非色散分光光度測量電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于化學(xué)在線定量分析測量領(lǐng)域，具體涉及一種非色散分光光度測量 電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 分光光度方法是化學(xué)分析測量的常用方法，也是水質(zhì)在線監(jiān)測測量儀器的常用方 法。分光光度方法的原理是運用物理上的朗伯比爾定律：Lambert-Beer定律：當(dāng)一束平 行單色光通過均勻的非散射樣品時，樣品對光的吸光度與樣品的濃度及厚度成正比，A = EC1。在實際使用中，朗伯比爾定律應(yīng)用很有限，原因是未處理樣品對光的吸光度很小。通 常，被測量液體水污染物氨氮的吸光特征是不明顯的，無法使用分光光度方法測量，因此測 量首先要選用化學(xué)染色方法：由于碘化鉀碘化汞的堿液與水中的氨能生成淡紅棕色膠態(tài)化 合物，這種化合物在410-425nm具有強烈的光吸收，這就是染色。其次，運用物理的分光光 度方法：根據(jù)被測量對象選用適合波長（氨氮染色后的吸收波長=410-425nm)的光，被測 量樣品對光的吸光度與樣品的濃度及厚度成正比。定量的光強，穿過裝有被測量液體的分 析皿"厚度一定"，光強因強烈吸收而減弱。再次，測量通過分析皿后的光強度，由于分析皿 的光程恒定，吸光強度與被測量液體的污染物含量（氨氮）的濃度成正比，故測量光強，便 知道水質(zhì)污染物氨氮的含量。在線測量是用機器代替人手工操作，完成一系列的染色、分光 光度測量過程。其中，非色散分光光度測量電路是測量的關(guān)鍵部件。本實用新型非色散分 光光度測量電路就是該測量的關(guān)鍵部件。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的技術(shù)方案：非色散分光光度測量電路包括電源回路，恒流回路，發(fā)光 回路，光接受回路，模數(shù)轉(zhuǎn)換回路和MCU處理回路，其特征是電源回路電連接恒流回路，模 數(shù)轉(zhuǎn)換回路和MCU處理回路；發(fā)光回路平行光連接光接受回路；發(fā)光回路電連接恒流回路； 光接受回路電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換回路，模數(shù)轉(zhuǎn)換回路電連接MCU處理回路。
[0004] 所述的非色散分光光度測量電路，其特征是電源回路選用5針5. 08插座電連接外 設(shè)電源，采用LM7805芯片穩(wěn)壓輸出。
[0005] 所述的非色散分光光度測量電路，其特征是恒流回路選用LM741芯片，恒流回路 通過5針2. 54插座電連接發(fā)光回路。
[0006] 所述的非色散分光光度測量電路，其特征是發(fā)光回路選用420nm激光二極管和 410-425nm濾光片；光接受回路選用04光電池板，光電池負(fù)載電阻和410-425nm濾光片； 420nm激光二極管發(fā)出的激光穿過410-425nm濾光片，再穿過含有被測樣品的消解池，再次 穿過410-425nm濾光片到達04光電池板上。
[0007] 所述的非色散分光光度測量電路，其特征是模數(shù)轉(zhuǎn)換回路選用AD420AN-32芯片 和5針2. 54插座，模數(shù)轉(zhuǎn)換回路通過5針2. 54插座電連接光接受回路。
[0008] 所述的非色散分光光度測量電路，其特征是MCU處理回路選用ARM740T芯片，（正 常工作顯示）綠色LED燈，（故障顯示）紅色LED燈和兩個5針2. 54插座，MCU處理回路通 過兩個5針2. 54插座電連接外部主控電路板。
[0009] 非色散分光光度測量電路的工作原理簡述：電源回路通過5針5. 08插座接收接收 外設(shè)直流電源，5V穩(wěn)壓后供給恒流回路，模數(shù)轉(zhuǎn)換回路和MCU處理回路工作。恒流回路供給 發(fā)光回路工作，恒流保證420nm激光二極管光強恒定不變。光接收回路的04光電池板和負(fù) 載電阻把光強變換成電壓，電壓經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入MCU處理回路的ARM740T芯 片；正常工作時綠色LED燈亮，異常時，紅色LED燈亮；ARM740T芯片經(jīng)過5針2. 54插座輸 出數(shù)字信號或脈寬PWM信號，供外部主控電路板。
[0010] 本實用新型非色散分光光度測量電路的有益之處是測量電路的模塊化智能化，工 作可靠，壽命長，損壞時更換方便，由模塊化組裝的在線測量儀器工作狀態(tài)明顯，維護直觀， 維修更換方便，且具有智能化。非色散分光光度測量電路的有益之處是測量電路的模塊化 智能化，工作可靠，壽命長，損壞時更換方便，由模塊化組裝的在線測量儀器工作狀態(tài)明顯， 維護直觀，維修更換方便，且具有智能化模塊化功能。
【附圖說明】
[0011] 圖1非色散分光光度測量電路的模塊及主要元件示意圖。
[0012] 圖中：1、電源回路，1.1、5針5.08插座，1.2、1117805,2、恒流回路，2.1、111741，2.2、 5針2. 54插座，3、發(fā)光回路，3. l、420nm激光二極管，3. 2、410-425nm濾光片3. 3、4、光接受 回路，4. 1、04光電池板，4. 2、光電池負(fù)載電阻，4. 3、410-425nm濾光片，5、模數(shù)轉(zhuǎn)換回路， 5. l、AD420AN-32 芯片，5. 2、5 針 2. 54 插座，6、MCU 處理回路，6. 1、ARM740T 芯片，6. 2、（正常 工作顯示）綠色LED燈，6. 3、（故障顯示）紅色LED燈，6. 4、5針2. 54插座，6. 5、5針2. 54 插座，7、消解池。其中本實用新型沒有消解池，只是原理說明用到它。
