专利名称：基于嵌入式系统的总有机碳分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业监测技术领域，更具体地说，涉及基于嵌入式系统的总有机
碳分析仪。
背景技术：
水质总有机碳(T0C)常常被用来评价水体中有机污染物总量的综合指标，因此， 检测水中T0C浓度是控制河流、湖泊等地表水以及工厂、企事业单位所排放污水、废水水质 的一个重要指标。目前，总有机碳测定方法中的氧化方式有燃烧氧化法和湿式氧化法，产生 的二氧化碳气体的检测方法有非色散红外线吸收法、电导法和氢火焰离子化检测法等。现 有技术中基于湿式氧化法，一种水质总有机碳在线自动监测仪包括试样采集单元、试剂贮 存单元、载气输送和控制单元、二氧化碳检测单元、显示记录单元和工控、数据处理和传输 单元，在试剂采集单元和二氧化碳检测单元之间接入一个把无机碳吹出和水样消解合并成 一个二合一的消解装置。 在仪器仪表迅速发展的同时，计算机和网络技术的发展，嵌入式系统的智能仪表 成为工业监测和控制的主要手段，现有技术中的水质总有机碳在线自动监测仪无法满足现 在工业现场中高度集成化和智能化的仪器的要求，如无法对仪器以及工业现场进行管理和 控制，不能对总有机碳自动分析仪进行远程控制，所以需要对现有总有机碳在线自动监测 仪进行改进。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种基于嵌入式系统的总有机碳分析仪，以实现对总 有机碳分析仪进行管理和控制，远程通讯实现对仪器进行远程控制，通过现场总线进行DOS 系统集成的目的。 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案 —种基于嵌入式系统的总有机碳分析仪，包括采样单元、样品过滤单元、进样单 元、试剂贮存单元、曝气单元、载气贮存单元、催化燃烧单元、气体除水单元、二氧化碳检测 单元和嵌入式系统，其中 所述采样单元用于对被测介质进行采样，得到样品； 所述样品过滤单元用于除去所述样品中的固体颗粒； 所述进样单元用于对除去固体颗粒的所述样品进行计量； 所述试剂贮存单元存放酸液、标液、稀释液试剂，用于对进样单元中的所述样品进 行酸化、标定和稀释； 所述载气贮存单元用于存放不含二氧化碳的载气； 所述曝气单元通过所述载气对所述进样单元中的所述样品进行曝气处理； 所述催化燃烧单元用于对经过曝气处理的所述样品进行催化燃烧，得到燃烧后的
气体；[0014] 所述气体除水单元用于除去所述燃烧后的气体中的水分； 所述二氧化碳检测单元用于检测经所述气体除水单元除水处理后气体中的二氧 化碳； 所述嵌入式系统用于对所述总有机碳分析仪进行系统控制数据处理和传输、数 据显示记录、网络控制和管理。 优选的，上述嵌入式总有机碳分析仪中，所述嵌入式系统包括嵌入式系统核心单 元、打印设备、串口 RS232/RS485和无线通信、CAN总线和Prof ibus-DP总线、以太网、SD卡 和CF卡接口 、USB接口 、键盘输入接口 、鼠标输入接口 、内存和闪存、触摸式显示器、I/O端口 和A/D、D/A端口，其中 所述嵌入式控制器用于对系统进行控制和管理； 所述打印设备用于打印系统的信息； 所述串口 RS232/RS485和无线通信用于串口通信和无线通信； 所述CAN总线和Prof ibus-DP总线用于DCS集成； 所述以太网用于网络通信； 所述SD卡和CF卡接口用于移动存储数据； 所述USB接口用于连接USB外设； 所述键盘输入接口用于连接键盘； 所述鼠标输入接口用于连接鼠标； 所述内存和闪存用于存储数据； 所述触摸式显示器用于显示所述总有机碳分析仪的信息； 所述I/O端口和A/D、 D/A端口用于控制所述各单元，采集数据、输出数据。 从上述技术方案中可以看出，通过在总有机碳分析仪中接入嵌入式系统，由于嵌
入式系统是由计算机和执行装置组成，不仅实现现有技术中数据处理和传输、数据的显示
和工控等功能，而且实现实现了通过人机交换界面对总有机碳分析仪的管理和控制，对总
有机碳分析仪进行远程控制。 此外，本技术方案中，嵌入式系统中包括串口 RS232/RS485、无线通信、CAN总线、 Profibus-DP总线和以太网，用于系统的DCS集成，便于多个总有机碳分析仪的分布式控制 和实时控制。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本实用新型实施例提供的基于嵌入式系统的总有机碳分析仪的结构示意 图； 图2为本实用新型实施例提供的基于嵌入式系统的总有机碳分析仪中的嵌入式 系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 本实用新型实施例公开了一种基于嵌入式系统的总有机碳分析仪，如附图1所
示，包括采样单元、样品过滤单元、进样单元、试剂贮存单元、曝气单元、载气贮存单元、催
