一种pH和溶氧的数据采集模块的制作方法

一种ph和溶氧的数据采集模块
技术领域
1.本发明涉及传感器设备技术领域，特别是一种ph电极和溶氧电极的数据采集集成、减少成本、标准化的ph和溶氧的数据采集模块。


背景技术：

2.ph计上配套使用的电极大多数采用复合电极，复合电极也就是我们所说的指示电极和参比电极。将待测液体氢离子活性作为两根电极之间产生的电位差，通过变送器得到传输信号。成为基准的电极被称为玻璃电极，从外观来看与玻璃试管相似。但是前端为特殊玻璃制成的数十微米的薄膜玻璃，内置有内部缓冲液和内部电极。内部电极与待测液体之间有玻璃薄膜，基本上是绝缘状态。另一端的电极成为比较电极(或参比电极)，结构与玻璃电极类似，但前段那有液接界，内部液体与待测液体通过缝隙接触，液接界形态多样，包括玻璃纤维形、小孔形、陶瓷形、套管形等，根据具体用途进行选择。测量液的氢离子活性会使玻璃电极的薄膜玻璃两侧之间产生电位差，玻璃电极的薄膜玻璃内侧电位经过内部缓冲液，通过内电极导出；外侧电位经过待测液体-参比电极液接界-内部液体，通过参比电极的内部电极导出。两电极的内部电极与内部液体之间产生的电位，大体相互抵消，所以能测量薄膜玻璃两侧的电位。
3.溶解氧分析仪传感部分是由金电极和银电极及氯化钾或氢氧化钾电解液组成，氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上0.6到0.8伏的极化电压时，氧通过膜扩散，阴极释放电子，阳极接受电子，产生电流。
4.ph和溶氧的原理相近，ph电极和溶氧电极的数据采集集成，可以减少成本，同时也可以单独使用，提高标准化率。需要一种ph电极和溶氧电极的数据采集集成、减少成本、标准化的ph和溶氧的数据采集模块。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种ph电极和溶氧电极的数据采集集成、减少成本、标准化的ph和溶氧的数据采集模块。
6.一种ph和溶氧的数据采集模块，包括：
7.ph电极接口，所述ph电极接口连接ph电压转换电路，所述ph电压转换电路连接模数转换器，所述模数转换器分别连接溶氧电压转换电路、温度电压转化电路、单片机，所述单片机连接rs485转换器，所述溶氧电压转换电路连接溶解氧电极接口；
8.所述ph电极接口连接ph电极和/或溶解氧电极接口连接溶解氧电极；
9.所述ph电极接口、ph电压转换电路、溶解氧电极接口、溶氧电压转换电路、温度电压转化电路、模数转换器、单片机、rs485转换器集成为一体。
10.所述模数转换器连接单片机，所述单片机的tx接口连接rs485转换器的第1接口，所述单片机的rx接口连接rs485转换器的第4接口，所述单片机的en接口分别连接rs485转换器的第2接口和第3接口，所述rs485转换器的第6接口连接接头cn1的第2接口，所述rs485
转换器的第7接口连接接头cn1的第1接口。
11.所述ph电压转换电路的电阻r4一端连接ph电极接口，另一端分别连接放大器u1的第3接口、电容c1，所述电容c1接地，所述放大器u1的第1接口分别连接放大器u1的第2接口和电阻r3，所述电阻r3分别连接电阻r1、电容c2、放大器u2的第3接口，所述电阻r1连接vref1接口，所述电容c2接地，所述放大器u2的第1接口分别连接放大器u2的第2接口和电阻r2，所述电阻r2分别连接电容c3和模数转换器u5的第1接口，所述电容c3接地。
12.所述溶氧电压转换电路的放大器u3的第2接口分别连接溶解氧电极接口、电容c4、电阻r5，所述电容c4、电阻r5连接后分别连接放大器u3的第1接口、电阻r7，所述放大器u3的第3接口分别连接电容c5、电阻r10、电阻r9、放大器u8的第1接口，所述电容c5、电阻r10连接后分别连接放大器u8的第2接口、vref2接口，所述放大器u8的第3接口接地，所述电阻r9分别连接电阻r11、放大器u4的第3接口，所述电阻r11接地，所述电阻r7分别连接放大器u4的第2接口、电阻r6，所述电阻r6分别连接电阻r8、放大器u4的第1接口，所述电阻r8分别连接电容c6、模数转换器u5的第2接口，所述电容c6接地。
13.所述温度电压转化电路的电阻r12分别连接热敏电阻rt、vref3接口，所述热敏电阻rt接地，所述热敏电阻rt和电阻r12之间分别连接电容c7、放大器u9的第3接口，所述电容c7接地，所述放大器u9的第1接口分别连接放大器u9的第2接口、电阻r13，所述电阻r13分别连接电容c8、模数转换器u5的第3接口，所述电容c8接地。
14.所述rs485转换器为u7，所述模数转换器为u5，所述单片机为u6。
15.所述模数转换器为ads1115，至少有三个输入端口。
