；16 进出水 孔；17 防护罩底部；18 进出水孔；19 接线盒密封圈；20 接线盒底座；21 光电接收器窗 口玻璃；22 振动膜；23 压盖；24 光发射器窗口玻璃；25 防护罩密封圈；26 透镜；27 光 发射器；28 光电接收器；29 电缆线密封圈；30 传感器线路板；31 超声波发生器；32 温 度探头。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。如图1所示，本实施例的浊度传感器包括光学测量模块2，用于采集水体的浊度 信号，浊度信号的形式为电流信号；温度测量模块1，用于采集水体的温度信号，温度信号 的形式为电压信号；传感器电子数据表格(Transducer Electronic Data Sheet, TEDS)存 储器6，用于存储TEDS参数，TEDS参数包括符合IEEE1451. 2标准的通道信息以及反映温度 和浊度关系的校准补偿参数；信号调理模块4，连接于光学测量模块2和温度测量模块1与 微处理器5之间，用于分别对浊度信号和温度信号进行处理，分别生成浊度电压信号和温 度电压信号，并发送至微处理器5 ；微处理器5，与TEDS存储器6相连接，还通过信号调理模 块4分别与光学测量模块2和温度测量模块1连接，用于对来自信号调理模块4的浊度电 压信号和温度电压信号进行模数转换处理，并根据TEDS存储器6中存储的校准补偿参数对 处理后的浊度电压信号和温度电压信号进行计算处理生成浊度值和温度值。本实施例还包括恒流源3，与光学测量模块2连接，用于向光学测量模块2提供 恒流电源；电源模块9，与恒流源3、信号调理模块4以及微处理器5连接，用于向恒流源3、 信号调理模块4以及微处理器5提供稳定的电源电压。
进一步地，本实施例还包括总线接口模块7，与微处理器5连接，用于输出微处理 器5生成的经过校正补偿后的浊度值和温度值。再如图6、图7所示，在上述技术方案中，光学测量模块2包括光发射器27、光发射 器窗口玻璃24、光电接收器28和光电接收器窗口玻璃21，光发射器27和光发射器窗口玻 璃24之间还设置有透镜26。其中光发射器27和光电接收器28与传感器线路板30连接， 光发射器窗口玻璃24设置在光发射器27的正前方，光电接收器窗口玻璃21设置在光电接 收器28的正前方。优选地，本实施例还包括超声波清洗模块8，与微处理器5连接，用于在微处理器 5的控制下，清除光发射器窗口玻璃24和光电接收器窗口玻璃21上的污垢，实现自清洗功 能。在上述方案中，信号调理模块4包括电流转换放大电路10和滤波放大电路11，电 流转换放大电路10用于将光学测量模块2采集的电流信号形式的浊度信号转换为电压信 号并对该电压信号进行放大处理生成浊度电压信号，滤波放大电路11用于对温度信号和 浊度信号进行滤波，并对滤波后的温度信号进行放大处理生成温度电压信号，温度测量模 块1采集的温度信号先进入滤波放大电路11再进入电流转换放大电路10。如图2和图3所示，本实施例的浊度传感器包括四芯电缆12、螺旋压铆13、接线盒 14、接线盒底座20和防护罩15，四芯电缆12通过螺旋压铆13连接到接线盒14，接线盒14、 接线盒底座20和防护罩15依次相连形成一体结构。其中，防护罩15的侧面上设有进出水 孔16，防护罩底部17上设有进出水孔18，进出水孔16和进出水孔18均可以设置多个，优 选为圆周分布，用于被测水体进出。如图4和图5所示，在本实施例中，螺旋压铆13和接线盒14之间设有电缆线密封 圈29，接线盒14和接线盒底座20之间设有接线盒密封圈19，接线盒底座20和防护罩15之 间设有防护罩密封圈25。接线盒密封圈19、电缆线密封圈29和防护罩密封圈25可以保证 整个浊度传感器防水性能好，防护等级达到IP68，浊度传感器内部电子器件与水完全隔离， 使浊度传感器可以浸没于水体中工作，以便测定水体中不同深度的浊度和温度。接线盒底 座20上设有光电接收器窗口玻璃21、振动膜22、压盖23和光发射器窗口玻璃24，压盖23 将振动膜22的周边固定在接线盒底座20上，振动膜22、光发射器窗口玻璃24和光电接收 器窗口玻璃21所在的平面互相垂直。