一种浊度传感器数据采集模块的制作方法

1.本实用新型涉及传感器数据采集技术领域，具体涉及一种浊度传感器数据采集模块。


背景技术：

2.现有用于工业生产和实验室分析的浊度仪价格高昂，无法普及应用；用于洗衣机、洗碗机的浊度传感器价格低廉，但用于浊度传感器数据采集的数采模块集成在洗衣机、洗碗机的控制板中，无法单独进行二次开发应用于其他领域，也限制了浊度传感器的推广应用；当前随着物环保要求的不断提高，对环境水系浊度动态监测的要求日益迫切，企业对污水排放的浊度监测也成为必不可少，因此市场对价格低廉、性能良好、可独立运行的浊度数采模块的需求也越来越强，而目前市场上缺少这种产品。


技术实现要素：

3.为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种浊度传感器数据采集模块，用于浊度传感器信号的采样及转换处理；包括采样单元、数字处理单元、模拟处理单元；所述采样单元输入端与浊度传感器连接，采样单元输出分别与数字处理单元、模拟处理单元输入端连接；所述数字处理单元输出端分别输出数字光信号和数字电信号，所述模拟处理单元输出端输出模拟电压信号；数字处理单元输出的数字电信号直接用于对其它设备的控制；模拟处理单元输出的模拟电压信号经采样后，获得被监测水样的精确浊度值，因此可方便应用于环境水系浊度动态监测和工业生产现场的控制。
4.为了实现所述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：一种浊度传感器数据采集模块，用于浊度传感器信号的采样及转换处理；包括采样单元、数字处理单元、模拟处理单元；所述采样单元用于将浊度传感器输出的电流信号转换为电压信号，然后传送至数字处理单元、模拟处理单元进行信号处理及转换；采样单元输入端与浊度传感器连接，输出分别与数字处理单元、模拟处理单元输入端连接；所述数字处理单元工作前需预设工作阈值，数字处理单元工作时，根据采样单元输出的信号判断是否超出阈值，相应输出“高电平”或“低电平”的状态信号，数字光信号输出“熄灭”或“点亮”信号；数字光信号用于辅助设置阈值，数字电信号则直接用于对其它设备的控制，如当被监测液体浊度超出设定阈值时，控制声光报警装置发出声光告警，或控制通信装置工作，向远端监控设备发送信号；所述模拟处理单元输出模拟电压信号，模拟电压信号被其它设备采样计算后，即可获得被监测液体的具体浊度值。
5.进一步的，所述采样单元包括采样电阻r9，采样电阻r9一端接浊度传感器，另一端接地gnd；当浊度传感器输出的电流流经采样电阻r9时，采样电阻r9产生电压，此电压分别输入数字处理单元、模拟处理单元的输入端。
6.进一步的，所述数字处理单元包括运放u1a；所述运放u1a的同相输入端经输入电阻r5连接采样电阻r9与浊度传感器的公共连接端，运放u1a的同相输入端输入采样电阻r9
的电压信号，此信号与浊度传感器的输出电流成正比；运放u1a的反向输入端连接分压电阻rp7，分压电阻rp7一端与电源vdd连接，另一端经串接电阻r11接地gnd，运放u1a的反向输入端输入经电阻rp7、电阻r11分压后的电压，此电压值为预设的阈值；运放u1a的输出端经输出电阻r1输出“高电平”、“低电平”数字信号；运放u1a工作在开环状态，因运放u1a具有极高的放大倍数，因此运放u1a的输出端仅具有“高电平”、“低电平”两种状态，当同相输入端输入电压小于反向输入端电压，即被监测液体浊度小于设定的阈值时，运放u1a的输出端输出“高电平”，当同相输入端输入电压大于反向输入端电压时，即被监测液体浊度大于设定的阈值时，运放u1a的输出端输出翻转，输出“低电平”；运放u1a的输出端经输出电阻r1和限流电阻r8连接发光二极管led1，发光二极管led1输出“熄灭”或“点亮”两种状态光信号；当运放u1a的输出端输出“高电平”时，发光二极管led1两端电平相等，发光二极管led1不导通，为“熄灭”状态，当运放u1a的输出端输出“低电平”时，发光二极管led1正极电压高于负极电压，发光二极管led1导通，为“点亮”状态；输出电阻r1和限流电阻r8的公共连接端与地gnd之间连接有滤波电容c3。
7.进一步的，所述分压电阻rp7为可调电位器，可调电位器的两固定端分别与电源vdd、电阻r11连接，滑动端与运放u1a的反向输入端连接，分压电阻rp7用于调整设定阈值电压。