化燃烧单元、气体除水单元、二氧化碳检测单元和嵌入式系统，其中 采样单元用于对被测介质进入采样； 样品过滤单元用于除去样品中的固体颗粒； 进样单元用于对被测介质进行计量； 试剂贮存单元存放酸液、标液、稀释液等试剂； 曝气单元对样品进行曝气处理； 载气贮存单元存放氮气和其他不含二氧化碳的载气； 催化燃烧单元用于燃烧被测介质； 气体除水单元用于除去水中的水分； 二氧化碳检测单元用于检测最终处理后的二氧化碳； 嵌入式系统实现对所述总有机碳分析仪进行控制。 上述嵌入式总有机碳分析仪的工作过程为样品由采样单元进入样品过滤单元进 行过滤，除去样品中的固体颗粒后进入进样单元。进样单元对样品进行计量，载气贮存单元 存放氮气和其他不含二氧化碳的载气，载气贮存单元中的载气进入曝气单元，曝气单元对 进样单元中的样品进行曝气处理，然后样品送入催化燃烧单元，进行燃烧，燃烧生成的气体 经气体除水单元除去水分后，进入二氧化碳检测单元进行检测，试剂贮存单元用于存放标 液，酸液等试剂，用于对进样单元中的样品进行酸化，标定，稀释。 嵌入式系统，如附图2所述，包括嵌入式系统核心单元、打印设备、串口 RS232/ RS485和无线通信、CAN总线和Profibus-DP总线、以太网、SD卡和CF卡接口、USB接口、键 盘输入接口 、鼠标输入接口 、内存和闪存、触摸式显示器、I/O端口和A/D、 D/A端口 ，其中 嵌入式控制器用于对系统进行控制和管理； 打印设备用于打印系统的信息； 串口 RS232/RS485和无线通信用于串口通信和无线通信；CAN总线和Profibus-DP总线用于DCS集成； 以太网用于网络通信； SD卡和CF卡接口 用于移动存储数据； USB接口 用于连接USB外设； 键盘输入接口 用于连接键盘； 鼠标输入接口 用于连接鼠标； 内存和闪存用于存储数据； 触摸式显示器用于显示所述总有机碳分析仪的信息； 1/0端口和A/D、D/A端口 用于控制所述各单元，采集数据、输出数据。
5[0061] 上述嵌入式系统担任仪器的控制，数据的采集和处理、通信、显示、存储等任务，发 挥着重要的作用 控制功能，控制各个阀件、冷凝器等器件的开通和关断。 数据采集和处理功能，包括对测量信号、温度信号、报警信号、以及其他传感器信 号的采集，并对这些信号作出相应的处理，如计算、显示、输出、通信等，由A/D采集数据，交 给控制器的运算处理单元进行处理。 通讯功能，包括串口通讯RS232RS485 ;无线通讯，如GPRS， GSM ;CAN总线和 Profibis总线通讯和以太网，用于系统的DCS集成，便于多个总有机碳的分布式控制和实 时控制。 显示功能，通过显示器将所需的信息文字和图像的方式显示出来，显示器可以是 触摸式的，人通过手指即可实现点击。 存储功能，通过USB接口和声道、SD/CF卡可将测量数据存储于移动设备，然后带 到需要的地方。 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因 此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理 和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求一种基于嵌入式系统的总有机碳分析仪，其特征在于，包括采样单元、样品过滤单元、进样单元、试剂贮存单元、载气贮存单元、曝气单元、催化燃烧单元、气体除水单元、二氧化碳检测单元和嵌入式系统，其中所述采样单元用于对被测介质进行采样，得到样品；所述样品过滤单元用于除去所述样品中的固体颗粒；所述进样单元用于对除去固体颗粒的所述样品进行计量；所述试剂贮存单元存放酸液、标液、稀释液试剂，用于对进样单元中的所述样品进行酸化、标定和稀释；所述载气贮存单元用于存放不含二氧化碳的载气；所述曝气单元通过所述载气对所述进样单元中的所述样品进行曝气处理；所述催化燃烧单元用于对经过曝气处理的所述样品进行催化燃烧，得到燃烧后的气体；所述气体除水单元用于除去所述燃烧后的气体中的水分；所述二氧化碳检测单元用于检测经所述气体除水单元除水处理后气体中的二氧化碳；所述嵌入式系统用于对所述总有机碳分析仪进行系统控制，及数据处理和传输，及数据显示和记录、及网络控制和管理。
2. 根据权利要求l所述总有机碳分析仪，其特征在于，所述嵌入式系统包括嵌入式系统核心单元、打印设备、串口 RS232/RS485和无线通信、CAN总线、Profibus-DP总线、以太网、SD卡、CF卡接口 、 USB接口 、键盘输入接口 、鼠标输入接口 、内存和闪存、触摸式显示器、1/0端口和A/D、D/A端口，其中所述嵌入式控制器用于对系统进行控制和管理；所述打印设备用于打印系统的信息；所述串口 RS232/RS485和无线通信用于串口通信和无线通信；所述CAN总线和Profibus-DP总线用于DCS集成；所述以太网用于网络通信；所述SD卡和CF卡接口用于移动存储数据；所述USB接口用于连接USB外设；所述键盘输入接口用于连接键盘；所述鼠标输入接口用于连接鼠标；所述内存和闪存用于存储数据；所述触摸式显示器用于显示所述总有机碳分析仪的信息；所述I/0端口和A/D、 D/A端口用于控制所述各单元，采集数据、输出数据。
专利摘要本实用新型实施例公开了基于嵌入式系统的总有机碳分析仪，包括采样单元、样品过滤单元、进样单元、试剂贮存单元、曝气单元、载气贮存单元、催化燃烧单元、气体除水单元、二氧化碳检测单元和嵌入式系统，其中样品由采样单元进入样品过滤器进行过滤，除去固体颗粒后进入进样单元。进样单元对样品进行计量后送入催化燃烧单元，进行燃烧，燃烧生成的气体除去水分后进入二氧化碳检测单元进行检测，试剂贮存单元用于存放标液，酸液等试剂，用于对样品进行酸化，标定，稀释。本实用新型实现了对总有机碳分析仪进行管理和控制，实现对仪器进行远程控制，通过现场总线进行DOS系统集成的目的。
文档编号G08C19/00GK201488985SQ20092012846
公开日2010年5月26日 申请日期2009年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者曹桂林, 罗淇, 郑杰 申请人:重庆川仪自动化股份有限公司;重庆川仪分析仪器有限公司