如图6所示，在本实施例中，在接线盒14内部设有传感器线路板30，信号调理模块 4、TEDS存储器6、恒流源3、电源模块9和总线接口模块7集成在传感器线路板30上，光学 测量模块2、温度测量模块1和超声波清洗模块8设置在接线盒底座20中，接线盒底座20 和接线盒14连接形成密闭空间。优选地，光学测量模块2的光发射器27采用红外线发光 二极管，光学测量模块2的光电接收器28采用硅光电池，光发射器27和光电接收器28分 别与传感器线路板30相连。温度测量模块1包括温度探头32，温度探头32与传感器线路 板30相连。透镜26用于汇聚光发射器27发射的光。这样，光发射器27发射的光先经过 透镜26的汇聚形成平行光束，再透过光发射器窗口玻璃24在水体中散射，光电接收器28 接收透过光电接收器窗口玻璃21的散射光。光电接收器28将接收到的散射光转换成电信 号传输至传感器线路板30。温度探头32采集的温度信号也传输至传感器线路板30。如图7所示，超声波清洗模块8包括超声波发生器31、振动膜22和压盖23，超声
7波发生器31和压盖23设置在接线盒底座20上，振动膜22位于超声波发生器31正前方， 压盖23用于固定振动膜22的周边，超声波发生器31与传感器线路板30相连。结合图6 和图7也可以看出，振动膜22、光发射器窗口玻璃24和光电接收器窗口玻璃21所在的平面 互相垂直。超声波清洗模块8清洗的光发射器窗口玻璃24和光电接收器窗口玻璃21上的 污垢在重力作用下向下运动，可以通过防护罩15底部的进出水孔18自动排出，不需要设置 专门的污垢排泄装置，提高了浊度传感器浊度测量结果的准确性，并且可以长期定点、无人 值守地进行浊度的测量。此外，光发射器27和光电接收器28的波峰一致，这样可以获得更 好的测量效果。在本实施例中，防护罩15除了设置进出水孔16，18用于被测水体进出外，还用于 屏蔽外界光源，减少外界光源对光学测量模块2工作的干扰。因此，为了更好的测量效果， 进出水孔16在防护罩15上的位置高于光电接收器窗口玻璃21，进出水孔18在防护罩底部 17的分布靠近边缘。在本实施例中，总线接口模块7采用RS485总线接口，总线接口模块7在协议上支 持IEEE1451. 2标准，传感器线路板30通过四芯电缆12连接电源、接地以及连接总线接口 模块7中的RS485总线接口的正极和负极，总线接口模块7可实现即插即用功能。为增强系统的集成度，微处理器5可采用美国TI公司的MSP430系列单片机集成 电路芯片，也可以采用其它能够实现数据处理和控制的芯片。其中，MSP430系列单片机是 TI公司研发的16位超低功耗单片机，非常适合各种功率要求低的场合，特别适合于电池 应用的场合或手持设备。该单片机在1. 8V 3. 6V电压、IMHz的时钟条件下，耗电电流在 0. 1 400 μ A之间；含有P。 ？6共7个I/O 口、2个定时器Timer A,Timer B、1个看门狗， 内部集成2K的RAM和60K的Flash，MSP430系列的Flash，可十万次重复编程；MSP430系列 单片机均为工业级的产品，运行环境温度为_40°C +85°C。MSP430单片机具有12位8路 模数转换器(Analog to Digital Converter, ADC)功能和DMA控制单元，可以分别为系统 采样电路和数据传输部分采用，使得系统的硬件电路更加集成化、小型化。可通过MSP430 单片机内的模数转换器对浊度电压信号和温度电压信号进行模拟数字转换生成数字化的 浊度电压信号和温度电压信号，由于上述转换后的结果可在微处理器5内部通过软件实现 的数字滤波来消除光发射器27、光电接收器28和温度探头32由于自身工作环境改变而引 起的采集的数据信号的变化，因此可保证数据客观准确。在本实施例中，恒流源3采用可调型低压差线性集成稳压器LT1117，电流转换 放大电路采用美国微芯科技公司(MicrochipTechnology Inc.)生产的精密运算放大器 MCP6031。符合IEEE1451. 2标准的通道信息可以采用Channe 1-TEDS，符合IEEE1451. 2标准 的校准补偿参数可以采用Calibration-TEDS。另外，TEDS参数还可以包括Meta-TEDS。