CN107340250A - 双测光光路cod在线分析测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学在线定量分析测量领域，具体涉及一种双测光光路COD在线分析测量仪。双测光光路COD在线分析测量仪包括稳压电源回路、恒流回路、发光管、分光镜、光电接收管A、模数转换回路A、消解池、光电接收管B、模数转换回路B和MCU处理显示电路，其特征是，发光管发出的一路光经过1/2分光镜的透射反射变成两路光，一路反射光入射到光电接收管A，另一路透射光穿过含有被测样品的消解池，到达光电接收管B上。本发明的有益之处是采用双测光光路，水涨船高而船的吃水线不变，克服了温度变化引起的测量值变小问题。
Description
技术领域
本发明属于化学在线定量分析测量领域，具体涉及一种双测光光路COD在线分析测量仪。
背景技术
分光光度方法是化学分析测量的常用方法，也是水质在线监测测量仪器的常用方法。现有的单光路Cod全自动在线分析仪所存在的问题温度影响测量结果。环境温度升高，测量结果较实际值偏高环境温度下降，测量结果较实际值偏低。反复实验发现，Cod全自动在线分析仪测量值的变化与发光管自身发光因素有关。发光管发光功率与环境温度呈反比：环境温度升高，发光光通量下降。实际测量，从摄氏30度开始，到摄氏85度，发光光通量的电流从25下降到18，如图1所示。显然，发光管的影响太大了！如何解决环境温度变化引起的误差？联想到大海中大船，水涨船高，但是船的吃水线不变原理，如果在测试光路光电管发光光路的一端，加装45度分光镜，测试光路就变成了直行光路和90度垂直反射光路，即双光路。选择1/2透射率的分光镜，双光路后的光通量一分为二，两路光的功率各占一半，垂直光路即反射光光通量I1，直行光路即透射光光通量I2，两路光通量相同，I1＝I2。直行光路光通量I2穿过消解池，由于消解池内的溶液吸收，光通量变小了，变成直射到测光的光电管上，完成Cod全自动在线分析仪测量；在垂直反射光路上I1，也加一个测光的光电管，监测发光管的功率。这样就变成了双测光光路了。因为两路光的功率各占一半，I1＝I2，根据水涨船高、船吃水线不变原理，完全满足分光法COD测量朗伯比尔定律的要求，而且此时的COD测量值与环境温度无关。实际应用时，双测光光路是一体化结构，在直行光路中***消解池即可。
发明内容
本发明的技术方案：双测光光路COD在线分析测量仪包括稳压电源回路、恒流回路、发光管、分光镜、光电接收管A、模数转换回路A、消解池、光电接收管B、模数转换回路B和MCU处理显示电路，其特征是，稳压电源回路电连接恒流回路、模数转换回路A、模数转换回路B和MCU处理显示电路，恒流回路电连接发光管，发光管平行光连接分光镜、光电接收管A、消解池和光电接收管B；光电接收管A电连接模数转换回路A，模数转换回路A电连接MCU处理显示电路；光电接收管B电连接模数转换回路B，模数转换回路B电连接MCU处理显示电路。
所述的双测光光路COD在线分析测量仪，其特征是，发光管选用一体封装的600nm激光二极管和595-605nm滤光片；光电接收管选用一体封装的光电池板、光电池负载电阻和595-605nm滤光片；600nm激光二极管发出的一路激光穿过595-605nm滤光片，经过1/2分光镜的透射反射后变成两路光，一路反射光入射到光电接收管A，另一路透射光再穿过含有被测样品的消解池，再次穿过595-605nm滤光片到达光电接收管B上。
所述的双测光光路COD在线分析测量仪，其特征是稳压电源回路选用5针5.08插座电连接外设电源，采用LM7805芯片稳压输出。
所述的双测光光路COD在线分析测量仪，其特征是恒流回路选用LM741芯片，恒流回路通过5针2.54插座电连接发光管。
所述的双测光光路COD在线分析测量仪，其特征是模数转换回路选用AD420AN-32芯片和5针2.54插座，模数转换回路通过5针2.54插座电连接光电接收管。
所述的双测光光路COD在线分析测量仪，其特征是MCU处理显示电路选用ARM740T芯片，(正常工作显示)绿色LED灯，(故障显示)红色LED灯和两个5针2.54插座，MCU处理显示电路通过两个5针2.54插座电连接外部显示电路。
