专利名称：双核溶解氧测控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水产养殖自动化领域的溶解氧测量技术，特别涉及一种双核溶解 氧测控仪。
二、背景技术溶解氧是指溶解于水溶液中的氧分子，是水中的鱼虾蟹类等水生动物及水生植物 生存不可缺少的条件。溶解氧受温度变化及盐度变化影响明显，所以在测量中必须加入温 度及盐度补偿。溶解氧是水质检测中的一项中的重要指标，其基本原理是利用电化学方法 检测，使在氧电极上加入极化电压后在电解液的作用下，通过透气膜与水中的溶解氧反应; 在氧电极上释放电子，在测量电路中形成电流，所形成的电流与溶解氧的浓度成正比。由于 这种反应的电流的强度很小，所以在长线传输检测中，测量的精度和稳定性中存在着一定 的难度；尤其在鱼塘溶解氧测量中，氧电极测量电缆长度少则几十米，多则几百米；在这么 长的距离，电缆绝缘及长线的干扰都会给测量的结果准确性产生影响。目前这种溶解氧测 量仪器在解决溶解氧长线测量中没有很好的办法解决。
三、实用新型内容本实用新型的目的，是为解决目前溶解氧小信号测量，长线传输而产生的干扰及 电缆的绝缘不好导致处理结果不准的缺陷，设计并制作出一种双核溶解氧测控仪。技术方案一种双核溶解氧测控仪，包括位于岸上的主控制单片机A，与单片机连通的电源电 路、实时时钟电路、控制及报警输出电路，以及输入键盘及显示电路，位于水下的采样泵以 及采样泵监测电路，溶解氧传感器放大电路和温度采样电路，电缆线，在水下还设有至少一 个监测分单片机B ；所述电缆为至少三芯电缆(本实用新型仅用到电缆中的三根独立线即 可，超过三芯的电缆当然也可以使用，以下所说三芯电缆均不仅限于三芯的电缆，应理解为 至少三芯的电缆)，该至少三芯电缆位于岸上的一端的红色线与火线之间通过继电器Kl连 接、黑色线与零线连接、绿色线为信号线通过光电转换器U3后与主控制单片机A数据接收 端连接，所述继电器Kl的控制线圈与主控制单片机A的信号输出端连接；所述三芯电缆位 于水下的一端其红色的火线和黑色的零线分别与采样电机两端连接，其中所述火线或零线 通过继电器K2与的常闭端连接；所述监测分单片机B的控制端与继电器K2的控制线圈连 接；所述三芯电缆位于水下的一端其红色的火线经二极管与电阻和黑色零线分别与光电转 换器Ul的两输入端、U2的两输出端连接；监测分单片机B的数据接收端与光电开关U2的 输出端连接，监测分单片机B的数据发送端与光电开关Ul的输入端连接；所述三芯电缆位 于水下的一端其红色的火线，经整流二极管Dl串联限流电阻R2及稳压二极管D2和滤波电 容El给Ul提供稳定直流工作电压，经上拉电阻R3连接于Ul的集电极和绿色信号线至U3 的输入端正极。所述溶解氧传感器放大电路和温度采样电路、采样泵监测电路分别与监测 分单片机B的数据端口连接。[0006]所述继电器Kl的控制线圈一端连接电源，另一端与NPN三极管Ql的集电极连接， 三极管Ql的基极与主控制单片机A的信号输出端连接，三极管Ql的发射极与地连接。在所述继电器控制线圈的两端还连接有吸收保护二极管D3。所述光电转换器U3的一个信号输出端即集电极端通过上拉电阻R6与电源连接， 该集电极同时与监测分单片机B的数据接收端连接，该光电转换器U3的另一个信号输出端 即集电极端与地连接。在溶解氧传感器放大电路和温度采样电路上分别连接有溶解氧传感器和温度传 感器。所述三芯电缆位于水下的一端其红色的火线和黑色的零线分别与变压器Tl的两 输入端连接，变压器Tl的两输出端分别通过整流电路和稳压电路后输出符合监测分单片 机B需要的供电电源。所述三芯电缆位于水下的一端其红色的火线和黑色的零线连接有半泼整流二极 管D2和滤波电容El。1、本实用新型的双核技术(双单片机)即溶解氧测量单片控制光耦，将测量结果 信号载波到采样泵线上，经高压传输到接收光耦经隔离后送到控制单片机即主机上。2、本实用新型采样公用采样泵电缆传输溶解氧测量数据，该电路结构简单、构思 巧妙、性能稳定、传输距离远、便于多电极测量控制、材料成本低等优点。使用该电路在溶解 氧测量长距离传输中性能及其稳定。3、本实用新型改造后具有电路结构非常简单，容易制造或改造，使用方便有效，非 常利于推广实施。
