專利名稱：一種電導(dǎo)率、pH值、溶氧值的遠(yuǎn)程在線分析檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于軟化水、蒸汽冷凝水、海水蒸餾、原水、電廠補(bǔ)給水以及去離子水等的電導(dǎo)率值、PH值、溶氧值等連續(xù)監(jiān)測的遠(yuǎn)程在線分析檢測儀，屬于儀表技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在線分析檢測儀表監(jiān)測當(dāng)前已經(jīng)成為工廠企業(yè)水汽品質(zhì)監(jiān)督的主要手段，并輔以少量的人工分析。在線儀表投用后，運(yùn)行人員要定期檢查與維護(hù)，調(diào)整好水汽樣品的溫度和流量，當(dāng)儀表顯示數(shù)據(jù)發(fā)生一定幅度變化時，則人工分析該水汽樣品是否有品質(zhì)變化，判斷在線儀表有否發(fā)生故障。當(dāng)確認(rèn)在線儀表故障時則及時處理，檢修。在線儀表電極易被高溫水樣燙壞，水樣溫度過高(有時達(dá)60℃)，儀表溫度補(bǔ)償困難，水樣中被測物的活度也受到了影響，在線表計準(zhǔn)確度下降。另外由于水溶液等的污染，使得對表記電極的維護(hù)更換工作極為繁瑣。由于以上種種因素，使得現(xiàn)有在線儀表的應(yīng)用及維護(hù)成本較高，而現(xiàn)有的在線檢測儀表如電導(dǎo)率計、PH計、溶氧儀等另外所存在的缺點(diǎn)還有采用分離元件，儀表體積大，檢測速度慢，精度低，信號受外界干擾，無法與現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)連接等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高可靠性，可操作性、低成本、體積小、精度高、檢測速度快并可與現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)連接的電導(dǎo)率、PH值、溶氧值的遠(yuǎn)程在線分析檢測儀。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種電導(dǎo)率、PH值、溶氧值的遠(yuǎn)程在線分析檢測儀，它包括一次表電極探頭和二次表，由電極探頭在現(xiàn)場測得的信號經(jīng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、前端多級運(yùn)放、A/D轉(zhuǎn)換至CPU核心處理，由CPU處理后的信號有數(shù)字量輸出、模擬量輸出，經(jīng)顯示接口至二次表顯示，其特征在于，在二次儀表中增置有網(wǎng)絡(luò)接口RJ45，CPU核心處理通過該接口和上位機(jī)相連接；所述的CPU通過輸出模塊和RS485總線連接，所述的模擬量輸出為4-20mA，顯示接口為處理器數(shù)字總線，CPU還直接可和CAN總線連接；所述的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、前端多級運(yùn)放、A/D轉(zhuǎn)換部分是置于電導(dǎo)率、PH值、溶氧值的遠(yuǎn)程在線分析檢測儀的電極探頭內(nèi)；所述的CPU核心處理部分采用ARM嵌入式芯片。
所述的在ARM芯片中網(wǎng)絡(luò)接口的實(shí)現(xiàn)和自診斷，網(wǎng)絡(luò)接口部分，首先通過基于ARM的開放總線接口連接通用網(wǎng)絡(luò)芯片；然后通過對ARM的軟件編寫，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)UDP數(shù)據(jù)包的相互傳遞；自診斷部分，探頭的自診斷通過內(nèi)置的處理器根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)來確定，表內(nèi)部則是通過核心處理器一并完成，可以檢測運(yùn)放、A/D芯片是否故障、輸出模塊、輸出接口、網(wǎng)絡(luò)接口是否正常。
