一種高精度超聲波濃度計的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種智能電路，具體是一種高精度超聲波濃度計。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波在懸浮液中傳播時，與懸浮粒子相遇的超聲波在界面被散射衰減，其余部分入射到粒子內(nèi)被吸收衰減，接觸界面的超聲波又受到粘滯衰減，最后到達接收端。各種衰減的機理是很復雜的，但都是由懸濁粒子所引起，并與懸濁粒子的數(shù)目成比例，基于此種原理設(shè)計出的超聲波濃度計具有測量方便、性能穩(wěn)定的優(yōu)點，但是超聲波易受到外界因素的干擾，從而影響測量精度。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾性強的高精度超聲波濃度計，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]—種高精度超聲波濃度計，包括發(fā)射單元、接收單元、單片機控制中心、鍵盤、顯示電路、存儲器、電流輸出模塊、繼電器輸出模塊和開關(guān)量輸出模塊，所述單片機控制中心分別連接發(fā)射單元和接收單元，發(fā)射單元發(fā)出的超聲波經(jīng)過懸濁液后被接收單元接收，單片機控制中心還分別連接鍵盤、顯示電路、存儲器、電流輸出模塊、繼電器輸出模塊和開關(guān)量輸出模塊；
[0006]所述接收單元包括芯片ICl、芯片IC2和電阻Rl，電阻Rl的一端連接電源VCC，電阻Rl的另一端連接電容Cl、電容C2、電位器RPl的固定端、芯片ICl的引腳6和芯片ICl的引腳7，電容Cl的另一端連接電容C2的另一端并接地，電位器RPl的另一個固定端連接電阻R2，電阻R2的另一端接地，電位器RPl的滑動端連接芯片ICl的引腳5，芯片ICl的引腳8連接電容C4，電容C4的另一端連接輸入信號IN，芯片ICl的引腳I連接電容C6、電容C7、電位器RP2的固定端、電位器RP2的滑動端和芯片IC2的引腳3，芯片ICl的引腳2連接電容C3，電容C3的另一端連接電容C5、電容C6的另一端、電容C7的另一端、電阻R3和芯片ICl的引腳3，芯片ICl的引腳4連接電容C5的另一端，芯片IC2的引腳4連接電阻R4和電阻R5，電阻R4的另一端接地，芯片IC2的引腳2接地，芯片IC2的引腳5連接電源VCC，芯片ICl的引腳I連接電阻R6，電阻R6的另一端連接電阻R5的另一端并輸出OUT信號到單片機控制中心。
[0007]作為本實用新型的優(yōu)選方案:所述單片機控制中心的主核心部件是C8051F021型單片機。
[0008]作為本實用新型的優(yōu)選方案:所述芯片ICl的型號為AD8307，所述芯片IC2的型號為 AD8031。
[0009]作為本實用新型的優(yōu)選方案:所述發(fā)射單元為DDSAD9833脈沖發(fā)生器。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型超聲波濃度計采用單端輸入，有對數(shù)零點和斜率調(diào)節(jié)電路的對數(shù)放大器將接收到的超聲波信號進行處理，使接收單元的最終輸出是低阻抗的，提高了抗干擾能力，增加了測量精度，因此本設(shè)計具有結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾性強、功能多樣的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0011]圖1為高精度超聲波濃度計的結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖2是高精度超聲波濃度計的電路圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0014]請參閱圖1、2，一種高精度超聲波濃度計，包括發(fā)射單元、接收單元、單片機控制中心、鍵盤、顯不電路、存儲器、電流輸出模塊、繼電器輸出模塊和開關(guān)量輸出模塊，所述單片機控制中心分別連接發(fā)射單元和接收單元，發(fā)射單元發(fā)出的超聲波經(jīng)過懸池液后被接收單元接收，單片機控制中心還分別連接鍵盤、顯示電路、存儲器、電流輸出模塊、繼電器輸出模塊和開關(guān)量輸出模塊；
[0015]所述接收單元包括芯片ICl、芯片IC2和電阻Rl，電阻Rl的一端連接電源VCC，電阻Rl的另一端連接電容Cl、電容C2、電位器RPl的固定端、芯片ICl的引腳6和芯片ICl的引腳7，電容Cl的另一端連接電容C2的另一端并接地，電位器RPl的另一個固定端連接電阻R2，電阻R2的另一端接地，電位器RPl的滑動端連接芯片ICl的引腳5，芯片ICl的引腳8連接電容C4，電容C4的另一端連接輸入信號IN，芯片ICl的引腳I連接電容C6、電容C7、電位器RP2的固定端、電位器RP2的滑動端和芯片IC2的引腳3，芯片ICl的引腳2連接電容C3，電容C3的另一端連接電容C5、電容C6的另一端、電容C7的另一端、電阻R3和芯片ICl的引腳3，芯片ICl的引腳4連接電容C5的另一端，芯片IC2的引腳4連接電阻R4和電阻R5，電阻R4的另一端接地，芯片IC2的引腳2接地，芯片IC2的引腳5連接電源VCC，芯片ICl的引腳I連接電阻R6，電阻R6的另一端連接電阻R5的另一端并輸出OUT信號到單片機控制中心。