【具體實施方式】
[0013] 實施例以山西鑫華翔有限公司生產(chǎn)的XHX-GC2012-1非色散分光光度測量電路， 安裝在山西鑫華翔有限公司生產(chǎn)的氨氮在線測量儀上，說明如下：電源回路選用5針5. 08 插座電連接外設(shè)6v電源，采用LM7805芯片穩(wěn)壓輸出。恒流回路選用LM741芯片恒流，恒流 回路通過5針2. 54插座電連接發(fā)光回路。發(fā)光回路的420nm激光二極管和410-425nm濾 光片做成05圓柱體；光接受回路的04光電池板、光電池負(fù)載電阻和41〇-425nm濾光片也 做成05圓柱體；使用時只要把這兩個圓柱體賽入消解裝置的左右兩側(cè)的光學(xué)預(yù)留孔中， 420nm激光二極管發(fā)出的激光穿過410-425nm濾光片，再穿過含有被測樣品的消解池，再次 穿過410-425nm濾光片到達04光電池板上。模數(shù)轉(zhuǎn)換回路通過5針2. 54插座電連接光接 受回路，光信息經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入MCU處理回路。正常工作時，綠色LED燈亮，反之故障 顯示紅色LED燈亮。MCU處理回路通過兩個5針2. 54插座輸出0. 4-2v或PWM或UART串口 信號。特別說明的是本實用新型非色散分光光度測量電路是智能通用型小型傳感器，根據(jù) 被測量對象不同，只要更換相應(yīng)波長的激光二極管，就可以應(yīng)用到其它污染的測量中。本實 用新型非色散分光光度測量電路的電路板采用全貼片工藝，外形只有57. 5*34. 1mm。工作電 壓5. 5-6. 5v，工作電流小于100mA，接口電平3. 3v，測量極限，0. 08mg/L，漂移小于± 10% · 適用于地表水或污水中的氨氮在線測量儀器。
[0014] 近期應(yīng)用實踐進一步證明，本實用新型非色散分光光度測量電路的有益之處是測 量電路的模塊化智能化，工作可靠，壽命長，損壞時更換方便，由模塊化組裝的在線測量儀 器工作狀態(tài)明顯，維護直觀，維修更換方便，且具有智能化模塊化功能。
【主權(quán)項】
1. 非色散分光光度測量電路，包括電源回路，恒流回路，發(fā)光回路，光接受回路，模數(shù)轉(zhuǎn) 換回路和MCU處理回路，其特征是電源回路電連接恒流回路，模數(shù)轉(zhuǎn)換回路和MCU處理回 路；發(fā)光回路平行光連接光接受回路；發(fā)光回路電連接恒流回路；光接受回路電連接模數(shù) 轉(zhuǎn)換回路，模數(shù)轉(zhuǎn)換回路電連接MCU處理回路。
2. 如權(quán)利要求1所述的非色散分光光度測量電路，其特征是電源回路選用5針5. 08插 座電連接外設(shè)電源，義用LM7805巧片穩(wěn)壓輸出。
3. 如權(quán)利要求1所述的非色散分光光度測量電路，其特征是恒流回路選用LM741巧片， 恒流回路通過5針2. 54插座電連接發(fā)光回路。
4. 如權(quán)利要求1所述的非色散分光光度測量電路，其特征是發(fā)光回路選用420nm激光 二極管和410-425nm濾光片；光接受回路選用04光電池板，光電池負(fù)載電阻和410-425nm 濾光片；420nm激光二極管發(fā)出的激光穿過410-425nm濾光片，再穿過含有被測樣品的消解 池，再次穿過410-425皿濾光片到達04光電池板上。
5. 如權(quán)利要求1所述的非色散分光光度測量電路，其特征是模數(shù)轉(zhuǎn)換回路選用 AD420AN-32巧片和5針2. 54插座，模數(shù)轉(zhuǎn)換回路通過5針2. 54插座電連接光接受回路。
6. 如權(quán)利要求1所述的非色散分光光度測量電路，其特征是MCU處理回路選用 ARM740T巧片，綠色L邸燈，紅色L邸燈和兩個5針2. 54插座，MCU處理回路通過兩個5針 2. 54插座電連接外部主控電路板。
【專利摘要】本實用新型屬于化學(xué)在線定量分析測量領(lǐng)域，具體涉及一種非色散分光光度測量電路。非色散分光光度測量電路包括電源回路，恒流回路，發(fā)光回路，光接受回路，模數(shù)轉(zhuǎn)換回路和MCU處理回路，其特征是電源回路電連接恒流回路，模數(shù)轉(zhuǎn)換回路和MCU處理回路；發(fā)光回路平行光連接光接受回路；發(fā)光回路電連接恒流回路；光接受回路電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換回路，模數(shù)轉(zhuǎn)換回路電連接MCU處理回路。近期應(yīng)用實踐進一步證明，本實用新型非色散分光光度測量電路的有益之處是測量電路的模塊化智能化，工作可靠，壽命長，損壞時更換方便，由模塊化組裝的在線測量儀器工作狀態(tài)明顯，維護直觀，維修更換方便，且具有智能化模塊化功能。
【IPC分類】G01N21-31
【公開號】CN204314212
【申請?zhí)枴緾N201420871320
【發(fā)明人】曲衛(wèi)紅, 暢福善
【申請人】山西鑫華翔科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月29日