CN209231024U - 一种水质在线监测采样预处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水质在线监测采样预处理装置，包括信号放大单元和传输处理单元；信号放大单元的输出端与传输处理单元的输入端连接；信号放大单元通过三极管Q1、三极管Q2、运算放大器U1：A、运算放大器U1：B和运算放大器U2：A组成的三运放放大电路对输入信号进行放大；传输处理单元通过运算放大器U2：B接收信号，并进行去噪声，再通过集成芯片U3对输入信号进行处理。本实用新型涉及一种水质在线监测采样预处理装置，可以在水质在线监测采样时使用，通过三运放放大电路高共模抑制比、高输入阻抗和低噪声的优点，保证在水质在线监测采样中的测量精度，更加可靠。

Description

一种水质在线监测采样预处理装置

技术领域

本实用新型涉及水质在线监测领域，具体来说，涉及一种水质在线监测采样预处理装置，可以在对水质在线监测中使用，可以在水质采样时，通过三运放放大电路高共模抑制比、高输入阻抗和低噪声的优点，保证在水质在线监测采样中的测量精度，更加可靠。

背景技术

在经济飞速发展的同时，环境问题愈发严峻，为了对水质问题进行更好的管控，国家出台了多项政策，各地政府也安装了大量的水质在线监测装置。

市面上大部分水质在线监测装置大多需要配备采样预处理装置，用来提高水质在线监测装置的应用适应性。

这种水质在线监测采样预处理装置虽然可以提高水质在线监测装置的应用适应性，但是测量值的稳定性和准确性无法保障，信号在传递过程中容易收到噪声影响丢失，可靠性差。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种水质在线监测采样预处理装置，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种水质在线监测采样预处理装置，包括信号放大单元和传输处理单元；

信号放大单元的输出端与传输处理单元的输入端连接；

信号放大单元，包括三极管Q1、三极管Q2、运算放大器U1：A、运算放大器U1：B、运算放大器U2：A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、二极管D1、二极管D2、电容C1和电容C2；

所述电阻R1的一端接输入信号，所述电阻R1的另一端分别与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极与所述三极管Q2的发射极连接，所述三极管Q1的集电极分别与所述二极管D1的负极、所述电容C1的一端和所述运算放大器U1：A的反相输入端连接，所述二极管D1的正极分别与所述电阻R3的一端、所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R4的一端、所述二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极分别与所述电阻R2的一端、所述三极管Q2的基极连接，所述电阻R2的另一端接输入信号，所述三极管Q1的集电极分别与所述运算放大器U1：B的反相输入端、所述电容C2的一端连接，所述运算放大器U1：A的同相输入端与所述运算放大器U1：B的同相输入端连接，所述运算放大器U1：A的输出端分别与所述电容C1的另一端、所述电阻R3的另一端和所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与所述电阻R8的另一端、所述运算放大器U2：A的反相输入端连接，所述运算放大器U2：A的同相输入端分别与所述电阻R7的一端、所述电阻R9的一端连接，所述电阻R7的另一端分别与所述运算放大器U1：B的输出端、所述电阻R4的另一端和所述电容C1的另一端连接，所述运算放大器U2：A的输出端与所述电阻R8的另一端连接；

传输处理单元，包括运算放大器U2：B、电阻R10、电阻R11、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、集成芯片U3和晶振X1；

所述运算放大器U2：B的同相输入端与所述电阻R9的另一端连接，所述运算放大器U2：B的反相输入端分别与所述电阻R10的一端、所述电容C3的一端、所述运算放大器U2：A的输出端和所述电阻R8的另一端连接，所述运算放大器U2：B的输出端分别与所述电阻R10的另一端、所述电容C3的另一端和所述集成芯片U3的第3引脚连接，所述集成芯片U3的第9引脚分别与所述电阻R11的一端、所述电容C6的一端连接，所述电阻R11的另一端与所述电容C6的另一端均接地，所述集成芯片U3的第18引脚分别与所述电容C5的一端、所述晶振X1的一端连接，所述集成芯片U3的第19引脚分别与所述电容C4的一端、所述晶振X1的另一端连接，所述电容C4的另一端与所述电容C5的另一端均接地，所述集成芯片U3的第31引脚接电源电压，所述集成芯片U1为单片机AT89C52。