[0016]單片機控制中心的主核心部件是C8051F021型單片機。
[0017]芯片ICl的型號為AD8307，芯片IC2的型號為AD8031。
[0018]發(fā)射單元為DDSAD9833脈沖發(fā)生器。
[0019]本實用新型的工作原理是:在一定條件下衰減是和濃度成比例的，測知懸浮液的聲衰減系數(shù)，就能求出濃度，由接收單元接收到的超聲波幅度將隨懸浮液濃度的增加而衰減，聲波幅度轉(zhuǎn)換成的電壓值也隨濃度的增加而衰減，該濃度-電壓衰減曲線經(jīng)過標定后，即可從測量電壓得到濃度值。
[0020]系統(tǒng)以超聲波發(fā)射和接收單元為核心，超聲波發(fā)射單元采用直接數(shù)字頻率合成芯片AD9833產(chǎn)生脈沖串，經(jīng)過功率放大電路驅(qū)動超聲波換能器，超聲波經(jīng)過懸濁液到達接收換能器，利用92dB對數(shù)放大器AD8307對回波衰減信號進行對數(shù)放大，最后由微控制器對數(shù)據(jù)進行處理得出濃度值。
[0021]系統(tǒng)為了增加抗干擾性，接收單元使用AD8307對數(shù)放大器，AD8307使輸出信號和輸入信號的包絡(luò)成對數(shù)比例。AD8307對信號動態(tài)范圍的壓縮不需要提取輸入信號的電平來控制增益，其增益與信號的大小成反比，它采用單端輸入，有對數(shù)零點和斜率調(diào)節(jié)電路，將對數(shù)零點設(shè)在_84dBm，斜率定為大約20mv/dB。AD8307后加入AD8031作為反饋放大器作為一級緩沖，主要作用有二:一是使接收單元最終輸出是低阻抗的，提高抗干擾能力；二是通過這一級的電壓增益將對數(shù)斜率恢復到25mv/dB。
[0022]同時系統(tǒng)還設(shè)置了鍵盤、顯示、存儲器、開關(guān)量輸出、繼電器輸出、電流輸出等模塊，鍵盤顯示模塊和存儲模塊可以方便對測試數(shù)據(jù)記性記錄和查詢，通過外接繼電器、電磁閥等控制部件還能方便的實現(xiàn)濃度控制、濃度報警等功能，因此本設(shè)計具有結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾性強、功能多樣的優(yōu)點。
【主權(quán)項】
1.一種高精度超聲波濃度計，包括發(fā)射單元、接收單元、單片機控制中心、鍵盤、顯示電路、存儲器、電流輸出模塊、繼電器輸出模塊和開關(guān)量輸出模塊；其特征在于，所述單片機控制中心分別連接發(fā)射單元和接收單元，發(fā)射單元發(fā)出的超聲波經(jīng)過懸濁液后被接收單元接收，單片機控制中心還分別連接鍵盤、顯示電路、存儲器、電流輸出模塊、繼電器輸出模塊和開關(guān)量輸出模塊； 所述接收單元包括芯片ICl、芯片IC2和電阻Rl，電阻Rl的一端連接電源VCC，電阻Rl的另一端連接電容Cl、電容C2、電位器RPl的固定端、芯片ICl的引腳6和芯片ICl的引腳7，電容Cl的另一端連接電容C2的另一端并接地，電位器RPl的另一個固定端連接電阻R2，電阻R2的另一端接地，電位器RPl的滑動端連接芯片ICl的引腳5，芯片ICl的引腳8連接電容C4，電容C4的另一端連接輸入信號IN，芯片ICl的引腳I連接電容C6、電容C7、電位器RP2的固定端、電位器RP2的滑動端和芯片IC2的引腳3，芯片ICl的引腳2連接電容C3，電容C3的另一端連接電容C5、電容C6的另一端、電容C7的另一端、電阻R3和芯片ICl的引腳3，芯片ICl的引腳4連接電容C5的另一端，芯片IC2的引腳4連接電阻R4和電阻R5，電阻R4的另一端接地，芯片IC2的引腳2接地，芯片IC2的引腳5連接電源VCC，芯片ICl的引腳I連接電阻R6，電阻R6的另一端連接電阻R5的另一端并輸出OUT信號到單片機控制中心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度超聲波濃度計，其特征在于，所述單片機控制中心的主核心部件是C8051F021型單片機。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度超聲波濃度計，其特征在于，所述芯片ICl的型號為AD8307，所述芯片IC2的型號為AD8031。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度超聲波濃度計，其特征在于，所述發(fā)射單元為DDSAD9833脈沖發(fā)生器。
【專利摘要】本實用新型公開一種高精度超聲波濃度計，包括發(fā)射單元、接收單元、單片機控制中心、鍵盤、顯示電路、存儲器、電流輸出模塊、繼電器輸出模塊和開關(guān)量輸出模塊。本實用新型超聲波濃度計采用單端輸入，有對數(shù)零點和斜率調(diào)節(jié)電路的對數(shù)放大器將接收到的超聲波信號進行處理，使接收單元的最終輸出是低阻抗的，提高了抗干擾能力，增加了測量精度，因此本設(shè)計具有結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾性強、功能多樣的優(yōu)點。
【IPC分類】G01N29/032
【公開號】CN204855452
【申請?zhí)枴緾N201520455967
【發(fā)明人】陳三文
【申請人】陳三文
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年6月29日