[实用新型]浊度传感器信号处理电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器信号处理技术领域，具体地说，是一种用于水质在线检测的浊度传感器信号处理电路。

背景技术

在供水生产中，为了满足饮用水安全指标，必须对水质进行实时在线检测，水质在线检测的参数常常包括余氯浓度值、浊度浓度值、水位高度、水温温度以及PH值等等。

目前，对于饮用水或自来水的浊度检测主要采用光电式浊度传感器，安装有一个红外发射管和一个红外接收管，红外发射管发出的红外光线穿透水介质后由红外接收管接收，通过判断红外接收管接收到的红外光强度来判断水介质的浊度值。

然而，现有技术的缺点是：由于红外光接收管感应到光信号强度比较微弱，采用单一的红外接收管对水质进行浊度检测，只适合浊度较高的水质检测环境，对于自来水或饮用水来说，浊度相对较低，采用单一红外接收管检测的精度不高，而且现有的传感器信号处理电路设计复杂，调试也不方便，特别是对于双接收管的浊度传感器信号处理电路还很少公开。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光电式浊度传感器信号处理电路，主要针对饮用水或自来水生产加工过程中浊度较低的水质进行检测，通过采集两个红外接收管接收到的光强度信号进行处理，使得浊度检测的精度更高，电路简单，调试也很方便。

为达到上述目的，本实用新型表述一种浊度传感器信号处理电路，包括直射接收管、散射接收管以及运算放大电路，其关键在于：还包括差分比例运算电路，所述差分比例运算电路设置有第一运算放大器，该第一运算放大器的正向输入端串第一电阻后与所述直射接收管信号线连接，该第一运算放大器的反向输入端串第二电阻后与所述散射接收管信号线连接，所述第一运算放大器的正向输入端还串接第三电阻后接地，该第一运算放大器的反向输入端与输出端之间串接有第四电阻，所述第一运算放大器的输出端连接所述运算放大电路的输入端，运算放大电路对传感器信号进行放大最后传送到控制器中。

所述第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻的阻值相等。

通过在运算放大电路的前面设置一个差分比例运算电路对直射接收管与散射接收管上的光强度信号作减法运算处理，当所述第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻的阻值相等时，所述第一运算放大器的输出端输出的电压值等于直射接收管信号电压值减去散射接收管信号电压值，由于接收管接收到的红外光感应信号的电压值都比较弱，但是对于直射接收管与散射接收管来说，接收管安装的位置不一样，光感应信号的强度也不一样，虽然二者的感应信号都比较弱，但是却处于同一数量级上，将二者的感应信号作减法处理，其差值相对而言就比较明显，减法处理后的差值信号再经过运算放大电路进行放大处理，最后得到比较理想的传感器信号。采用这种方式对微弱的光感应信号进行处理，对于是水质浊度较低的应用环境，检测的精度比较高。

所述运算放大电路设置有第二运算放大器，该第二运算放大器的正向输入端上串接第五电阻后与所述第一运算放大器的输出端连接，该第二运算放大器的反向输入端串第六电阻后接地，在第二运算放大器的反向输入端与输出端之间还串接有第七电阻。

所述运算放大电路的输出端连接有二级运算放大电路，所述二级运算放大电路包括第三运算放大器，该第三运算放大器的正向输入端串第八电阻后与所述运算放大电路的输出端连接，该第三运算放大器的反向输入端经第九电阻接地，该第三运算放大器的反向输入端还与滑动变阻器(W1)的一个固定端连接，该滑动变阻器(W1)的另一固定端与滑动端均连接在所述第三运算放大器的输出端上，第三运算放大器的输出端输出较为理想的传感器信号。

电路中设置有两级放大电路对所述差分比例运算电路输出的信号进行放大，第一级运算放大电路为第二运算放大器以及第五电阻、第六电阻和第七电阻组成的同相比例运算电路，放大的倍数由第五电阻、第六电阻以及第七电阻的阻值来决定。所述二级运算放大电路也是由第三运算放大器以及第八电阻、第九电阻和可变电阻组成的同相比例运算电路，电路的链接方式与所述的第一级运算放大电路连接的方式相同，只是在运算放大器的反向输入端与输出端之间采用可变电阻，使得电路的放大倍数可调。

所述二级运算放大电路的输出端还设置有电压跟随电路，所述电压跟随电路设置有第四运算放大器，该第四运算放大器的正向输入端连接所述第三运算放大器的输出端，该第四运算放大器的反向输入端与输出端连接，在第四运算放大器的输出端上连接有控制器。

采用第四运算放大器构成一个电压跟随电路将前级放大电路的输出端与后级控制器的输入端连接，起到了缓冲和隔离的作用，增强了电路的品质因数。