【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及水質(zhì)分析儀的，特別涉及一種抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀和控制方法。
技術(shù)介紹
1、環(huán)境光對(duì)分析儀器的影響屢見(jiàn)不鮮，對(duì)于需要精確測(cè)量的應(yīng)用而言，環(huán)境光的干擾可能會(huì)導(dǎo)致誤差和不穩(wěn)定性。目前傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)遮光處理方式成本低廉，但其遮光能力有限，且無(wú)法實(shí)時(shí)觀察待測(cè)樣本的反應(yīng)變化，不適用于原位測(cè)量等特定場(chǎng)景。在濾光片濾除環(huán)境光方面，盡管可以有效濾除周圍環(huán)境光的影響，但不同分析儀器所需的濾光片參數(shù)不盡相同，增加了維護(hù)的難度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的主要目的為提供一種抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀和控制方法，能夠抑制環(huán)境光背景噪聲，能實(shí)時(shí)觀察待測(cè)樣本的反應(yīng)變化，且無(wú)需更換濾光片，還降低了維護(hù)的成本。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供一種抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，其特征在于，包括：
3、光源調(diào)制單元，通過(guò)第一信號(hào)端與主控單元連接，用于接收脈沖調(diào)制信號(hào)以周期性控制光源的開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)，并抑制環(huán)境光背景噪聲；
4、光源解調(diào)單元，通過(guò)第二信號(hào)端和第三信號(hào)端與所述主控單元連接，用于接收光源在開(kāi)啟時(shí)照射在待測(cè)水質(zhì)樣本上后返回的光信號(hào)，以及接收光源在關(guān)閉時(shí)待測(cè)水質(zhì)樣本的暗信號(hào)，對(duì)接收到的光信號(hào)和暗信號(hào)進(jìn)行暗電流過(guò)濾處理，并對(duì)光信號(hào)和暗信號(hào)進(jìn)行差值信號(hào)計(jì)算；
5、主控單元，分別與所述第一信號(hào)端、所述第二信號(hào)端和所述第三信號(hào)端進(jìn)行連接，用于生成并脈沖調(diào)制信號(hào)并發(fā)送至光源調(diào)制單元，接收所述光源解調(diào)單元處理后的差值信號(hào)，并對(duì)差值信
6、進(jìn)一步地，所述光源調(diào)制單元包括：
7、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、第一信號(hào)端、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一三極管、第一運(yùn)算放大器和光源；
8、單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第六引腳與第一信號(hào)端連接，單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第四引腳與第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端與第一運(yùn)算放大器的正極輸入端連接，第一運(yùn)算放大器的負(fù)相輸入端與第一電阻的一端連接，第一運(yùn)算放大器的輸出端與第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端與第一三極管的基極連接，光源的一端與第一三極管的集電極連接，第一三極管的發(fā)射極分別與第一電阻的另一端和第四電阻的一端連接。
9、進(jìn)一步地，所述光源解調(diào)單元包括：
10、第一多通道單刀單擲開(kāi)關(guān)、第一場(chǎng)效應(yīng)管、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器、第一儀表放大器、第二信號(hào)端、第三信號(hào)端、第四信號(hào)端、輸出端；
11、第二運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端分別與第一場(chǎng)效應(yīng)管的第二端、第十一電阻的一端和第四電容的一端連接，第二運(yùn)算放大器的正極輸入端與第一場(chǎng)效應(yīng)管的第一端連接，第一電容的一端分別與第二運(yùn)算放大器的輸出端、第十一電阻的另一端和第四電容的另一端連接，第一電容的另一端分別與第五電阻的一端和第六電阻的一端連接；
12、第三運(yùn)算放大器的正極輸入端與第六電阻的另一端連接，第三運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端分別與第七電阻的一端、?第八電阻的一端和第十電阻的一端連接，?第十電阻的另一端與第四信號(hào)端連接，第九電阻的一端分別與第三運(yùn)算放大器的輸出端和第八電阻的另一端連接，第九電阻的另一端分別與第一多通道單刀單擲開(kāi)關(guān)的第一引腳和第四引腳連接；
13、第一多通道單刀單擲開(kāi)關(guān)的第二引腳分別與第二電容的一端和第一儀表放大器的第一引腳連接，第一多通道單刀單擲開(kāi)關(guān)的第三引腳分別與第三電容的一端和第一儀表放大器的第四引腳連接，第一多通道單刀單擲開(kāi)關(guān)的第五引腳與第二信號(hào)端連接，第一多通道單刀單擲開(kāi)關(guān)的第十三引腳與第三信號(hào)端連接；
14、第一儀表放大器的第二引腳與第十二電阻的一端連接，第一儀表放大器的第三引腳與第十二電阻的另一端連接，第一儀表放大器的第七引腳與輸出端連接。
15、進(jìn)一步地，所述第二電容和所述第三電容的電容值大于所述第一電容和所述第四電容，第一儀表放大器的第七引腳還與低通濾波器連接。
16、進(jìn)一步地，所述主控單元分別通過(guò)所述第三信號(hào)端和所述第二信號(hào)端控制所述第一多通道單刀單擲開(kāi)關(guān)的通道的通斷。
17、本專利技術(shù)還提供一種抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀控制方法，應(yīng)用于上述任意一條所述的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，包括：
18、通過(guò)主控單元生成第一控制信號(hào)，將第一控制信號(hào)通過(guò)第一信號(hào)端輸送至光源調(diào)制單元，依據(jù)第一控制信號(hào)控制光源調(diào)制單元的光源的周期性亮滅；
