專利名稱：便攜式濁度計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量儀器，特別是一種小型的可攜帶的測量水質混濁度的便攜式濁度儀。
在現有技術中，濁度儀大多應用比光式，透射式原理。由于受色度、鏡片受潮、結霧及污染的影響，透射式濁度儀的分辨率、精確度的提高受到限制。比光式濁度儀因靠目光分辨，故誤差大。另外，這類儀器有些測量值為對數讀數，有些受電源條件限制，不能隨身攜帶。
本實用新型之目的在于克服上述現有設備技術結構上的不足之處，提供一種提高靈敏度、精確度、線性度、穩定度，不受干擾的90°散射式濁度儀，且這種儀器可隨身攜帶、交直流電兩用。
本實用新型的技術方案如下用標準統一試管取樣，根據水中顆粒對光的散射原理，使光源通過光柵照射試管，用光電池接收水樣產生的90°散射光，再經橋路反饋放大器，通過轉換，由液晶顯示出水樣的測量讀數。為了使輸出基線不漂移，讀數穩定，在電路中設置了基線穩定單元和光源控制單元。本實用新型的具體結構是設計一種主要由電源單元、測量單元、光源控制單元、放大單元、基線穩定電路、A／D轉換器和顯示器組成的便攜式濁度儀，測量單元包括發光管、聚光鏡、光柵、水樣管和光電池，發光管、水樣管和光電池的位置設定構成90°直角。光源控制單元中設有 阻、容元件、開關，晶體管和繼電器組成的時間電路，繼電器的常開觸點一端與發光管連接，繼電器的工作電壓端之一通過電阻與電容連接。放大單元中的集成放大電路的反饋電路為一電阻橋式電路，量程電阻通過量程開關被接入電阻橋式電路的對角位置間。在發光管的兩端并聯連接一主要由四個分壓電阻和一集成放大電路組成的基線穩定電路，集成放大電路的一輸入端連接在四個分壓電阻中間，輸出與放大單元的輸出公共接地端連接。
附圖給出了本實用新型的一個實施例。
圖1是本實用新型的外殼示意圖。
圖2是本實用新型的面板示意圖。
圖3是本實用新型的電路原理圖。
下面，結合附圖的實施例對本實用新型作進一步說明由圖可見，本實用新型的測量單元包括發光管1，發光管1在光電源的作用下發射出強光，經聚光鏡2，再透過光柵3照射到水樣管4內。水樣管4內的水樣在光照作用下，其顆粒度便發出90°散射光。光電池5接收這一散射光而發生電流變化，從而完成了將水的混濁度轉變為相對應的電流信號過程。發光管1、水樣管4和光電池5的位置構成90°直角。
面板上設有零位調節電阻VR1，電源開關S，測量開關S2斜率調節電阻VR3，量程選擇S3b，充電開關S4和液晶顯示屏6。
本儀器的電路包括電源單元Ⅰ，光源控制單元Ⅱ，放大單元Ⅲ，基線穩定電路Ⅳ，A／D轉換器和顯示器幾部份。
電源單元Ⅰ中，設有一個充電電路，該充電電路是利用交流電220V經變壓后獲得20V電壓，再通過電阻R21向電池充電，充電電路包括兩并聯連接的電解電容C7和C8以及串接在它們之間的充電開關S4和電阻R21。
在光源控制單元Ⅱ中，設有一時間電路，該時間電路主要由電容C4、電阻R10、R11，測量開關S2，三極管Q2，二極管D1和繼電器RL1組成。電容C4和電阻R10串聯連接到三極管Q2的基極，繼電器RL1與二極管D1并聯連接后，其一端與三極管Q2的集電極連接，另一端通過繼電器RL1的常開觸點與發光管1連接。
放大單元Ⅲ中，集成放大電路IC1的輸入、輸出之間設置了由電阻R12、R13、R22和R23組成的橋式電路，量程選擇電阻R14～R16通過量程選擇開關S3b被接入電阻橋式電路的對角位置間。調零電路是由電阻R17、R18和調零電阻VR1組成。