双测光光路COD在线分析测量仪的工作原理简述：稳压电源回路通过5针5.08插座接收接收外设直流电源，5V稳压后供给恒流回路、模数转换回路A、模数转换回路B和MCU处理显示电路工作。恒流回路供给发光管工作，恒流保证600nm激光二极管输出光通量恒定不变。光接收回路的光电池板和负载电阻把光强变换成电压，电压经过模数转换成数字信号输入MCU处理显示电路的ARM740T芯片；正常工作时绿色LED灯亮，异常时，红色LED灯亮；ARM740T芯片经过5针2.54插座输出数字信号或脉宽PWM信号，供外部主控电路板。
本发明双测光光路COD在线分析测量仪的有益之处是采用双测光光路，水涨船高而船吃水线不变，克服了温度变化引起的测量值变小问题。双测光光路COD在线分析测量仪的有益之处是测量电路的模块化智能化，工作可靠，寿命长，损坏时更换方便，由模块化组装的在线测量仪器工作状态明显，维护直观，维修更换方便，且具有智能化模块化功能。
附图说明
图1双测光光路COD在线分析测量仪的发光管温度特性曲线
图2双测光光路COD在线分析测量仪的双测光光路图
图3双测光光路COD在线分析测量仪的模块及主要模块电连接平行光连接示意图
图中：1、稳压电源回路，2、恒流回路，3、发光管，4、分光镜，5、光电接收管A，6、模数转换回路A，7、消解池，8、光电接收管B，9、模数转换回路B，10、MCU处理显示电路。
具体实施方式
实施例以山西鑫华翔有限公司生产的XHX-COD2016-1双测光光路COD在线分析测量仪，安装在山西鑫华翔有限公司监管下，南风集团5公司废水化学耗氧监测点上，说明如下：稳压电源回路选用5针5.08插座电连接外设6v电源，采用LM7805芯片稳压输出。恒流回路选用LM741芯片恒流，恒流回路通过5针2.54插座电连接发光管。发光管的600nm激光二极管和595-605nm滤光片做成一体化圆柱体，通称发光管；光电接收管采用光电池板、光电池负载电阻和595-605nm滤光片也做成一体化圆柱体两组，通称光电接收管；使用时，只需要把这三个圆柱体赛入消解装置的左右两侧上下的光学预留孔中，600nm激光二极管发出的激光穿过595-605nm滤光片，入射到1/2分光镜，分为两束光路，垂直反射光路、透射直行光路，两路光光通量相同。垂直反射光路入射到光电接收管A；透射直行光路穿过含有被测样品的消解池，入射到光电接收管B，光通量信号变成电压信号。模数转换回路通过5针2.54插座电连接光电接收管，电压信号经过模数转换后输入MCU处理显示电路。正常工作时，绿色LED灯亮，反之故障显示红色LED灯亮。MCU处理显示电路通过两个5针2.54插座输出0.4-2v或PWM或UART串口信号。本发明双测光光路COD在线分析测量仪的电路板采用全贴片工艺，外形只有57.5*34.1mm。工作电压5.5-6.5v，工作电流小于100mA，接口电平5.0v，测量极限，0.08mg/L，漂移小于±5％.适用于地表水或污水中的COD在线测量仪器。
本发明双测光光路COD在线分析测量仪的有益之处是采用双测光光路，水涨船高而船吃水线不变，克服了温度变化引起的测量值变小问题。双测光光路COD在线分析测量仪的有益之处是测量电路的模块化智能化，工作可靠，寿命长，损坏时更换方便，由模块化组装的在线测量仪器工作状态明显，维护直观，维修更换方便，且具有智能化模块化功能。
Claims (2)
1.双测光光路COD在线分析测量仪包括稳压电源回路、恒流回路、发光管、分光镜、光电接收管A、模数转换回路A、消解池、光电接收管B、模数转换回路B和MCU处理显示电路，其特征是，稳压电源回路电连接恒流回路、模数转换回路A、模数转换回路B和MCU处理显示电路，恒流回路电连接发光管，发光管平行光连接分光镜、光电接收管A、消解池和光电接收管B；光电接收管A电连接模数转换回路A，模数转换回路A电连接MCU处理显示电路；光电接收管B电连接模数转换回路B，模数转换回路B电连接MCU处理显示电路。
2.如权利要求1所述的双测光光路COD在线分析测量仪，其特征是，发光管选用一体封装的600nm激光二极管和595-605nm滤光片，简称发光管；光电接收管选用一体封装的光电池板、光电池负载电阻和595-605nm滤光片，简称光电接收管；600nm激光二极管发出的一路激光穿过595-605nm滤光片，经过1/2分光镜的透射反射后变成两路光，一路反射光入射到光电接收管A，另一路透射光再穿过含有被测样品的消解池，再次穿过595-605nm滤光片到达光电接收管B上。
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