IEEE1451. 2标准定义的网络化智能传感器包括智能传感器接口模块(Smart Transducer Interface Module，STIM)禾口网络适配器模块(Network Capable Application Processor, NCAP)两部分，智能传感器接口模块和网络适配器模块可通过传感独立接口 (Transducerlndependent Interface,TII)相连。智能传感器接口模块通过传感器电子数 据表格(TEDS)进行传感器数据的读入和参数的设定，从而实现传感器的“即插即用”功能。本实施例的浊度传感器能够实现IEEE1451. 2中定义的智能传感器接口模块的功能，使用的部件是支持IEEE1451. 2标准的TEDS存储器6和总线接口模块7。其中，TEDS存 储器6能够将对光电接收器28和温度探头32的标定以及数据的校正等工作转化为微处理 器5承担的例行任务，TEDS存储器6是浊度传感器实现自校准、自补偿等智能功能的基础。本实施例的浊度传感器的总线接口模块7采用的是目前应用广泛的RS485总线接 口，该RS485总线接口连接了热拔插电路，可以实现RS485总线接口的热拔插。通过该总线 接口模块7可以与上位机或其它设备进行通讯。由于微处理器5采用MSP430单片机不能 直接连接RS485总线接口，因此在MSP430单片机与RS485总线接口之间设置RS485转换电 路，用于将微处理器5的接口转换为RS485总线接口。RS485转换电路可采用美国TI公司 生产的一种RS485总线接口芯片SN75LBC184芯片。为了方便TEDS存储器6中存储内容的 升级与更新，采用异步串行接口来下载TEDS并通过I2C总线转存至FM24CL16铁电存储器 中。本实施例的浊度传感器在实现智能传感器接口模块功能方面，主要是通过TEDS 数据结构设计实现。在IEEE1451. 2标准中TEDS是核心内容之一，其是一种嵌入于智能传 感器接口模块内的表格，完整定义了智能传感器接口模块各个部分逻辑信息存储和互操作 格式，也是对智能传感器接口模块各通道传感器数据进行校正的基础数据结构。一个符合 标准的传感器自身带有内部信息，具体包括制造商、数据代码、序列号、使用的极限以及校 准系数等。当系统上电时，上述内部信息可以被提供给网络适配器模块以及系统其它部分。 TEDS分为8个可寻址部分，其中两个必备的电子数据表格是=Meta-TEDS和Charmel-TEDS， 其余可按需要进行选择。Meta-TEDS用于描绘TEDS信息、数据结构、支持的通道数和通道极 限时间参数等有关智能传感器接口模块的总体信息；每个智能传感器接口模块通道包括1 个Charmel-TEDS，主要用于描述每个通道的具体信息，如描述通道物理属性、纠正类型、返 回数据类型和格式通道的定时信息等。Calibration-TEDS用于存放校准补偿参数，以实现 传感器的自校正功能。本实施例的浊度传感器为了实现自校正功能，在TEDS存储器6中存储有符合IEEE 1451. 2标准的Channel-TEDS和Calibration-TEDS0另外，TEDS存储器6还存储有符合 IEEE1451. 2标准的Meta-TEDS。其中，Calibration-TEDS用于实现温度补偿，它用于存放 温度在O 40°C范围的水体中浊度值与浊度电压信号之间的对应曲线，该对应曲线是事先 在标准溶液中测量所得的数值形成的。如图8所示，本实施例的浊度传感器的微处理器5的工作流程具体包括首先，上 电初始化硬件状态，调出存储在FM24CL16铁电存储器中的TEDS参数，根据TEDS参数识别 探头类型、制造商、序列号、通道数、物理类型和数据结构等，更具体地说是根据TEDS参数 中的Meta-TEDS识别探头类型、制造商、序列号、通道数、物理类型和数据结构等；其次，通 过自诊断程序测量电源电压、探头接口等信号，判断浊度传感器是否存在故障；然后，为了 降低功耗，微处理器5控制外部设备进入休眠状态(也称低功耗模式)，等待任务触发。将 系统由休眠状态唤醒的方式有两种一种是在定时触发采集请求下，进行模拟/数字(A/ D)数据采集并执行相应数据处理，包括浊度和温度的标定及补偿；另一种是通过串行接口 接收外部设置参数、触发测量、读出参数与测量结果的请求，即智能传感器接口模块服务程 序。