[实用新型]多元素分析仪装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种多元素分析仪装置，基于光电比色法的原理，用于钢铁等金属行业中平炉铁、铸造铁、低合金铁、碳钢、低合金钢、不锈钢材料中的Si、Mn、P、Cr、Ni、Ti、Mo、W、Cu等多种元素含量的测量。

背景技术

光电比色法是在光电比色计上测量一系列标准溶液的吸光度，将吸光度对浓度作图，绘制工作曲线，然后根据待测组分溶液的吸光度在工作曲线上查得其浓度或含量。

以往的多元素分析仪以一片单片机为核心，集成传感器信号处理、数据采集、键盘、LED显示、存储和打印等诸多功能。虽然仪器结构简单运行稳定，但由于所有分析处理功能均由一片单片机承担，指令多、操作不方便，单片机存储容量小，不能同时对多个测试通道独立进行分析工作。这些都会影响元素含量分析工作的工作效率，不能满足日益提高的生产要求。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：现有多元素分析仪按键指令多、操作不方便，存储容量小，不能同时对多个测试通道独立进行分析工作，需要一种操作便捷稳定，可同时处理多个测试通道数据的多元素分析仪。

本实用新型的技术方案是：多元素分析仪装置，包括测试通道、上位机和下位机，上位机为一计算机，下位机包括一单片机和模/数转换模块，两者通过RS232串行接口连接；其中上位机包括图形用户界面、多元素分析控制系统和数据库三个模块，图形用户界面模块为人机交互端口，多元素分析控制系统模块与下位机的单片机双向连接，下位机的模/数转换模块的输入与测试通道的输出连接。

下位机采用51系列单片机，模/数转换模块为一片ICL 7135 A/D芯片，各测试通道通过4051数字开关连接模/数转换模块。

与以往的多元素分析仪相比，本实用新型系统采用上-下位机模式，将原来过度集中的各功由上、下位机共同完成，充分发挥上、下位机各自的运行优势，使数据采集和数据分析能够分别同时进行。由于下位机不再进行数据分析处理、人机交互、显示、打印等工作而专用于传感器信号的数据采集，运行负担减轻，从而方便进行多个测试通道测试信号的分时数据采集，实现整个系统同步对多个测试通道数据独立进行分析；上位机利用计算机硬件及相应的分析软件，发挥计算机多线程操作方便、高速、大容量的特点，使整个多元素分析仪系统具有以往的多元素分析仪所不具备的操作方便、可同时对多个测试通道独立进行分析工作、数据存储容量大等优点。

本实用新型系统采用上-下位机的模式，数据采集和数据分析分别同时进行，可对多个测量通道同步、独立分析处理，基于多线程的数据采集和处理方法提高数据处理能力，采用超采样和中间值求平均的抗干扰措施提高采集数据的精确度，采用数据库管理技术提高标准曲线和被测曲线的数据存储容量，上、下位机分工合作，提高了工作效率，并使整体多元素分析仪系统的分析精确度和准确度得到大大提高。

附图说明

图1为本实用新型系统结构示意图。

图2为本实用新型系统原理示意图。

具体实施方式

如图1，本实用新型多元素分析仪系统包括上位机和下位机，下位机采集测试通道的数据传输给上位机，上位机为一计算机，下位机包括一单片机MCU和模/数转换模块，两者通过RS232串行接口连接；其中上位机设置图形用户界面、多元素分析控制系统和数据库三个模块，图形用户界面模块为人机交互端口，实现人机交互，多元素分析控制系统模块与下位机的单片机双向连接，多元素分析控制系统模块分析用户指令、接收处理下位机采集的数据、向下位机发出分析指令、对数据库模块进行读写和维护操作，下位机的单片机接收来自上位机的指令，依据上位机的指令完成相应的数据采集和预处理，并按指令向上位机传送相应的数据；下位机的模/数转换模块的输入与测试通道的输出连接，同时采集所连接的各测试通道的数据。

本实用新型多个测量通道可同时、独立地完成零点校验、制定标准曲线、测量等工作。采用基于多线程的数据采集和处理方法；利用数据库管理来维护标准曲线和分析结果数据；在数据采集中采用了超采样和中间值求平均的抗干扰措施；在数据处理中采用最小二乘方法提高标准曲线数据拟合精度。