本發(fā)明的有益效果是，在整個儀表結(jié)構(gòu)上采用一、二次表分體式設(shè)計，CPU用的嵌入式ARM芯片，與傳統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)相比外圍輔助器件的數(shù)量大為減少，有效地排除了因分離元件過多造成的信號干擾和個體差異累積，從而實(shí)現(xiàn)了測量電路的高穩(wěn)定性和高可靠性?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、前端多級運(yùn)放、A/D轉(zhuǎn)換部分是置于電極探頭內(nèi)，即將傳感信號的采集和信號數(shù)字轉(zhuǎn)換集成到電極上，并提供豐富的工業(yè)接口，使電極能根據(jù)需要靈活地與二次儀表、DCS、工業(yè)控制計算機(jī)等工控設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)和整合，同時實(shí)現(xiàn)采集信號的多通道多模式顯示。通過豐富的工業(yè)接口，與現(xiàn)行的RS485總線、DCS系統(tǒng)相連，同時支持工業(yè)CAN總線，與現(xiàn)行的西門子和A-B公司的總線標(biāo)準(zhǔn)兼容，使儀表與在工控領(lǐng)域被廣泛采用的工業(yè)產(chǎn)品系統(tǒng)在總線層面實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的無縫聯(lián)接。搭配我公司的專業(yè)監(jiān)控軟件，使得跨地域、低成本的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理成為現(xiàn)實(shí)。儀表增加了網(wǎng)絡(luò)診斷控制功能，嵌入一個基于網(wǎng)絡(luò)接口的集中管理/故障自測模式，通過此模式可以直接聯(lián)機(jī)顯示控制儀表。因而大大提高了操作人員的安全性，以及工作效率。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖，圖2為探頭結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
由圖1所示，一種電導(dǎo)率、PH值、溶氧值的遠(yuǎn)程在線分析檢測儀，它包括一次表電極探頭和二次表，兩者作分體設(shè)計，因此，將數(shù)據(jù)采集、前端多級運(yùn)放、A/D轉(zhuǎn)換均置于一次表電極探頭內(nèi)，將傳感信號的采集和信號數(shù)字轉(zhuǎn)換集成到電極上。在二次儀表中置有工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口RJ45，CPU核心處理通過該接口和上位機(jī)相連接；所述的CPU處理核心通過輸出模塊和RS485總線連接，所述的模擬量輸出為4-20mA，顯示接口為處理器數(shù)字總線，CPU還直接可和CAN總線連接。由于豐富的工業(yè)接口，如RS485、4-20mA、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)總線，使電極能根據(jù)需要靈活地與二次儀表、DCS、工業(yè)控制計算機(jī)等工控設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)和整合，同時實(shí)現(xiàn)采集信號的多通道多模式顯示。
CPU核心處理部分采用32位ARM7嵌入式芯片，集成化程度高，減小體積增強(qiáng)可靠性，降低了生產(chǎn)維護(hù)成本。A/D轉(zhuǎn)換采用12-16位芯片，使轉(zhuǎn)換精度提高。本發(fā)明的軟件為三部分在ARM芯片中網(wǎng)絡(luò)接口的實(shí)現(xiàn)和自診斷。
1、網(wǎng)絡(luò)接口部分，首先通過基于ARM7的開放總線接口連接通用網(wǎng)絡(luò)芯片(8019，CS8900等)；然后通過對ARM的軟件編寫，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)UDP數(shù)據(jù)包的相互傳遞。
2、自診斷部分，由圖2所示，探頭的自診斷通過內(nèi)置的處理器根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)來確定，表內(nèi)部則是通過核心處理器一并完成，可以檢測運(yùn)放、A/D芯片是否故障、輸出模塊、輸出接口、網(wǎng)絡(luò)接口是否正常。
3、遠(yuǎn)程集中管理部分，通過工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)總線等網(wǎng)絡(luò)的連接，能實(shí)現(xiàn)探頭的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查看、遠(yuǎn)程參數(shù)修改、并根據(jù)自診斷的結(jié)果在需要時進(jìn)行遠(yuǎn)程軟件更新。
權(quán)利要求
