我國面臨著嚴重的水資源危機,大力發(fā)展海水淡化技術(shù)是解決我國沿海地區(qū)淡水資源匱乏的有效途徑。pH值和電導(dǎo)率是衡量海水淡化系統(tǒng)中水質(zhì)是否合格的重要指標。因此,研究pH和電導(dǎo)率參數(shù)在線檢測技術(shù)在海水淡化中具有重要意義。本文通過分析研究pH和電導(dǎo)率的測量原理以及相關(guān)傳感器的性能特點,針對海水淡化系統(tǒng)的特殊要求,設(shè)計了電位法測量pH值的高性能信號處理電路,提出了變頻激勵測量電導(dǎo)率的方法,在此基礎(chǔ)上設(shè)計并研發(fā)了一套海水淡化用在線pH及電導(dǎo)率檢測系統(tǒng)。本文主要研究工作包括:（1）本文研究了基于電位法的pH測量原理,分析了影響pH測量的因素。針對pH電極高內(nèi)阻、易受外界環(huán)境干擾等特點,設(shè)計了具有高輸入阻抗、抗干擾能力強的儀用運算放大電路。針對pH電極信號中干擾的特點,設(shè)計了基于遞推平均值的軟件濾波算法,提高了pH的檢測精度及其抗干擾能力。（2）本文研究了電導(dǎo)率的測量原理,分析了影響電導(dǎo)率測量的因素。針對電導(dǎo)率傳感器在測量過程中產(chǎn)生的電容效應(yīng)和極化效應(yīng),提出了變頻激勵的測量方法,并提供了不同電導(dǎo)率范圍對應(yīng)的激勵頻率,降低了電導(dǎo)率測量誤差。設(shè)計了變頻激勵源電路以及正弦波峰峰值采集算法,保證了對電導(dǎo)率信號的... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意義
    1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
        1.3.1 pH 測量的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 電導(dǎo)率測量的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 pH 值及電導(dǎo)率的測量原理
    2.1 pH 和電導(dǎo)率參數(shù)簡介
        2.1.1 水溶液中的pH 值
        2.1.2 水溶液中的電導(dǎo)率
    2.2 電位法測量pH 值的原理
        2.2.1 pH 電極的原理
        2.2.2 pH 校準
        2.2.3 pH 溫度補償
    2.3 變頻激勵法測量電導(dǎo)率的原理
        2.3.1 電導(dǎo)池原理
        2.3.2 基于變頻激勵的電導(dǎo)率測量方法
        2.3.3 電導(dǎo)率溫度補償
    2.4 本章小結(jié)
第3章 pH 及電導(dǎo)率在線檢測系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)概述
    3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計
    3.3 超聲波在線清洗裝置設(shè)計
        3.3.1 測量池設(shè)計
        3.3.2 超聲波清洗方法設(shè)計
    3.4 檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計
        3.4.1 硬件系統(tǒng)的構(gòu)成
        3.4.2 pH 信號處理電路
        3.4.3 函數(shù)發(fā)生器電路
        3.4.4 電導(dǎo)率信號處理電路
        3.4.5 溫度信號處理電路
        3.4.6 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路
    3.5 檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計
        3.5.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計
        3.5.2 數(shù)據(jù)采集處理模塊
        3.5.3 觸摸控制與顯示模塊
        3.5.4 SPI 總線設(shè)備驅(qū)動模塊
    3.6 本章小結(jié)
第4章 現(xiàn)場調(diào)試與實驗分析
    4.1 超聲波在線清洗現(xiàn)場調(diào)試
    4.2 系統(tǒng)在線檢測精度實驗
        4.2.1 電導(dǎo)率在線檢測精度實驗
        4.2.2 pH 檢測精度實驗
    4.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性實驗
        4.3.1 電極漂移實驗
        4.3.2 連續(xù)運行穩(wěn)定性實驗
    4.4 本章小結(jié)
第5章 工作總結(jié)及展望
致謝
參考文獻
附錄
詳細摘要


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]pH-ISFET生物微傳感集成芯片的研究[D]. 孫紅光.中國科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所） 2006

碩士論文
[1]海水淡化電導(dǎo)率在線測量系統(tǒng)研究[D]. 胡少鵬.杭州電子科技大學(xué) 2009
[2]一種新型工業(yè)電導(dǎo)信號測量儀的研制[D]. 張敏.浙江大學(xué) 2005
[3]自動換檔水電導(dǎo)率儀的研制[D]. 陳志永.河北工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號：3022874