如图9所示，为本实施例的浊度传感器的校正补偿(温度补偿)流程图，温度补偿是本实施例的浊度传感器能够实现的重要功能，在此，以使用福尔马阱(Formazin)溶液在 温度为20°C时测量的浊度为基准，TEDS存储器中存储有温度在20°C时浊度值和浊度电压 信号的对应曲线，经补偿后得到温度在20°C时的浊度值。实现温度补偿主要是通过微处理 器中的数据处理子程序模块，具体步骤包括Si、读取对温度探头32输出的温度信号进行转换后生成的温度电压信号X，同时， 读取对光电接收器28输出的浊度信号进行转换后生成的浊度电压信号y ；分别读取三次， 得到三组温度、浊度电压信号=Ix^y1 ；x2>y2 ；x3>y3}；
yx = axf +bxx+cS2、解联立方程式< _y2 = OX22 +bx2+c，得到修正系数a，b，c和浊度随温度变化的电
y3 = axl + bx3 + c
压信号计算公式-.1 = ax2+bx+c ；S3、根据温度电压信号和温度的对应曲线得到温度在20°C时的温度电压信号x2Q ；S4、将温度电压信号X2tl代入计算公式y = aX2+bX+c，得到温度在20°C时的浊度电 压信号y2(1 ；S5、根据温度在20°C时的浊度值和浊度电压信号的对应曲线对浊度电压信号y2Q 进行计算得出20°C时水体的浊度值。通过上述实施例可以看出，本实施例的浊度传感器既设有光学测量模块又设有温 度测量模块，因此能够同时对一个测点进行温度和浊度测量，保证被测点位置上的同一性 和参数在时间上的实时性，适应了自动化监控技术的检测要求。本实施例的浊度传感器设 置的超声波清洗模块，能够有效地清除光发射器窗口玻璃和光电接收器窗口玻璃上的污 垢，并且污垢能够自动排出，提高测量结果的准确性，能够实现长期定点、无人值守地进行 浊度的测量。本实施例的浊度传感器采用单片机技术和光电检测技术相结合，简化了硬件 电路，扩充了测量功能，并采用IEEE1451的自补偿方法，能够保证温度电压信号和浊度电 压信号获取的同时性，并通过内嵌的补偿方法进行温度补偿，提高了浊度测量精度。而且本 实施例的浊度传感器采用全数字总线传送信号，克服了现有技术中传感器输出4 20mA模 拟电流标准信号导致的分辨率低而限制测量范围的问题，扩充了测量范围。本实施例的浊 度传感器采用基于IEEE1451标准的网络化智能传感器，利用智能传感器接口模块和电子 数据表格进行传感器数据的读入和执行器参数的设定来实现传感器的“即插即用”功能。本实施例的浊度传感器通过设置透镜汇聚光发射器发射的光产生平行光束，能够 提高浊度测量的精度；通过在传感器线路板上集成化设计，有利于浊度传感器的微型化； 通过接线盒和接线盒底座的密封设计，有利于提高浊度传感器的防水性和可靠性，能够在 线检测；通过设置防护罩，减少了外界光源对浊度测量的干扰。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换 也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.浊度传感器，其特征在于，包括光学测量模块(2)，用于采集水体的浊度信号；温度测量模块(1)，用于采集水体的温度信号；TEDS存储器(6)，用于存储TEDS参数，所述TEDS参数包括反映温度和浊度关系的校准 补偿参数；微处理器(5)，与所述光学测量模块(2)、温度测量模块(1)以及TEDS存储器(6)连接， 用于对所述浊度信号和温度信号进行处理，并根据所述校准补偿参数对处理后的浊度信号 和温度信号进行计算处理生成浊度值和温度值。
2.如权利要求1所述的浊度传感器，其特征在于，还包括信号调理模块(4)，连接于 所述光学测量模块(2)和温度测量模块(1)与微处理器(5)之间，用于分别对所述浊度信 号和温度信号进行处理，分别生成浊度电压信号和温度电压信号，并发送至所述微处理器 (5)。
3.如权利要求1或2所述的浊度传感器，其特征在于，还包括与所述光学测量模块 (2)连接的恒流源(3)，以及与所述恒流源(3)、信号调理模块(4)以及微处理器(5)连接的 电源模块(9)。
