[发明专利]基于三电极复合探头的氨氮检测系统

权利要求书

1.一种基于三电极复合探头的氨氮检测系统，其特征在于，该系统包括氨氮在线检测平台(1)、微控制器模块(2)、信号接收处理模块(3)和三电极复合探头检测模块(4)；所述氨氮在线检测平台(1)用于对微控制器模块(2)进行信号控制，将采集到的参数进行数据上传，最终以数据可视化的形式显示到用户界面；所述微控制器模块(2)包括JTAG接口(21)用于连接外部设备给主控芯片(24)烧录程序，所述复位电路(22)用于系统程序出现故障时，使系统恢复初始状态，所述串口通讯模块(23)用于主控芯片(24)与氨氮在线检测平台(1)进行数据传输，所述阀门控制模块(25)用于控制蠕动泵与电磁阀的通断，执行水样采集流程与添加碱化屏蔽试剂流程，所述电源模块(26)分成三部分分别对阀门控制模块(25)、微控制器模块(2)和信号接收处理模块(3)供电；所述信号接收处理模块(3)通过电极缓冲电路(34)连接三电极复合探头检测模块(4)进行水体氨氮数据的采集处理，所述温度补偿电路(31)用于减小输出信号随温度变化而产生的漂移，所述ADC转换电路(32)接收电极缓冲电路(34)的缓冲处理过的电化学信号，并将该信号转换成模拟电信号，所述电源隔离电路(33)用于隔离逻辑信号和ADC转换电路(32)中的电源反馈路径；所述三电极复合探头检测模块(4)包括温度电极(41)用于测量水样温度通过温度补偿电路(31)提升系统检测精度，所述PH电极(42)检测水样当前PH值，所述氨气敏电极(43)检测水样中氨氮浓度。

2.根据权利要求1所述基于三电极复合探头的氨氮检测系统，其特征在于，所述串口通讯模块(23)使用USB转RS-485串口连接氨氮在线检测平台(1)。

3.根据权利要求1所述基于三电极复合探头的氨氮检测系统，其特征在于，所述JTAG接口(21)用于系统程序的编辑、调试和升级，连接JLINK调试器后可在电脑上在线调试，可将程序烧录到主控芯片(24)中。

4.根据权利要求1所述基于三电极复合探头的氨氮检测系统，其特征在于，所述阀门控制模块(25)用于控制蠕动泵取用待测水样和添加碱化屏蔽剂，通过控制电磁阀完成废液排出功能。

5.根据权利要求1所述基于三电极复合探头的氨氮检测系统，其特征在于，所述电源模块(26)包括三个电压级别：背景输入电压为+12V，用于阀门控制模块(25)完成对蠕动泵和电磁阀的控制；+12V电压经LM7805降压后输出+5V电压，用于主控芯片(24)向信号接收处理模块(3)发送氨氮参数采集的控制命令；+5V电压经LM1117降压后输出+3.3V电压，用于电极缓冲电路(34)减小三电极复合探头检测模块(4)采集信号的误差。

6.根据权利要求1所述基于三电极复合探头的氨氮检测系统，其特征在于，所述电源隔离电路(33)用于隔离电源电压波动对信号采集的干扰。

7.根据权利要求1所述基于三电极复合探头的氨氮检测系统，其特征在于，所述ADC转换电路(32)用于连接电极缓冲电路(34)，并将接收到的氨氮参数进行D/A转换、信号调理以及A/D转换。

8.根据权利要求1所述基于三电极复合探头的氨氮检测系统，其特征在于，所述电极缓冲电路(34)是微功耗及低噪声CMOS运算放大器，用于高输出阻抗的负载，减少流过电极电阻的偏置电流所产生的电压误差。

9.根据权利要求1所述基于三电极复合探头的氨氮检测系统，其特征在于，所述氨气敏电极(43)包括聚偏氟乙烯薄膜、屏蔽导线、电极帽、PH敏感玻璃电极和Ag-AgCl参比电极。