技术领域
[0001] 本
发明涉及一种浊度检测装置，主要应用于
水环境监测、
水产养殖、
生物发酵工程等领域。
背景技术
[0002] 目前使用较多的浊度检测装置有两种，一是散射光式在线浊度仪，是一种散射与透射多光路比较测量得出液体色浊度的仪器。其工作原理是利用液体中悬浮颗粒的散射光不受液体
色度影响，让光
电池接受被测液体的散射光和
透射光进行比较测量，分别得出需测液体的色度值和浊度值。其中传感部分所得到的散射光
信号由控制
电路来综合处理，再以串行信号传送到浊度仪主机，主机对浊度数据进行处理，并通过
液晶屏显示。二是用调制
光源光强测量浊度仪，将采集到的信号通过
带通滤波、整流、低通滤波，从而得到浊度信号，
单片机作为
硬件的核心，它与计算机间采用RS232通讯。但这两种浊度仪在检测时有
缺陷，一是由于检测的信号只有比较微弱的μA级，导致整个仪器抗干扰能
力差，测量结果准确性较差。二是大多数都是台式的浊度仪，即只能应用于抽样测量，不能连续测量流动的液体的浊度。
发明内容
[0003] 本发明为了克服
现有技术的不足，提供了一种智能浊度仪，可连续精确地检测浊度。
[0004] 本发明采用的技术方案是：将
光信号连接光电池后再串接到单片机的输入端进行
信号处理，单片机的输出连接液晶屏和
现场总线，现场总线将处理过的信号传送到浊度仪主机，光电池采用
硅光电池，在光电池和单片机之间还
串联一个调理电路，所述调理电路是由放大电路和
电压跟随器以
电阻连成的一个匹配电路，在
放大器的输入和输出端并联第一反馈电阻，在放大器的两脚间连接一个可调电阻；在电压跟随器的输入和输出端并联第二反馈电阻，电压跟随器的输入端还连接滑动变阻器，滑动变阻器和电容、
电解电容及三端稳压器相并联。
[0005] 本发明通过电压跟随器后使输出电阻接近为零且
输出电压值稳定，为运放内部的晶体管提供一个静态工作点，使得晶体管工作在放大区，提高带负载能力，
输出信号不产生失真。抗干扰能力强、
电流偏置低、噪声低。同时将先进的现场总线技术融入到浊度检测仪，方便于在工、农业现场网络测量和控制。
附图说明
[0006] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
[0007] 图1是本发明的硬件结构连接示意图；
[0008] 图2、图3是图1中调理电路4的电路图；
[0009] 图4是图1中现场总线7的通信
接口模
块结构图。
具体实施方式
[0010] 如图1，将光信号1连接硅光电池2，硅光电池2作为测量用的
传感器探头，硅光电池2将散射光信号1转换成电流信号3后再串接串联一个调理电路4到单片机5的输入端，单片机5进行信号处理，单片机5的输出连接液晶屏8和现场总线7，现场总线7将处理过的信号传送到浊度仪主机，单片机5与浊度仪主机采用RS232通讯方式相连，现场总线7的通讯接口采用Profibus DP(现场总线通讯模块)。
[0011] 如图2的调理电路4是由放大电路和电压跟随器以电阻R204连成的一个匹配电路，输入端即标有电流i(0～10μA)处接硅光电池2的正端，标有Nout符号为调理电路4的信号输出端，送入型号为C8051F020的单片机5为
控制器。在放大电路的放大器CA3140的输入和输出端并联反馈电阻R203和电容C202，在放大器CA3140的两脚间连接一个可调电阻P202，放大器CA3140的另一端连接电阻R202后接地。在电压跟随器TL082的6、7脚间的输入和输出端并联一个反馈电阻R205和电容C203，5脚串接电阻R206后接地。电压跟随器TL082的3脚输入端还连接滑动变阻器P201，滑动变阻器P201和电容C201、电解电容E201及三端稳压器LM336相并联。
[0012] 本发明起放大作用的是放大器CA3140，放大倍数由其外围的反馈电阻R203决定，这样由信号调理电路的输出电压：U＝i·R203.，而其后面的运放是电压跟随器TL082，它们使用的供电电源皆是±12V，主要起阻抗匹配的作用，提高输入电阻，降低输出电阻，提高带负载能力。
[0013] 图3中的Ag接硅光电池2的负端。对硅光电池2的负端，即信号地端不直接和地相接，而是让其虚地，先用一三端稳压器LM336和电解电容E201、电容C201、滑动变阻器P201将电压稳定在一定值Uol，并使得其值稍微大于开启电压Uon＝0.7V，后通过运放TL082，此时输出电阻接近为零，使得输出的电压值也稳定在Uol，为运放内部的晶体管提供一个静态工作点，使得晶体管工作在放大区，输出信号不产生失真。
[0014] 本发明考虑到水温对浊度的影响，对浊度的测量进行了
温度补偿，温度的测量采用
精度高及响应时间少的铂电阻。其原理是应用铂电阻随温度的变化阻值发生变化的测温原理，将待测温度量的变化转化为电阻的变化，再进一步通过电桥电路转换为电量的变化。
[0015] 图4所示，C8051F020单片机5负责对通信芯片SPC3进行初始化，SPC3芯片使用48MHZ晶振，可自动检测总线数据传输速率，SPC3自动识别并接收传送给本站的数据报文，并根据报文结构的不同，识别出不同的服务存取点，将数据存进对应的BUF，SPC3通过TXD和RXD两个引脚连接IL485芯片后，即可接入Profibus现场总线7的网络，与上位组态计算机进行通信，传送指令和数据。另一方面，C8051F020单片机5通过74HC373芯片所存外部双口RAM，双口RAM作为与温度溶
氧测控仪的PROFIBUS-DP接口相连的数据缓冲区。利用双口RAM的双向中断功能，即写左端口开启右端中断，写右端口可开启左端中断的特点，把主站监控平台的数据命令传送至仪表，并把相关参数送至主站。每个仪表都作为Profibus总线网络的一个DP从站，可以在程序中设置其站地址。