图1是本实用新型双核溶解氧测控仪控制示意图；图2是图1的一种控制电路原理图。
五具体实施方式
实施例一参见图1、图2，图中标号1是位于岸上的主控单片机电路部分，2为位 于水下的测控分机电路部分，3为主控单片机A，4为测控分单片机B，5为三芯电缆的红色 线即火线，6为零线，7为信号线，8为启动数据请求线，9为数据请求接收线，10为数据发送 线，11为数据接受线，12为溶氧传感器放大电路和温度采样电路，13为溶解氧传感器，14为 温度传感器，15为采样泵监测电路，16为键盘输入及显示电路，17为控制及报警输出电路， 18为实时时钟电路，19为三芯电缆。本实施例提供一种双核溶解氧测控仪，由岸上的主控单片机电路部分1和位于水 下的测控分机电路部分2组成，两者之间通过三芯电缆线19相互传递。需要说明的是，电 缆可以是三芯或四芯甚至更多芯，本实用新型仅需要其中三根芯线即可。位于水下的测控 分机电路部分2的数量不止一个，具体数量根据实际需要而定。以下仅列举其中一个水下 的测控分机电路部分予以说明，其他水下的测控分机电路部分都一样。各个水下的测量分 机电路相互并联。岸上的主控单片机电路部分1包括主控制单片机A，与单片机A连通的电源电路、实时时钟电路18、控制及报警输出电路17，以及输入键盘及显示电路16。水下的测控分机电路部分2包括测控分单片机B，采样泵以及采样泵监测电路，溶 解氧传感器放大电路和温度采样电路。所述三芯电缆19分为红线、黑线和绿线，本申请中用该三种颜色仅是用于区分其 用途，实际不应理解为仅限于该三种颜色。该三芯电缆19位于岸上的一端的红色线5与火线之间通过继电器Kl连接。具体 地，所述继电器Kl的常闭端分别连接火线和红色电缆芯线。控制线圈一端连接电源，另一 端与NPN三极管Ql的集电极连接，三极管Ql的基极通过电阻R7后与主控制单片机A的信 号输出端连接，三极管Ql的发射极与地连接。该三芯电缆19位于岸上的一端的黑色线与零线连接。绿色线为信号线，绿色线位于岸上的一端通过光电转换器U3与主控制单片机A的 数据输入端间接连接。具体地，所述光电转换器U3的一个信号输出端即集电极端通过上拉 电阻R6与电源连接，该集电极同时与主控制单片机A的数据接收端连接，该光电转换器U3 的另一个信号输出端即集电极端与地连接。绿色信号线位于岸上的一端与光电转换器U3 的一个信号输入端(即发光二极管的正极端)连接，光电转换器U3的另一信号输入端(即 发光二极管的负极端)与黑色的零线连接。所述三芯电缆位于水下的一端其红色的火线5和黑色的零线6分别与采样电机Ml 两端连接。其中所述火线或零线通过继电器K2与的常开端连接。所述监测分单片机B的控制端与继电器K2的控制线圈连接。所述三芯电缆位于水下的一端，其黑色线连接于Ul的发射机极、U2、U3的输入端 负极，红色的火线经Rl连接于光电转换器U2的正极及经过Dl整流、R2限流、D2稳压、El 滤波和R3上拉到Ul的集电极。监测分单片机B的数据接收端与光电开关U2的输出端连接，监测分单片机B的数 据发送端与光电开关Ul的输入端连接。所述三芯电缆位于水下的一端其红色的火线和信号线绿线连接。所述溶解氧传感器放大电路和温度采样电路、采样泵监测电路分别与监测分单片 机B的数据端口连接。在所述继电器控制线圈的两端还连接有吸收保护二极管D3。在溶解氧传感器放大电路和温度采样电路上分别连接有溶解氧传感器和温度传 感器。所述三芯电缆位于水下的一端其红色的火线和黑色的零线分别与变压器Tl的两 输入端连接，变压器Tl的两输出端分别通过整流电路和稳压电路后输出符合监测分单片 机B需要的供电电源。所述三芯电缆位于水下的一端其红色的火线和黑色的零线连接有防逆二极管D2 和电容El。本实施例电路工作原理主控单片机A电源火线与岸上三芯电缆的红色芯线分别 与继电器Kl的常闭端连接，当单片机A有请求信号时，继电器Kl控制火线与红色芯线瞬间 断开(约50MS时间)；由于测控分机B的供电电源的有滤波电容储能元件，所以可以保证 在3秒内测控分机单片机B不会复位；当红色线与火线断开时(即请求信号发出时)测控分机U2输入端无电(瞬间断电信号)，U2的输出端由于R4的上拉电阻使单片机B检测到 50MS数据请求触发信号后，开始向Ul的输入端发送测量数据结果发出，Ul的输出端将载波 信号连接绿色线到U3的输入端，U3的输出端会将接收到数据信号传到单片机A进行处理。