8.进一步的，所述模拟处理单元包括运放u1b；所述运放u1b的同相输入端经串联输入电阻r6和r3连接采样电阻r9与浊度传感器的公共连接端；运放u1b的反相输入端直接与运放u1b的输出端连接；运放u1b的输出端经输出电阻r2输出模拟电压信号；运放u1b工作在深度电压串联负反馈状态，通过运放u1b隔离浊度传感器与后续采样电路的连接，同时提高浊度传感器的带载能力，保证后续采样电路的采样稳定性及精确性；输出电阻r2的一端与地gnd之间连接有滤波电容c1。
9.进一步的，所述输入电阻r6为零电阻，其目的为抑制浊度传感器输出信号中的高频成分。
10.进一步的，还包括电源指示单元；所述电源指示单元包括发光二极管led2和限流电阻r4，发光二极管led2和限流电阻r4连接在电源vdd和地gnd之间；发光二极管led2和限流电阻r4还并接有滤波电容c2。
11.由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型公开的一种浊度传感器数据采集模块，用于浊度传感器信号的采样及转换处理，包括采样单元、数字处理单元、模拟处理单元；所述采样单元输入端与浊度传感器连接，采样单元输出分别与数字处理单元、模拟处理单元输入端连接；所述数字处理单元输出端分别输出数字光信号和数字电信号，所述模拟处理单元输出端输出模拟电压信号；数字处理单元输出的数字电信号直接用于对其它设备的控制；模拟处理单元输出的模拟电压信号经采样后，获得被监测水样的精确浊度值；本实用新型的浊度传感器数据采集模块可方便应用于环境水系浊度动态监测和工业生产现场的控制，具有价格低廉、精度高、方便进行二次开发、可独立运行的特点，填补了目前市场的空白。
附图说明
12.图1为浊度传感器数据采集模块原理框图；
13.图2为浊度传感器数据采集模块电路原理图。
14.图中：1、采样单元；2、数字处理单元；3、模拟处理单元；4、电源指示单元。
具体实施方式
15.通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。
16.一种浊度传感器数据采集模块，用于浊度传感器信号的采样及转换处理；包括采样单元1、数字处理单元2、模拟处理单元3；所述采样单元1输入端与浊度传感器连接，输出分别与数字处理单元2、模拟处理单元3输入端连接；所述数字处理单元2分别输出数字光信号和数字电信号；所述拟处理单元3输出模拟电压信号；
17.所述采样单元1包括采样电阻r9，采样电阻r9一端接浊度传感器，另一端接地gnd；
18.所述数字处理单元2包括运放u1a；所述运放u1a的同相输入端经输入电阻r5连接采样电阻r9与浊度传感器的公共连接端；运放u1a的反向输入端连接分压电阻rp7，分压电阻rp7一端与电源vdd连接，另一端经串接电阻r11接地gnd；运放u1a的输出端经输出电阻r1输出数字电信号；运放u1a的输出端经输出电阻r1和限流电阻r8连接发光二极管led1，发光二极管led1输出数字光信号；输出电阻r1和限流电阻r8的公共连接端与地gnd之间连接有滤波电容c3；
19.所述分压电阻rp7为可调电位器，可调电位器的两固定端分别与电源vdd、电阻r11连接，滑动端与运放u1a的反向输入端连接；
20.所述模拟处理单元3包括运放u1b；所述运放u1b的同相输入端经串联输入电阻r6和r3连接采样电阻r9与浊度传感器的公共连接端；运放u1b的反相输入端直接与运放u1b的输出端连接；运放u1b的输出端经输出电阻r2输出模拟电压信号；输出电阻r2的一端与地gnd之间连接有滤波电容c1；
21.所述运放u1a和运放u1b采用一块低功耗双运算放大器，低功耗双运算放大器包含有两个运放，其中一个用作运放u1a，另一个用作运放u1b；
22.还包括电源指示单元4；所述电源指示单元4包括发光二极管led2和限流电阻r4，发光二极管led2和限流电阻r4连接在电源vdd和地gnd之间；发光二极管led2和限流电阻r4还并接有滤波电容c2。
23.浊度传感器数据采集模块在使用前，需使用已知浊度的标准溶液样品对输出电压进行标定，同时还需要对温度影响进行修正；
24.度阈值的设定，在浊度传感器数据采集模块的输出电压标定和温度修正后进行：将浊度传感器设置在设定浊度阈值的标准溶液中，缓慢旋转可调电位器旋钮，直到发光二极管恰好led1点亮，即完成阈值设定。
25.本实用新型未详述部分为现有技术。