19、通過(guò)主控單元生成第二信號(hào)端對(duì)應(yīng)的第二控制信號(hào)和所述第三信號(hào)端對(duì)應(yīng)的第三控制信號(hào)，將第二控制信號(hào)和第三控制信號(hào)輸送到光源解調(diào)單元；
20、當(dāng)光源調(diào)制單元的光源為點(diǎn)亮周期時(shí)，依據(jù)第二控制信號(hào)控制光源解調(diào)單元接收光信號(hào)，當(dāng)光源調(diào)制單元的光源為熄滅周期時(shí)，依據(jù)第三控制信號(hào)控制光源解調(diào)單元接收暗信號(hào)，通過(guò)光源調(diào)制單元的儀表放大器計(jì)算光信號(hào)和暗信號(hào)之間的差值信號(hào)，將差值信號(hào)發(fā)送到所述主控單元中；
21、通過(guò)所述主控單元對(duì)差值信號(hào)進(jìn)行處理，得到差分信號(hào)，得到的差分信號(hào)即為水質(zhì)特征的光強(qiáng)信號(hào)，對(duì)光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理計(jì)算，得到水質(zhì)參數(shù)。
22、進(jìn)一步地，所述第一控制信號(hào)是頻率為500hz的脈沖調(diào)制信號(hào)，所述第一控制信號(hào)、所述第二控制信號(hào)和所述第三控制信號(hào)這三個(gè)控制信號(hào)是同步生成的。
23、進(jìn)一步地，所述光源調(diào)制單元的光源的亮滅周期為2毫秒，環(huán)境光信號(hào)為所述光源解調(diào)單元接收到的干擾信號(hào)；
24、計(jì)算光信號(hào)與暗信號(hào)之間的差值公式包括：
25、輸入級(jí)信號(hào)=暗信號(hào)+光信號(hào)+環(huán)境光信號(hào)；
26、儀表放大器的正向端信號(hào)=?暗信號(hào)+光信號(hào)+環(huán)境光信號(hào)；
27、儀表放大器的反向端信號(hào)=?暗信號(hào)+?環(huán)境光信號(hào)；
28、儀表放大器的輸出信號(hào)=?正向端信號(hào)-?反向端信號(hào)=光信號(hào)。
29、本專利技術(shù)提供的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀和控制方法，具有以下有益效果：
30、通過(guò)光源調(diào)制單元周期性控制光源的開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)，能抑制環(huán)境光背景噪聲對(duì)光信號(hào)的干擾，提高了光信號(hào)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性；其次，光源解調(diào)單元接收光信號(hào)和暗信號(hào)，通過(guò)暗電流過(guò)濾處理和差值信號(hào)計(jì)算，降低了暗電流影響，進(jìn)一步提高了信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性；最后，主控單元通過(guò)對(duì)差值信號(hào)進(jìn)行分析處理，能夠精確計(jì)算水質(zhì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)分析儀對(duì)水質(zhì)參數(shù)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和分析，從而實(shí)時(shí)觀察待測(cè)樣本的反應(yīng)變化，從而使水質(zhì)分析儀能夠無(wú)需更換濾光片便能提高水質(zhì)分析的精度和穩(wěn)定性，滿足實(shí)際生產(chǎn)和監(jiān)測(cè)需求，為水質(zhì)監(jiān)測(cè)和分析提供了有效的技術(shù)支持，還降低了維護(hù)的成本。
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1.一種抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，其特征在于，所述光源調(diào)制單元包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，其特征在于，所述光源解調(diào)單元包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，其特征在于，所述第二電容和所述第三電容的電容值大于所述第一電容和所述第四電容，第一儀表放大器的第七引腳還與低通濾波器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，其特征在于，所述主控單元分別通過(guò)所述第三信號(hào)端和所述第二信號(hào)端控制所述第一多通道單刀單擲開(kāi)關(guān)的通道的通斷。
6.一種抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀控制方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1-5任意一條所述的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，其特征在于，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀控制方法，其特征在于，所述第一控制信號(hào)是頻率為500Hz的脈沖調(diào)制信號(hào)，所述第一控制信號(hào)、所述第二控制信號(hào)和所述第
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀控制方法，其特征在于，所述光源調(diào)制單元的光源的亮滅周期為2毫秒，環(huán)境光信號(hào)為所述光源解調(diào)單元接收到的干擾信號(hào)；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，其特征在于，所述光源調(diào)制單元包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，其特征在于，所述光源解調(diào)單元包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，其特征在于，所述第二電容和所述第三電容的電容值大于所述第一電容和所述第四電容，第一儀表放大器的第七引腳還與低通濾波器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抑制環(huán)境光和暗電流影響的水質(zhì)分析儀，其特征在于，所述主控單元分別通過(guò)所述第三信號(hào)端和所述第二信號(hào)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王杰，劉占濤，朱永劍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：恒天益科技深圳有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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