4.如权利要求1所述的浊度传感器，其特征在于，还包括与所述微处理器(5)连接的 总线接口模块⑵。
5.如权利要求1所述的浊度传感器，其特征在于，所述光学测量模块(2)包括光发射器 (27)、光发射器窗口玻璃(24)、光电接收器(28)和光电接收器窗口玻璃(21)，所述光发射 器(27)和光电接收器(28)与传感器线路板(30)连接，所述光发射器窗口玻璃(24)设置 在光发射器(27)正前方，所述光电接收器窗口玻璃(21)设置在光电接收器(28)正前方。
6.如权利要求5所述的浊度传感器，其特征在于，还包括与所述微处理器(5)连接 的超声波清洗模块(8)，用于清除所述光发射器窗口玻璃(24)和所述光电接收器窗口玻璃 (21)上的污垢。
7.如权利要求1-6任一所述的浊度传感器，其特征在于，所述信号调理模块(4)、TEDS 存储器(6)、恒流源(3)、电源模块(9)和总线接口模块(7)集成在所述传感器线路板(30) 上，所述传感器线路板(30)密封在接线盒(14)中；所述光学测量模块(2)、温度测量模块 (1)和所述超声波清洗模块(8)设置在接线盒底座(20)中，所述接线盒底座(20)和所述接 线盒(14)连接形成密闭空间。
8.如权利要求5所述的浊度传感器，其特征在于，所述光学测量模块(2)还包括透镜 (26)，所述透镜(26)设置在所述光发射器(27)和所述光发射器窗口玻璃(24)之间。
9.如权利要求7所述的浊度传感器，其特征在于，所述接线盒底座(20)与防护罩(15) 连接，所述防护罩(15)的侧面和底部设有进出水孔(16，18)。
10.如权利要求6所述的浊度传感器，其特征在于，所述超声波清洗模块(8)包括超声 波发生器(31)、振动膜(22)和压盖(23)，所述超声波发生器(31)和压盖(23)设置在接线 盒底座(20)上，所述压盖(23)固定于所述振动膜(22)的周边，所述振动膜(22)、所述光发 射器窗口玻璃(24)和所述光电接收器窗口玻璃(21)所在的平面互相垂直。
11.如权利要求7所述的浊度传感器，其特征在于，还包括通过螺旋压铆(13)与所述传 感器线路板(30)连接的四芯电缆(12)，所述螺旋压铆(13)与所述接线盒(14)之间设有电缆线密封圈(29)，所述接线盒(14)与所述接线盒底座(20)之间设有接线盒密封圈(19)。
12.如权利要求2所述的浊度传感器，其特征在于，所述信号调理模块(4)包括 电流转换放大电路(10)，用于将所述浊度信号转换为电压信号并对转换后的电压信号进行放大处理生成所述浊度电压信号；滤波放大电路(11)，用于对所述温度信号和所述浊度信号进行滤波，并对滤波后的温 度信号进行放大处理生成温度电压信号。
13.如权利要求1所述的浊度传感器，其特征在于，所述TEDS存储器(6)存储的TEDS 参数还包括通道信息，所述通道信息和校正补偿参数符合IEEE1451. 2标准。
14.如权利要求5所述的浊度传感器，其特征在于，所述温度测量模块(1)包括温度探 头(32)；所述温度探头(32)、所述光发射器(27)和光电接收器(28)均与所述传感器线路 板(30)连接；所述光发射器(27)和光电接收器(28)的波峰一致。
全文摘要
本发明涉及传感器测量技术领域，具体公开了一种浊度传感器，包括光学测量模块，用于采集水体的浊度信号；温度测量模块，用于采集水体的温度信号；传感器电子数据表格TEDS存储器，用于存储TEDS参数，TEDS参数包括反映温度和浊度关系的校准补偿参数；以及微处理器，与所述光学测量模块、温度测量模块以及TEDS存储器连接，用于对浊度电压信号和温度电压信号进行模数转换处理，并根据校准补偿参数计算处理生成浊度值。本发明的浊度传感器能够实现对测量的浊度进行温度补偿，提高了浊度测量精度，而且具有自清洗功能，可以对水质浊度在线检测。
文档编号G01N21/01GK102004077SQ20101050465
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者丁启胜, 台海江, 李道亮, 赵霖林, 马道坤 申请人:中国农业大学