进一步，所述电阻R1、所述电阻R2的电阻值均为400Ω，能够改变输入信号的电流。

进一步，所述三极管Q1、所述三极管Q2均是三极管S8050，能够使所述运算放大器U1：A、所述运算放大器U1：B减少发热提高稳定性。

进一步，所述电容C1与所述电容C2的电容值大小均为10uF，能够分压；所述电容C3的电容值大小为1000uF，能够分压。

进一步，所述运算放大器U1：A、所述运算放大器U1：B和所述运算放大器U2：A均是运算放大器AD620，能够组成三运放放大电路。

本实用新型的有益效果为：可以在水质在线监测采样时使用，通过三运放放大电路高共模抑制比、高输入阻抗和低噪声的优点，保证在水质在线监测采样中的测量精度，更加可靠。

附图说明

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是根据本实用新型实施例的一种水质在线监测采样预处理装置电路图。

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所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的实施例，提供了一种水质在线监测采样预处理装置。

如图1所示，根据本实用新型实施例的水质在线监测采样预处理装置，包括信号放大单元和传输处理单元；

信号放大单元的输出端与传输处理单元的输入端连接；

信号放大单元，包括三极管Q1、三极管Q2、运算放大器U1：A、运算放大器U1：B、运算放大器U2：A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、二极管D1、二极管D2、电容C1和电容C2；

所述电阻R1的一端接输入信号，所述电阻R1的另一端分别与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1通过发射极与所述三极管Q2的发射极连接，所述三极管Q1通过集电极分别与所述二极管D1的负极、所述电容C1的一端和所述运算放大器U1：A的反相输入端连接，所述二极管D1通过正极分别与所述电阻R3的一端、所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R4的一端、所述二极管D2的正极连接，所述二极管D2通过负极分别与所述电阻R2的一端、所述三极管Q2的基极连接，所述电阻R2的另一端接输入信号，所述三极管Q1通过集电极分别与所述运算放大器U1：B的反相输入端、所述电容C2的一端连接，所述运算放大器U1：A通过同相输入端与所述运算放大器U1：B的同相输入端连接，所述运算放大器U1：A通过输出端分别与所述电容C1的另一端、所述电阻R3的另一端和所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与所述电阻R8的另一端、所述运算放大器U2：A的反相输入端连接，所述运算放大器U2：A通过同相输入端分别与所述电阻R7的一端、所述电阻R9的一端连接，所述电阻R7的另一端分别与所述运算放大器U1：B的输出端、所述电阻R4的另一端和所述电容C1的另一端连接，所述运算放大器U2：A通过输出端与所述电阻R8的另一端连接；

传输处理单元，包括运算放大器U2：B、电阻R10、电阻R11、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、集成芯片U3和晶振X1；

所述运算放大器U2：B通过同相输入端与所述电阻R9的另一端连接，所述运算放大器U2：B通过反相输入端分别与所述电阻R10的一端、所述电容C3的一端、所述运算放大器U2：A的输出端和所述电阻R8的另一端连接，所述运算放大器U2：B通过输出端分别与所述电阻R10的另一端、所述电容C3的另一端和所述集成芯片U3的第3引脚连接，所述集成芯片U3通过第9引脚分别与所述电阻R11的一端、所述电容C6的一端连接，所述电阻R11的另一端与所述电容C6的另一端均接地，所述集成芯片U3通过第18引脚分别与所述电容C5的一端、所述晶振X1的一端连接，所述集成芯片U3通过第19引脚分别与所述电容C4的一端、所述晶振X1的另一端连接，所述电容C4的另一端与所述电容C5的另一端均接地，所述集成芯片U3通过第31引脚接电源电压。

在一个实施例中，所述电阻R1、所述电阻R2的电阻值均为400Ω，能够调整输入信号的电流大小。

在一个实施例中，所述三极管Q1、所述三极管Q2均是一种三极管S8050，能够使所述运算放大器U1：A、所述运算放大器U1：B减少发热，从而提高电路的稳定性。

在一个实施例中，所述电容C1与所述电容C2的电容值大小均为10uF，能够为所述运算放大器U1：A、所述运算放大器U1：B分压；所述电容C3的电容值大小为1000uF，能够为所述运算放大器U2：B分压。

在一个实施例中，所述二极管D1、所述二极管D2均是一种二极管1N4148，能够用于电源极性反向保护。

在一个实施例中，所述运算放大器U1：A、所述运算放大器U1：B和所述运算放大器U2：A均是一种运算放大器AD620，能够组成三运放放大电路，提高电路的共模抑制比、输入阻抗和降低电路的噪声，保证在水质在线监测采样中的测量精度。