基線穩定電路IV主要包括電阻R4～R7和集成放大電路IC2，它是通過繼電器RL1的常開觸點并聯連接在發光管1的兩端。集成電路IC2的輸入端連接在電阻R5與R6的中間，輸出與放大單元輸出的公共接地端連接。
濁度儀若是直流供電，裝入串聯連接組成16V電壓的可充式干電池，按下電源開關S，繼電器RL2得電，其常開觸點吸合。在可調電阻VR2的作用下，使三極管Q3的集電極和發射極之間保持穩定的電壓，從而穩定光源和各單元的工作電壓。
測量時，將被測水樣倒入水樣管4內，按一下測量開關S2，電流通過電阻R11向電容C4充電。由于測量開關S2復位到斷開位置，故電容C4便通過電阻R10向三極管Q2的基極放電。Q2迅速導通，繼電器RL1得電，其常開觸點吸合，電源便加到發光管1的兩端。水樣管4內的水在光照作用下產生90°散射光，光電池5將這散射光轉變為電流訊號送到放大單元的集成放大電路IC1的輸入端。由于橋式反饋電路的設置，使得電流訊號放大線性化，而放大倍數與被接入的量程電阻成反比。通過降低量程電阻的阻值，就可提高放大倍數，測量訊號經放大后輸送到A／D轉換器IC3，再由液晶顯示器顯示在屏幕6上，從顯示屏6可讀到直接測得的水樣濁度值。
由于光控單元的測量開關S2的復位，當電容C4放電完畢，發光管1的電源斷開，從而保證了顯示器的輸出讀數的穩定性。
由于發光管1的工作電流得到電源電路的穩定保障，故基線穩定電路IV中集成電路IC2的輸入也獲取一個穩定電壓，其輸出與放大單元的輸出公共接地端相連，即保證了放大單元的輸出基線穩定，提高了儀器的測量精度。
由實施例可見，本實用新型的優點是利用90°散射光原理設計的測量單元避免了雜散光的干擾，提高了分辨率。水樣管采用標準圓筒式試管，清洗容易，不受污染影響。橋式反饋電路的設計，提高了測量靈敏度、線性度。光源控制單元使得儀器可自動切換光源以穩定讀數顯示，本儀器測量范圍大，不失為適用于環境保護的新一代測量儀。
權利要求1.一種便攜式濁度儀，主要由電源單元、測量單元、光源控制單元、放大單元、基線穩定電路、A/D轉換器和顯示器組成。其特征在于a、測量單元包括發光管、聚光鏡、光柵、水樣管和光電池，發光管、水樣管和光電池的位置設定構成90°直角；b、光源控制單元中設有由阻容元件、開關、晶體管和繼電器組成的時間電路，繼電器的常開觸點一端與發光管連接；c、放大單元中的集成放大電路的反饋電路為一電阻橋式電路，量程電阻通過開關被接入橋式電路的對角位置間。
2.根據權利要求1所述的便攜式濁度儀，其特征在于基線穩定電路通過繼電器常開觸點并聯連接在發光管的兩端，基線穩定電路包括電阻和集成放大電路，集成放大電路的輸出與放大單元的輸出公共接地端連接。
3.根據權利要求1所述的便攜式濁度儀，其特征在于電源單元的交流供電電路中設有一充電電路，充電電路包括兩并聯連接的電解電容以及串接在它們中間的開關和電阻。
專利摘要本實用新型屬于一種小型可攜帶的測量水質混濁度的儀器。主要由電源單元，測量單元，光源控制單元、基線穩定電路，A/D轉換器和顯示器組成。本實用新型的技術關鍵是根據不受雜質干擾，測量精度高的90°散射光原理設計的測量單元；放大單元中設置了提高靈敏度和線性度的橋式反饋電路；為穩定測量訊號的讀數顯示，設置了光源控制單元；為提高測量的精度設計了基線穩定電路以及利用電源交流電路設計了充電電路。
文檔編號G01N21/49GK2116212SQ9221544
公開日1992年9月16日 申請日期1992年4月20日 優先權日1992年4月20日
發明者王慶德 申請人:張振忠, 黃念華