[发明专利]一种多量程海水原位营养盐传感器控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种多量程海水原位营养盐传感器控制系统，其特征在于：所述的控制系统包括微处理器，与微处理器电连接并受其控制的驱动模块、信号处理模块、通信模块、漏液检测模块和存储模块，其中驱动模块包括换向阀驱动模块、混合泵驱动模块、过滤泵驱动模块、紫外灯驱动模块、加热器驱动模块、LED光源驱动模块和光电二极管驱动模块，其中信号处理模块包括与上述光电二极管驱动模块电连接的N路光电二极管，N≥2，该N路光电二极管还依次通过信号选择模块、程控放大模块和模数转换模块与微处理器电连接，上述的信号选择模块和程控放大模块也分别与微处理器电连接并受其控制，电源管理模块为控制系统中的各部件供电。

2.根据权利要求1所述的多量程海水原位营养盐传感器控制系统，其特征在于：所述的电源管理模块包括与供电端电连接的保护电路，与保护电路电连接的普通电源、功率电源、模拟电源和基准电源，各个电源之间通过磁珠和0Ω电阻单点联结，其中功率电源为驱动模块供电、模拟电源为信号处理模块供电、基准电源为信号处理模块提供参考电压、普通电源为控制系统的其它部分供电。

3.根据权利要求2所述的多量程海水原位营养盐传感器控制系统，其特征在于：供电端额定电压12V，保护电路限压16V，限流5A，分别由阈值为16V的瞬态抑制二极管和5A的可恢复保险丝实现；模拟电源为集成隔离电源产生的±12V电源；通过模拟电源为精密稳压电源供电得到精度为1‰的5V基准电源。

4.根据权利要求1所述的多量程海水原位营养盐传感器控制系统，其特征在于：所述的换向阀驱动模块由NPN型达林顿管阵列构成，采用共发射极接法，配置电阻使达林顿管在饱和区和截止区之间切换，其基极限流电阻为2.7kΩ，分压电阻为10kΩ。

5.根据权利要求1所述的多量程海水原位营养盐传感器控制系统，其特征在于：所述的混合泵驱动模块和过滤泵驱动模块为步进电机驱动电路，微处理器通过定时器产生1~10kHz脉冲信号进行调速，通过改变脉冲的时序进行换向，此外步进电机驱动电路把输出电流限制在3A以内，输出功率限制在10W以内；所述的紫外灯驱动模块和加热器驱动模块为继电器控制方式，紫外灯和加热器接继电器的常开端，继电器控制端反向并联肖特基二极管续流，微处理器通过控制NPN型三极管驱动继电器的接通和断开来实现紫外灯和加热器的打开和关闭。

6.根据权利要求1所述的多量程海水原位营养盐传感器控制系统，其特征在于：LED光源驱动模块通过集成恒流源芯片实现恒流驱动，不少于6路，可以通过配置电阻或通过微处理器DA引脚把电流控制在10mA~100mA之间。

7.根据权利要求1所述的多量程海水原位营养盐传感器控制系统，其特征在于：所述的光电二极管驱动模块由集成光电二极管驱动芯片搭建而成，可通过微处理器或电位器调节静态电流偏置。

8.根据权利要求1所述的多量程海水原位营养盐传感器控制系统，其特征在于：所述的光电二极管共4路，信号选择模块为模拟开关，微处理器将经程控放大模块放大后的信号控制在2V~4V之间，把模数转换模块的分辨率调整至16位，以便获得120Hz采样频率。

9.根据权利要求1所述的多量程海水原位营养盐传感器控制系统，其特征在于：所述的通信模块为RS485串口，漏液检测模块为潮湿度传感器，潮湿度传感器为潮湿度敏感电阻，存储模块为容量8G的 TF卡。

10.一种多量程海水原位营养盐传感器控制方法，使用权利要求1所述的控制系统，其特征在于：由电源管理模块为控制系统中的各部件供电；微处理器通过换向阀驱动模块控制换向阀工作、通过混合泵驱动模块控制混合泵工作、通过过滤泵驱动模块控制过滤泵工作、通过紫外灯驱动模块控制紫外灯开关、通过加热器驱动模块控制加热器开关、通过LED光源驱动模块控制LED光源的开关和亮度、通过光电二极管驱动模块控制光电二极管工作；微处理器通过信号选择模块选择好需要处理的光电二极管信号后，输入至程控放大模块进行放大处理，程控放大模块的放大倍数由微处理器控制，最后通过模数转换模块把模拟信号转换成数字信号后输入微处理器；微处理器通过通信模块与上位机通信，实现系统配置、参数下载和数据读取；控制系统采集参数存储于存储模块中；微处理器通过漏液检测模块判断仪器舱体潮湿度和是否漏水，若潮湿度偏高或发生漏水将通过上位机向操作人员发出报警，在切断电源管理模块与供电端的电连接后等待处理。