環(huán)境水體原位監(jiān)測自動(dòng)過濾系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、密級桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文（全日制專業(yè)學(xué)位碩士）題目環(huán)境水體原位監(jiān)測自動(dòng)過濾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(英文)TheDesignofAutomaticFilteringSystemfEnvironmentWaterinsitumoniting研究生學(xué)號:1308304029研究生姓名:何華梁指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):郭慶教授申請學(xué)位門類:工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)名稱:儀器儀表工程提交論文日期:2016年4月論文答辯日期:2016年6月摘要I摘要營養(yǎng)鹽原位監(jiān)測

2、儀是一種可以檢測水體中營養(yǎng)鹽濃度的儀器，具有實(shí)時(shí)性和連續(xù)性的特點(diǎn)，在海洋環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用廣泛。原位監(jiān)測儀對水樣進(jìn)行檢測前，需要通過0.45μm水性過濾膜將水樣中大顆粒雜質(zhì)濾除，而我國一些污染嚴(yán)重的近海水域，濾膜負(fù)載大，常常由于過濾膜被堵塞導(dǎo)致機(jī)器癱瘓。為了解決這一問題，本課題設(shè)計(jì)了一套水樣全自動(dòng)過濾系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有檢測濾膜堵塞和更換濾膜的功能。在原位監(jiān)測儀工作過程中，系統(tǒng)檢測到過濾膜被堵塞后，能夠自動(dòng)更換濾膜排除堵塞，保證原位監(jiān)測儀長期有

3、效的運(yùn)行。目前，毫米級膠管堵塞檢測問題尚無人研究。為了完成濾膜堵塞檢測功能，進(jìn)行了過濾膜堵塞實(shí)驗(yàn)，觀察到了膠管被堵塞后出現(xiàn)真空的現(xiàn)象，進(jìn)而提出一種基于電容傳感器的膠管堵塞檢測方法，利用電容電介質(zhì)介電常數(shù)改變的原理對膠管內(nèi)液位進(jìn)行檢測，設(shè)計(jì)了一種處于同一平面的平板電容探頭，并對膠管內(nèi)非均勻多介質(zhì)的復(fù)雜電介質(zhì)情況進(jìn)行了分析。隨后，對傳感器進(jìn)行了測試，根據(jù)測試數(shù)據(jù)改進(jìn)了傳感器探頭設(shè)置。獨(dú)創(chuàng)性的解決了毫米級膠管堵塞的非接觸檢測問題。為實(shí)現(xiàn)更換被

4、堵塞濾頭功能，參考了左輪手槍的設(shè)計(jì)原理，將更換濾頭動(dòng)作模擬左輪手槍換子彈的工作過程。設(shè)計(jì)了一套機(jī)械裝置，制作了更換濾頭和固定濾頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件電路分為四個(gè)模塊：主控制模塊、濾膜堵塞檢測模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和USB通信模塊。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化編程思想，按功能分為數(shù)據(jù)采集程序、蠕動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)程序、濾膜更換程序和USB通信程序等。最后，對系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行了測試，對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，并進(jìn)行了整機(jī)聯(lián)調(diào)。測試結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對