[发明专利]一种新型的水质在线监控设备

权利要求书

1.一种新型的水质在线监控设备，包括主控制器、供电模块、RS-485通信模块、PH信号采集模块、电导率信号采集模块及ORP和温度信号采集模块；其特征在于：

所述主控制器用于采集经过模数转换后的水质的PH、ORP、电导率、温度的数字信号，负责测试电导率的频率发生器的控制，负责与上位机进行数据和命令的交互与解析；所述RS-485通信模块采用RS-485标准接口的串口通信，用于与上位机进行数据和命令的交互，从而将采集数据传输到接收端；

所述PH信号采集模块包括PH电极探头和PH信号采集电路；所述PH信号采集电路包括放大电路A、基准电压电路A、电压抬升电路A、一阶低通滤波电路A、模数转换采样电路A、信号隔离电路A、电源隔离电路A和线性稳压电路A；所述PH电极探头输出电压信号，经过放大电路A将信号放大，放大电路A的输出信号和基准电压电路A输出的基准电压，经过电压抬升电路A将负电压转换成正电压，再依次经过一阶低通滤波电路A和模数转换采样电路A进行滤波和模数转换采样电路，从而输出与PH对应的数字信号；

所述ORP和温度信号采集模块包括ORP电极探头、温度传感器和ORP和温度信号采集电路；所述ORP和温度信号采集电路包括放大电路B、基准电压电路B、电压抬升电路B、一阶低通滤波电路B、模数转换采样电路B、信号隔离电路B、电源隔离电路B、线性稳压电路B和分压电路；所述ORP电极探头输出电压信号，经过放大电路B将信号放大，放大电路B的输出信号和基准电压电路B输出的基准电压，所述电压抬升电路B将负电压转换成正电压，再依次经过一阶低通滤波电路B和模数转换采样电路B进行滤波和模数转换后输出与ORP对应的数字信号；所述温度传感器为热敏电阻，所述热敏电阻与一个普通薄膜电阻进行串联组成分压电路，该分压电路采用5V供电；所述模数转换采样电路B采集所述热敏电阻的分压电压值，通过电压值计算出所述热敏电阻对应的电阻阻值，通过温度阻值对照表，换算出对应的温度；

所述电导率信号采集模块包括电导率电极探头、频率发生器、电压跟随器和电导率信号采集电路；所述电导率信号采集电路包括高通滤波电路、IV转换电路、放大电路C、模数转换采集电路C；信号隔离电路C、电源隔离电路C和线性稳压电路C；

所述主控制器控制所述的频率发生器发出交流信号，该交流信号经过所述高通滤波电路并重新偏压，之后利用所述超低阻抗的运算放大器做电压跟随器进行缓冲，所述电压跟随器输出的信号作用于所述电导率电极探头，所述电导率电极探头输出的电流信号，经过所述IV转换电路和放大电路C后，进入所述模数转换采集电路C，从而输出与电导率对应的数字信号；

所述供电模块包括与供电电源相连的电源隔离电路D，所述供电模块为系统供电，并分别连接至电源隔离电路A、电源隔离电路B和电源隔离电路C，并分别通过线性稳压电路A、线性稳压电路B和线性稳压电路C为所述的PH信号采集模块、电导率信号采集模块及ORP和温度信号采集模块提供稳定的电压；

所述RS-485通信模块包括与485通信电路相连的电源隔离电路E和信号隔离电路E；

所述的信号隔离电路A、信号隔离电路B、信号隔离电路C、信号隔离电路E、电源隔离电路D和电源隔离电路E均与所述的主控制器相连。

2.根据权利要求1所述的水质在线监控设备，其特征在于，所述信号隔离电路A、信号隔离电路B和信号隔离电路C均分别通过IIC总线与所述的主控制器相连；所述485通信电路通过USART总线与所述的电源隔离电路E和信号隔离电路E连接。

3.根据权利要求1所述的水质在线监控设备，其特征在于，所述的主控制器采用STM32F103C8T6芯片；

所述STM32F103C8T6芯片连接有5个外围滤波电容，分别记为C20、C21、C22、C23、C24；所述的C20、C21、C22、C23、C245分别与所述STM32F103C8T6芯片的3.3V和GND相连；

所述STM32F103C8T6芯片的OSC_IN引脚和OSC_OUT引脚之间连接有晶振Y1、且所述的OSC_IN引脚通过电容C10接地，所述的OSC_OUT引脚通过电容C15接地；

所述STM32F103C8T6芯片的BOOT0引脚通过电阻R5后接地，BOOT1引脚通过电阻R6后接地。