16.所述单片机的vref0接口分别连接ph电压转换电路的vref1接口、溶氧电压转换电路的vref2接口、温度电压转化电路的vref3接口，所述单片机，rs485转换器，ph电压转换电路的u1和u2，溶氧电压转换电路的u3、u4和u8，温度电压转化电路的u9分别连接外部的供电电源。
17.所述供电电源的电压为3.3v。
18.本发明ph电极接口连接ph电压转换电路，ph电压转换电路连接模数转换器，模数转换器分别连接溶氧电压转换电路、温度电压转化电路、单片机，单片机连接rs485转换器，溶氧电压转换电路连接溶解氧电极接口；ph电极接口连接ph电极和/或溶解氧电极接口连接溶解氧电极；ph电极接口、ph电压转换电路、溶解氧电极接口、溶氧电压转换电路、温度电压转化电路、模数转换器、单片机、rs485转换器集成为一体。本发明ph电极和溶氧电极的数据采集集成、减少成本、标准化。
附图说明
19.图1是本发明的结构示意图；
20.图2是本发明的电路图；
21.图3是本发明ph电极接口和ph电压转换电路的结构示意图；
22.图4是本发明溶解氧电极接口和溶氧电压转换电路的结构示意图；
23.图5是本发明温度电压转化电路的的结构示意图；
24.图中：1、ph电极接口，2、ph电压转换电路，3、溶解氧电极接口，4、溶氧电压转换电路，5、温度电压转化电路，6、模数转换器，7、单片机，8、rs485转换器。
具体实施方式
25.以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。
26.一种ph和溶氧的数据采集模块，包括：ph电极接口1，ph电极接口1连接ph电压转换电路2，ph电压转换电路2连接模数转换器6，模数转换器6分别连接溶氧电压转换电路4、温度电压转化电路5、单片机7，单片机7连接rs485转换器8，溶氧电压转换电路4连接溶解氧电极接口3；ph电极接口1连接ph电极和/或溶解氧电极接口3连接溶解氧电极；ph电极接口1、ph电压转换电路2、溶解氧电极接口3、溶氧电压转换电路4、温度电压转化电路5、模数转换器6、单片机7、rs485转换器8集成为一体。
27.模数转换器6连接单片机7，单片机7的tx接口连接rs485转换器8的第1接口，单片机7的rx接口连接rs485转换器8的第4接口，单片机7的en接口分别连接rs485转换器8的第2接口和第3接口，rs485转换器8的第6接口连接接头cn1的第2接口，rs485转换器8的第7接口连接接头cn1的第1接口。
28.ph电压转换电路2的电阻r4一端连接ph电极接口1，另一端分别连接放大器u1的第3接口、电容c1，电容c1接地，放大器u1的第1接口分别连接放大器u1的第2接口和电阻r3，电阻r3分别连接电阻r1、电容c2、放大器u2的第3接口，电阻r1连接vref1接口，电容c2接地，放大器u2的第1接口分别连接放大器u2的第2接口和电阻r2，电阻r2分别连接电容c3和模数转换器u5的第1接口，电容c3接地。
29.溶氧电压转换电路4的放大器u3的第2接口分别连接溶解氧电极接口3、电容c4、电阻r5，电容c4、电阻r5连接后分别连接放大器u3的第1接口、电阻r7，放大器u3的第3接口分别连接电容c5、电阻r10、电阻r9、放大器u8的第1接口，电容c5、电阻r10连接后分别连接放大器u8的第2接口、vref2接口，放大器u8的第3接口接地，电阻r9分别连接电阻r11、放大器u4的第3接口，电阻r11接地，电阻r7分别连接放大器u4的第2接口、电阻r6，电阻r6分别连接电阻r8、放大器u4的第1接口，电阻r8分别连接电容c6、模数转换器u5的第2接口，电容c6接地。
30.温度电压转化电路5的电阻r12分别连接热敏电阻rt、vref3接口，热敏电阻rt接地，热敏电阻rt和电阻r12之间分别连接电容c7、放大器u9的第3接口，电容c7接地，放大器u9的第1接口分别连接放大器u9的第2接口、电阻r13，电阻r13分别连接电容c8、模数转换器u5的第3接口，电容c8接地。
31.rs485转换器8为u7，模数转换器6为u5，单片机7为u6。模数转换器6为ads1115，至少有三个输入端口。单片机7的vref0接口分别连接ph电压转换电路2的vref1接口、溶氧电压转换电路4的vref2接口、温度电压转化电路5的vref3接口，单片机7，rs485转换器8，ph电压转换电路2的u1和u2，溶氧电压转换电路4的u3、u4和u8，温度电压转化电路5的u9分别连接外部的供电电源。供电电源的电压为3.3v。
32.ph电极和溶氧电极的数据采集集成、减少成本、标准化。ph电极和溶氧电极可以一起连接ph和溶氧的数据采集模块后，一起进行数据采集集成使用，ph电极和溶氧电极中的一个也可以单独连接ph和溶氧的数据采集模块使用。
33.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进
都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。