1.一種電導(dǎo)率、PH值、溶氧值的遠(yuǎn)程在線分析檢測儀，它由電導(dǎo)率、PH值、溶氧值的檢測傳感器在現(xiàn)場測得的信號經(jīng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、前端多級運(yùn)放、A/D轉(zhuǎn)換至CPU核心處理，由CPU處理后的信號有數(shù)字量輸出、模擬量輸出，經(jīng)顯示接口至二次表顯示，其特征在于，在二次儀表中增置有網(wǎng)絡(luò)接口RJ45，CPU核心處理輸出通過該接口和具有遠(yuǎn)程管理部分的上位機(jī)相連接，所述的CPU通過輸出模塊和RS485總線連接，模擬量輸出為4-20mA，顯示接口為處理器數(shù)字總線，輸出模塊還和CAN總線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)率、PH值、溶氧值的遠(yuǎn)程在線分析檢測儀，其特征在于，所述的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、前端多級運(yùn)放、A/D轉(zhuǎn)換部分是置于電導(dǎo)率、PH值、溶氧值的在線分析檢測儀的檢測傳感器電路內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)率、PH值、溶氧值的遠(yuǎn)程在線分析檢測儀，其特征在于，所述的A/D轉(zhuǎn)換采用12-16位芯片，CPU核心處理部分采用32位ARM7嵌入式芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)率、PH值、溶氧值的遠(yuǎn)程在線分析檢測儀，其特征在于，所述的在ARM芯片中網(wǎng)絡(luò)接口的實(shí)現(xiàn)和自診斷，網(wǎng)絡(luò)接口部分，首先通過基于ARM的開放總線接口連接通用網(wǎng)絡(luò)芯片；然后通過對ARM的軟件編寫，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)UDP數(shù)據(jù)包的相互傳遞；自診斷部分，探頭的自診斷通過內(nèi)置的處理器根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)來確定，表內(nèi)部則是通過核心處理器一并完成，可以檢測運(yùn)放、A/D芯片是否故障、輸出模塊、輸出接口、網(wǎng)絡(luò)接口是否正常。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)率、PH值、溶氧值的遠(yuǎn)程在線分析檢測儀，其特征在于，所述的上位機(jī)遠(yuǎn)程集中管理部分，首先通過基于ARM的開放總線接口連接通用網(wǎng)絡(luò)芯片；然后通過對ARM的軟件編寫，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)UDP數(shù)據(jù)包的相互傳遞來將電極探頭的實(shí)時數(shù)據(jù)傳遞給上位機(jī)，將上位機(jī)的參數(shù)設(shè)置信息、軟件更新信息傳遞給電極探頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電導(dǎo)率、pH值、溶氧值的遠(yuǎn)程在線分析檢測儀，它包括一次表電極探頭和二次表，特點(diǎn)是，置有網(wǎng)絡(luò)接口RJ45，CPU通過該接口和上位機(jī)相連接；CPU通過輸出模塊和RS485總線連接，模擬量輸出為4－20mA，顯示接口為處理器數(shù)字總線，CPU還直接可和CAN總線連接；所述的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、前端多級運(yùn)放、A/D轉(zhuǎn)換部分是置于一次表電極探頭內(nèi)，儀表結(jié)構(gòu)上采用一、二次表分體。CPU用ARM嵌入式芯片，使外圍輔助器件的數(shù)量減少，信號干擾減少，提高了可靠性。本發(fā)明有豐富的工業(yè)接口，使電極能靈活地與二次儀表、DCS、工業(yè)控制計算機(jī)等工控設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)和整合，同時實(shí)現(xiàn)采集信號的多通道多模式顯示。儀表具有網(wǎng)絡(luò)故障自診斷，提高了操作人員的安全性，以及工作效率。
文檔編號G06F19/00GK1715928SQ20051007936
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月2日
發(fā)明者鄭剛, 何榮仁, 張元剛, 沈江華, 張立安 申請人:上海東方機(jī)電科技公司