在一个实施例中，所述集成芯片U1是一种单片机AT89C52，能够对输入信号进行处理。

工作原理：三极管Q1、三极管Q2、运算放大器U1：A、运算放大器U1：B、运算放大器U2：A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、二极管D1、二极管D2、电容C1以及电容C2组成信号放大单元；所述电阻R1、所述电阻R2的作用是调整输入信号的电流大小；所述三极管Q1、所述三极管Q2的作用是使所述运算放大器U1：A、所述运算放大器U1：B减少发热，从而提高电路的稳定性；所述电容C1与所述电容C2的作用是为所述运算放大器U1：A、所述运算放大器U1：B分压；所述二极管D1、所述二极管D2的作用是提供电源极性反向保护；所述运算放大器U1：A、所述运算放大器U1：B以及所述运算放大器U2：A的作用是组成三运放放大电路，提高电路的共模抑制比、输入阻抗和降低电路的噪声，保证在水质在线监测采样中的测量精度。

运算放大器U2：B、电阻R10、电阻R11、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、集成芯片U3以及晶振X1组成传输处理单元；所述电容C3的作用是为所述运算放大器U2：B分压；所述运算放大器U2：B的作用是对输入信号进行降噪声和放大处理；所述电阻R11、所述电容C6的作用是组成复位电路；所述电容C4、所述电容C5以及晶振X1的作用是组成时钟电路。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过设计一种水质在线监测采样预处理装置，可以在水质在线监测采样时使用，通过三运放放大电路高共模抑制比、高输入阻抗和低噪声的优点，保证在水质在线监测采样中的测量精度，更加可靠。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水质在线监测采样预处理装置，其特征在于，包括信号放大单元和传输处理单元；

信号放大单元的输出端与传输处理单元的输入端连接；

信号放大单元，包括三极管Q1、三极管Q2、运算放大器U1：A、运算放大器U1：B、运算放大器U2：A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、二极管D1、二极管D2、电容C1和电容C2；

所述电阻R1的一端接输入信号，所述电阻R1的另一端分别与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极与所述三极管Q2的发射极连接，所述三极管Q1的集电极分别与所述二极管D1的负极、所述电容C1的一端和所述运算放大器U1：A的反相输入端连接，所述二极管D1的正极分别与所述电阻R3的一端、所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与所述电阻R4的一端、所述二极管D2的正极连接，所述二极管D2的负极分别与所述电阻R2的一端、所述三极管Q2的基极连接，所述电阻R2的另一端接输入信号，所述三极管Q1的集电极分别与所述运算放大器U1：B的反相输入端、所述电容C2的一端连接，所述运算放大器U1：A的同相输入端与所述运算放大器U1：B的同相输入端连接，所述运算放大器U1：A的输出端分别与所述电容C1的另一端、所述电阻R3的另一端和所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与所述电阻R8的另一端、所述运算放大器U2：A的反相输入端连接，所述运算放大器U2：A的同相输入端分别与所述电阻R7的一端、所述电阻R9的一端连接，所述电阻R7的另一端分别与所述运算放大器U1：B的输出端、所述电阻R4的另一端和所述电容C1的另一端连接，所述运算放大器U2：A的输出端与所述电阻R8的另一端连接；

传输处理单元，包括运算放大器U2：B、电阻R10、电阻R11、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、集成芯片U3和晶振X1；

所述运算放大器U2：B的同相输入端与所述电阻R9的另一端连接，所述运算放大器U2：B的反相输入端分别与所述电阻R10的一端、所述电容C3的一端、所述运算放大器U2：A的输出端和所述电阻R8的另一端连接，所述运算放大器U2：B的输出端分别与所述电阻R10的另一端、所述电容C3的另一端和所述集成芯片U3的第3引脚连接，所述集成芯片U3的第9引脚分别与所述电阻R11的一端、所述电容C6的一端连接，所述电阻R11的另一端与所述电容C6的另一端均接地，所述集成芯片U3的第18引脚分别与所述电容C5的一端、所述晶振X1的一端连接，所述集成芯片U3的第19引脚分别与所述电容C4的一端、所述晶振X1的另一端连接，所述电容C4的另一端与所述电容C5的另一端均接地，所述集成芯片U3的第31引脚接电源电压。

2.根据权利要求1所述的一种水质在线监测采样预处理装置，其特征在于，所述电阻R1、所述电阻R2的电阻值均为400Ω。

3.根据权利要求1所述的一种水质在线监测采样预处理装置，其特征在于，所述三极管Q1、所述三极管Q2均为三极管S8050。

4.根据权利要求1所述的一种水质在线监测采样预处理装置，其特征在于，所述电容C1与所述电容C2的电容值大小均为10uF；所述电容C3的电容值大小为1000uF。

5.根据权利要求1所述的一种水质在线监测采样预处理装置，其特征在于，所述运算放大器U1：A、所述运算放大器U1：B和所述运算放大器U2：A均为运算放大器AD620。

6.根据权利要求1所述的一种水质在线监测采样预处理装置，其特征在于，所述集成芯片U1为单片机AT89C52。