專利名稱：一種電導率、pH值、溶氧值的遠程在線分析檢測儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用于軟化水、蒸汽冷凝水、海水蒸餾、原水、電廠補給水以及去離子水等的電導率值、PH值、溶氧值等連續監測的遠程在線分析檢測儀，屬于儀表技術領域。
背景技術：
在線分析檢測儀表監測當前已經成為工廠企業水汽品質監督的主要手段，并輔以少量的人工分析。在線儀表投用后，運行人員要定期檢查與維護，調整好水汽樣品的溫度和流量，當儀表顯示數據發生一定幅度變化時，則人工分析該水汽樣品是否有品質變化，判斷在線儀表有否發生故障。當確認在線儀表故障時則及時處理，檢修。在線儀表電極易被高溫水樣燙壞，水樣溫度過高(有時達60℃)，儀表溫度補償困難，水樣中被測物的活度也受到了影響，在線表計準確度下降。另外由于水溶液等的污染，使得對表記電極的維護更換工作極為繁瑣。由于以上種種因素，使得現有在線儀表的應用及維護成本較高，而現有的在線檢測儀表如電導率計、PH計、溶氧儀等另外所存在的缺點還有采用分離元件，儀表體積大，檢測速度慢，精度低，信號受外界干擾，無法與現代通信網絡連接等。
發明內容
本發明的目的是為了現有技術的缺點，提供一種高可靠性，可操作性、低成本、體積小、精度高、檢測速度快并可與現代通信網絡連接的電導率、PH值、溶氧值的遠程在線分析檢測儀。
本發明的技術方案是，一種電導率、PH值、溶氧值的遠程在線分析檢測儀，它包括一次表電極探頭和二次表，由電極探頭在現場測得的信號經現場數據采集、前端多級運放、A/D轉換至CPU核心處理，由CPU處理后的信號有數字量輸出、模擬量輸出，經顯示接口至二次表顯示，其特征在于，在二次儀表中增置有網絡接口RJ45，CPU核心處理通過該接口和上位機相連接；所述的CPU通過輸出模塊和RS485總線連接，所述的模擬量輸出為4-20mA，顯示接口為處理器數字總線，CPU還直接可和CAN總線連接；所述的現場數據采集、前端多級運放、A/D轉換部分是置于電導率、PH值、溶氧值的遠程在線分析檢測儀的電極探頭內；所述的CPU核心處理部分采用ARM嵌入式芯片。
所述的在ARM芯片中網絡接口的實現和自診斷，網絡接口部分，首先通過基于ARM的開放總線接口連接通用網絡芯片；然后通過對ARM的軟件編寫，實現網絡UDP數據包的相互傳遞；自診斷部分，探頭的自診斷通過內置的處理器根據現場數據來確定，表內部則是通過核心處理器一并完成，可以檢測運放、A/D芯片是否故障、輸出模塊、輸出接口、網絡接口是否正常。
本發明的有益效果是，在整個儀表結構上采用一、二次表分體式設計，CPU用的嵌入式ARM芯片，與傳統單片機系統相比外圍輔助器件的數量大為減少，有效地排除了因分離元件過多造成的信號干擾和個體差異累積，從而實現了測量電路的高穩定性和高可靠性。現場數據采集、前端多級運放、A/D轉換部分是置于電極探頭內，即將傳感信號的采集和信號數字轉換集成到電極上，并提供豐富的工業接口，使電極能根據需要靈活地與二次儀表、DCS、工業控制計算機等工控設備和系統進行組態和整合，同時實現采集信號的多通道多模式顯示。通過豐富的工業接口，與現行的RS485總線、DCS系統相連，同時支持工業CAN總線，與現行的西門子和A-B公司的總線標準兼容，使儀表與在工控領域被廣泛采用的工業產品系統在總線層面實現了系統的無縫聯接。搭配我公司的專業監控軟件，使得跨地域、低成本的遠程監控和管理成為現實。儀表增加了網絡診斷控制功能，嵌入一個基于網絡接口的集中管理/故障自測模式，通過此模式可以直接聯機顯示控制儀表。因而大大提高了操作人員的安全性，以及工作效率。
圖1為本發明結構框圖，圖2為探頭結構框圖。
具體實施例方式
由圖1所示，一種電導率、PH值、溶氧值的遠程在線分析檢測儀，它包括一次表電極探頭和二次表，兩者作分體設計，因此，將數據采集、前端多級運放、A/D轉換均置于一次表電極探頭內，將傳感信號的采集和信號數字轉換集成到電極上。在二次儀表中置有工業以太網網絡接口RJ45，CPU核心處理通過該接口和上位機相連接；所述的CPU處理核心通過輸出模塊和RS485總線連接，所述的模擬量輸出為4-20mA，顯示接口為處理器數字總線，CPU還直接可和CAN總線連接。由于豐富的工業接口，如RS485、4-20mA、工業以太網、工業總線，使電極能根據需要靈活地與二次儀表、DCS、工業控制計算機等工控設備和系統進行組態和整合，同時實現采集信號的多通道多模式顯示。
