基于雙頻測定法的水電導(dǎo)率儀研制.pdf

1、電導(dǎo)率是衡量水質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，在電力、化工、食品、環(huán)保、冶金、制藥、電子、生化、供水等領(lǐng)域有很廣泛的應(yīng)用。并且隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，人們對(duì)于水的質(zhì)量提出越來越高的要求。長期以來如何準(zhǔn)確測量水的電導(dǎo)率，特別是高純水的電導(dǎo)率，一直是水質(zhì)監(jiān)控人員及電導(dǎo)儀生產(chǎn)廠家十分關(guān)注的問題。 電導(dǎo)率的測量技術(shù)作為水質(zhì)監(jiān)測與分析的重要理論依據(jù)，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展而得到了長足發(fā)展。電磁式電導(dǎo)率測量方法適合強(qiáng)酸強(qiáng)堿高溫高壓等惡劣條件下使用，但測量范

2、圍狹窄；電極式電導(dǎo)率測量法是目前最常用的電導(dǎo)率測量方法。隨著微處理器和集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化電極式電導(dǎo)率測量逐漸占據(jù)主流地位。相敏檢波法、雙脈沖法、動(dòng)態(tài)脈沖法、頻率法、正弦交流測定法等都充分利用了微處理器的豐富資源和處理能力，并加入了自動(dòng)的溫度補(bǔ)償和電容補(bǔ)償功能，很大程度上提高了測量的精度。 本論文在參閱國內(nèi)外大量參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)溶液導(dǎo)電機(jī)理和溶液在電極作用下的模型，分析了電極式電導(dǎo)率測量精度的影響因素，歸納起來主

3、要為三個(gè)方面：(1)電導(dǎo)池的極化效應(yīng)對(duì)測量的影響；(2)電導(dǎo)池的非純阻特性對(duì)測量的影響；(3)被測溶液的溫度對(duì)測量的影響。儀表采用雙頻正弦信號(hào)測定法進(jìn)行電導(dǎo)率測量，很好的解決了電導(dǎo)池的極化效應(yīng)和電容效應(yīng)兩個(gè)長期困擾電導(dǎo)率測量精度的問題，通過公式計(jì)算能夠準(zhǔn)確測定水的電導(dǎo)率。在此基礎(chǔ)上研制了采用雙頻電導(dǎo)率測定方法，具有網(wǎng)絡(luò)化功能的水電導(dǎo)率測量儀。該儀表以ARM微控制器LM3S8962為核心，采用AT89S52單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器TLV563

4、8構(gòu)成DDFS低頻信號(hào)源，設(shè)計(jì)二階帶通濾波器電路、電子開關(guān)、量程切換、真有效值轉(zhuǎn)換等電路，雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器ICL7135保證采集數(shù)據(jù)精確，根據(jù)雙頻電導(dǎo)率測定法計(jì)算電導(dǎo)率，軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償。LM3S8962內(nèi)部集成了網(wǎng)絡(luò)控制器與收發(fā)器，只要采用精簡的TCP/IP協(xié)議棧就能實(shí)現(xiàn)儀表的網(wǎng)絡(luò)化，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的電導(dǎo)率測量儀表，實(shí)現(xiàn)了底層儀表與Internet的無縫連接，用戶通過網(wǎng)頁瀏覽器訪問嵌入式Web服務(wù)器，讀取儀表的測