[发明专利]一种极低功耗的pH信号调理变送电路及水质实时监测系统

说明书

本发明公开了一种极低功耗的pH信号调理变送电路及水质实时监测系统，包括pH传感器、小型轻量化的便携箱、便携箱内部包括磷酸铁锂电池电池盒、pH信号调理变送电路、单片机、数据接收模块、模数转换模块、数据传输模块。在单电源3V供电下，能使pH信号调理变送电路的功耗达到130μA以下的极低状态，并且将pH传感器监测到的‑414mV(pH＝14)～+414mV(pH＝0)的微弱水质参数信号对应放大到1.4V～0V，使水质实时监测系统能够达到极低功耗，可以方便地被安装在不同的检测地点，特别是没有实现供电的窨井中，用于监测污水和废水是否符合排放标准，及时上报水质异常情况；解决了现实生活中人工无法实时采集和系统长期供电的问题，节约人力资源，降低成本。

技术领域

本发明属于环境监测设备领域，特别涉及一种用于监测污水和废水是否符合排放标准的极低功耗水质实时监测系统以及其中的pH信号调理变送电路。

背景技术

水质污染具有理化成分复杂、多样和点多面广的特点，不仅受污染源的大小和数量影响，而且还受汛期洪水、降雨量的影响。由于多种因素导致的综合结果，水质参数在成分和时空上的变化非常复杂。

传统的人工现场水样采集、化验方式周期太长，难以及时、准确地反映水质变化的性质和过程，所以水资源的开发利用和保护等工作得不到有效的监控与科学管理。为了有效地实时监控区域地表水、地下水的水质污染变化动态，了解区域内污染源(入河排污口)的污染物排放数量及浓度的变化情况，为水资源优化配置和科学管理提供实时、连续的水质参数及变化信息，建设水质实时监测系统是非常迫切和必要的。

随着传感器技术、计算机技术、通信技术以及微电子技术的发展，目前国内外在水质监测系统上的研究和应用已经从传统的人力监测发展到现今的在线监测系统，在线监测具有传输数据及时、运行稳定可靠的特点，但由于数据传输多采用有线网络，布线繁琐、网络维护困难、消耗大量人力物力资源。而且目前，国内自动监测仪器研制技术发展较慢，大量购买国外产品价格昂贵。引进国外的水质自动监测仪、自动采集数据和信息传递系统成本高。

一般情况下，一套设备只能固定在一个地点使用，并且大多监测工作都是工作人员现场蹲点完成，非常的耗时耗力。而且整个水质监测系统外带时需要携带供电设备，工作人员携带起来也不方便。如果需要更换监测地点，也是相当麻烦的。其在监测数据信息的查询方面也比较麻烦，工作人员只能在系统的中控机上查看显示的实时监测数据，而且需要人工记录下来，这给日后的数据信息查询带了很多麻烦。由于工作时间长和人力消耗过大的原因，它的实时性也相当受限。

因此，研制一种能使水质实时监测系统的成本降低、测量精度提高、应用面广、功耗极低的信号调理变送方法使水质监测系统长期工作已迫在眉睫。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服在线水质监测系统的局限性，提供一种相对成本低、测量精度高、应用面广、功耗低而能长期工作的极低功耗的pH信号调理变送电路及水质实时监测系统。系统工作过程中消耗极低功耗，可以使用锂电池对系统进行长时间供电从而对水质进行实时监测，轻便简单、实用，水质经过传感器时可以感知其参数的变化情况，并及时在水质参数超标时上报到服务器并在客户端显示提醒工作人员进行处理。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：