CPU核心處理部分采用32位ARM7嵌入式芯片，集成化程度高，減小體積增強可靠性，降低了生產維護成本。A/D轉換采用12-16位芯片，使轉換精度提高。本發明的軟件為三部分在ARM芯片中網絡接口的實現和自診斷。
1、網絡接口部分，首先通過基于ARM7的開放總線接口連接通用網絡芯片(8019，CS8900等)；然后通過對ARM的軟件編寫，實現網絡UDP數據包的相互傳遞。
2、自診斷部分，由圖2所示，探頭的自診斷通過內置的處理器根據現場數據來確定，表內部則是通過核心處理器一并完成，可以檢測運放、A/D芯片是否故障、輸出模塊、輸出接口、網絡接口是否正常。
3、遠程集中管理部分，通過工業以太網、工業總線等網絡的連接，能實現探頭的遠程數據查看、遠程參數修改、并根據自診斷的結果在需要時進行遠程軟件更新。
權利要求
1.一種電導率、PH值、溶氧值的遠程在線分析檢測儀，它由電導率、PH值、溶氧值的檢測傳感器在現場測得的信號經現場數據采集、前端多級運放、A/D轉換至CPU核心處理，由CPU處理后的信號有數字量輸出、模擬量輸出，經顯示接口至二次表顯示，其特征在于，在二次儀表中增置有網絡接口RJ45，CPU核心處理輸出通過該接口和具有遠程管理部分的上位機相連接，所述的CPU通過輸出模塊和RS485總線連接，模擬量輸出為4-20mA，顯示接口為處理器數字總線，輸出模塊還和CAN總線連接。
2.根據權利要求1所述的電導率、PH值、溶氧值的遠程在線分析檢測儀，其特征在于，所述的現場數據采集、前端多級運放、A/D轉換部分是置于電導率、PH值、溶氧值的在線分析檢測儀的檢測傳感器電路內。
3.根據權利要求1所述的電導率、PH值、溶氧值的遠程在線分析檢測儀，其特征在于，所述的A/D轉換采用12-16位芯片，CPU核心處理部分采用32位ARM7嵌入式芯片。
4.根據權利要求1所述的電導率、PH值、溶氧值的遠程在線分析檢測儀，其特征在于，所述的在ARM芯片中網絡接口的實現和自診斷，網絡接口部分，首先通過基于ARM的開放總線接口連接通用網絡芯片；然后通過對ARM的軟件編寫，實現網絡UDP數據包的相互傳遞；自診斷部分，探頭的自診斷通過內置的處理器根據現場數據來確定，表內部則是通過核心處理器一并完成，可以檢測運放、A/D芯片是否故障、輸出模塊、輸出接口、網絡接口是否正常。
5.根據權利要求1所述的電導率、PH值、溶氧值的遠程在線分析檢測儀，其特征在于，所述的上位機遠程集中管理部分，首先通過基于ARM的開放總線接口連接通用網絡芯片；然后通過對ARM的軟件編寫，實現網絡UDP數據包的相互傳遞來將電極探頭的實時數據傳遞給上位機，將上位機的參數設置信息、軟件更新信息傳遞給電極探頭。
全文摘要
本發明公開了一種電導率、pH值、溶氧值的遠程在線分析檢測儀，它包括一次表電極探頭和二次表，特點是，置有網絡接口RJ45，CPU通過該接口和上位機相連接；CPU通過輸出模塊和RS485總線連接，模擬量輸出為4－20mA，顯示接口為處理器數字總線，CPU還直接可和CAN總線連接；所述的現場數據采集、前端多級運放、A/D轉換部分是置于一次表電極探頭內，儀表結構上采用一、二次表分體。CPU用ARM嵌入式芯片，使外圍輔助器件的數量減少，信號干擾減少，提高了可靠性。本發明有豐富的工業接口，使電極能靈活地與二次儀表、DCS、工業控制計算機等工控設備和系統進行組態和整合，同時實現采集信號的多通道多模式顯示。儀表具有網絡故障自診斷，提高了操作人員的安全性，以及工作效率。
文檔編號G06F19/00GK1715928SQ20051007936
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月8日 優先權日2005年2月2日
發明者鄭剛, 何榮仁, 張元剛, 沈江華, 張立安 申請人:上海東方機電科技公司