权利要求一种双核溶解氧测控仪，包括位于岸上的主控制单片机A，与单片机A连通的电源电路、实时时钟电路、控制及报警输出电路，以及输入键盘及显示电路，位于水下的采样泵以及采样泵监测电路，溶解氧传感器放大电路和温度采样电路，电缆线，其特征是在水下还设有至少一个监测分单片机B；所述电缆为至少三芯电缆，该至少三芯电缆位于岸上的一端的红色线与火线之间通过继电器K1连接、黑色线与零线连接、绿色线为信号线通过光电转换器U3后与主控制单片机A数据接收端连接，所述继电器K1的控制线圈与主控制单片机A的信号输出端连接；所述三芯电缆位于水下的一端其红色的火线经二极管与电阻和黑色零线分别与采样电机两端连接，其中所述火线或零线通过继电器K2与的常闭端连接；所述监测分单片机B的控制端与继电器K2的控制线圈连接；所述三芯电缆位于水下的一端其红色的火线和黑色分别与光电转换器U1的两输入端、U2的两输出端连接；监测分单片机B的数据接收端与光电开关U2的输出端连接，监测分单片机B的数据发送端与光电开关U1的输入端连接；所述三芯电缆位于水下的一端其红色的火线，经整流二极管D1串联限流电阻R2及稳压二极管D2和滤波电容E1给U1提供稳定直流工作电压，经上拉电阻R3连接于U1的集电极和绿色信号线至U3的输入端正极；所述溶解氧传感器放大电路和温度采样电路、采样泵监测电路分别与监测分单片机B的数据端口连接。
2.根据权利要求1所述的双核溶解氧测控仪，其特征是所述继电器Kl的常闭端分别 连接火线和红色电缆芯线。控制线圈一端连接电源，另一端与NPN三极管Ql的集电极连接， 三极管Ql的基极通过电阻R7后与主控制单片机A的信号输出端连接，三极管Ql的发射极 与地连接。
3.根据权利要求2所述的双核溶解氧测控仪，其特征是在所述继电器控制线圈的两 端还连接有吸收保护二极管D3。
4.根据权利要求1所述的双核溶解氧测控仪，其特征是所述光电转换器U3的一个信 号输出端即集电极端通过上拉电阻R6与电源连接，该集电极同时与监测分单片机B的数据 接收端连接，该光电转换器U3的另一个信号输出端即集电极端与地连接。
5.根据权利要求1所述的双核溶解氧测控仪，其特征是在溶解氧传感器放大电路和 温度采样电路上分别连接有溶解氧传感器和温度传感器。
6.根据权利要求1所述的双核溶解氧测控仪，其特征是所述三芯电缆位于水下的一 端其红色的火线和黑色的零线分别与变压器Tl的两输入端连接，变压器Tl的两输出端分 别通过整流电路和稳压电路后输出符合监测分单片机B需要的供电电源。
7.根据权利要求1所述的双核溶解氧测控仪，其特征是所述三芯电缆位于水下的一 端其红色的火线和黑色的零线连接有半泼整流二极管D2和滤波电容El。
专利摘要本实用新型涉及一种双核溶解氧测控仪，由岸上的主控单片机电路部分和位于水下的测控分机电路部分组成，当有请求信号时，单片机A控制继电器K1使火线与红色芯线瞬间断开，而测控分机单片机B不会复位；单片机B检测到该请求触发信号后，开始向光电转换器U1的输入端发送测量数据结果发出，U1的输出端将载波信号连接绿色线到光电转换器U3的输入端，U3的输出端会将接收到数据信号传到单片机A进行处理。本实用新型的双核技术将测量结果信号载波到采样泵线上，经高压传输到接收光耦经隔离后送到控制单片机即主机上，电路结构简单、构思巧妙、性能稳定、传输距离远、便于多电极测量控制、材料成本低等优点，非常利于推广实施。
文档编号G01N27/26GK201724925SQ20102025340
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者李玲 申请人:李玲