基于STM32單片機的光電式濁度儀的設(shè)計與實現(xiàn)
發(fā)布時間：2021-03-02 20:48
水的濁度（Turbidity）是用來反映水的清澈或者渾濁程度的一個重要技術(shù)指標。渾濁的水源主要是由于水中包含泥沙、細菌、微生物、懸浮顆粒和膠體等有機物和無機物引起的,這些雜質(zhì)直接影響了水的質(zhì)量,還可能引發(fā)傳染疾病。針對以上存在的水污染問題,本文設(shè)計了一種基于STM32F103單片機的光電式濁度儀,能夠快速、準確的測量水體的濁度,對水質(zhì)測量具有重要的現(xiàn)實意義。論文給出了光電式濁度儀的總體設(shè)計方案,包括光路設(shè)計、硬件電路設(shè)計以及軟件設(shè)計。在光路設(shè)計過程中,分別分析論證了傳感器的選型,包括光源、光電探測器和水槽的設(shè)計。在硬件電路設(shè)計中,為了從源頭上減少噪聲對測量結(jié)果的影響,設(shè)計了穩(wěn)壓驅(qū)動電路,使光源發(fā)光更加穩(wěn)定可靠。光電探測器將捕捉到的光信號轉(zhuǎn)換成電流信號,通過I/V轉(zhuǎn)換電路將該電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號,經(jīng)過放大電路和濾波電路之后供STM32單片機采集、處理、控制和顯示。在軟件設(shè)計中,根據(jù)濁度的性質(zhì),微小的懸浮顆粒不斷地做無規(guī)則的布朗運動,而大顆粒的懸浮物會快速的沉淀到水槽的底部,造成測量結(jié)果的不穩(wěn)定。為此,引入中值濾波算法和滑動窗口濾波算法,使測量結(jié)果更加穩(wěn)定和準確。系統(tǒng)還設(shè)計了人機交互界面...
【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
哈希1720E系列在線式濁度儀
重慶大學碩士學位論文 1 緒 論其測量范圍為 0-100NTU，測量精度為 0.001NTU。測量過程中只需將儀器的探測器接入到流動的水源中就能實時在線檢測水樣的渾濁度。1720 系列濁度儀由顯示模塊和傳感器模塊兩部分組成，傳感器模塊內(nèi)部發(fā)出的是可見光，與待測水樣中的懸浮物質(zhì)相互作用產(chǎn)生散射光，浸在水樣中傳感器模塊中的光電探測器檢測的是與入射光呈 90°角的散射光。1720 系列濁度儀還具有整合式除泡器系統(tǒng)，當連續(xù)流動的水樣經(jīng)過該系統(tǒng)，能除去水樣中夾帶的氣泡，降低氣泡對測量結(jié)果的影響，整合式除泡器系統(tǒng)不會受到待測水樣壓力和流速的影響。
圖 1.3 WGZ-C 系列便攜式濁度計Fig.1.3 WGZ-C series turbidimeter廠家還有武漢沃特公司的 WT-OT3 系列采用的國際標準的近紅外860nm的LED受后向散射光，使用光纖作為光束的傳輸光的影響，很好的解決了光路傳輸問題 3%。因為使用的是后向散射光作為測量比國外先進的濁度儀相比較低。儀分析對比儀的分析對比，得出以下幾點結(jié)論：保局頒布 EPA180.1 標準規(guī)定使用鎢絲燈體結(jié)果不準確，而且鎢絲燈發(fā)光熱量大歐洲頒布 ISO7027 標準規(guī)定使用近紅外
【參考文獻】：
期刊論文
[1]金屬氧化物TFT閾值對LCD顯示屏可靠性的影響[J]. 樓均輝,姜姝,吳天一,符鞠建,夏興達,何澤尚,遲宵,應(yīng)變,李喜峰. 發(fā)光學報. 2018(03)
[2]量子點材料應(yīng)用于發(fā)光二極管的研究進展[J]. 郝藝,徐征,李赫然,李青. 材料科學與工程學報. 2018(01)
[3]C語言下的抗干擾消抖按鍵程序設(shè)計研究[J]. 張紅軍. 數(shù)碼世界. 2018(01)
[4]輸出可調(diào)I/V隔離轉(zhuǎn)換電路設(shè)計及分析[J]. 鄭波祥. 工業(yè)控制計算機. 2017(12)
[5]朗伯比爾定律在硫酸銅溶液濃度中的應(yīng)用[J]. 朱達. 考試周刊. 2017(A5)
[6]基于光敏電阻的簡易照度計的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 翁健衎,劉衛(wèi)玲,常曉明. 電子測量技術(shù). 2017(11)
[7]激光二極管正向電特性的檢測與分析研究[J]. 段文群,楊建峰. 激光雜志. 2017(07)
[8]基于I2C的單片機EEPROM的設(shè)計[J]. 常洪波,李賽賽. 價值工程. 2017(10)
[9]μC/GUI在STM32F103上的移植[J]. 楊潔雨,周澤滿,徐海賢. 工業(yè)控制計算機. 2017(03)
[10]一種RS485串口通信電路的高可靠性設(shè)計[J]. 熊文,王莉,肖健,呂鵬,伊洋. 自動化與儀器儀表. 2017(03)
碩士論文
[1]基于STM32的工程車輛遠程監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 徐俊鋒.華東理工大學 2017
[2]光學濁度傳感器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 王志丹.南京信息工程大學 2016
[3]小型無人機飛控系統(tǒng)硬件及航姿參考系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 梁爽.重慶大學 2016
[4]便攜式光電濁度儀的研究[D]. 羅民富.重慶大學 2010
[5]光電濁度儀的研究與設(shè)計[D]. 劉暢.電子科技大學 2008
本文編號：3059925
【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
哈希1720E系列在線式濁度儀
重慶大學碩士學位論文 1 緒 論其測量范圍為 0-100NTU，測量精度為 0.001NTU。測量過程中只需將儀器的探測器接入到流動的水源中就能實時在線檢測水樣的渾濁度。1720 系列濁度儀由顯示模塊和傳感器模塊兩部分組成，傳感器模塊內(nèi)部發(fā)出的是可見光，與待測水樣中的懸浮物質(zhì)相互作用產(chǎn)生散射光，浸在水樣中傳感器模塊中的光電探測器檢測的是與入射光呈 90°角的散射光。1720 系列濁度儀還具有整合式除泡器系統(tǒng)，當連續(xù)流動的水樣經(jīng)過該系統(tǒng)，能除去水樣中夾帶的氣泡，降低氣泡對測量結(jié)果的影響，整合式除泡器系統(tǒng)不會受到待測水樣壓力和流速的影響。
圖 1.3 WGZ-C 系列便攜式濁度計Fig.1.3 WGZ-C series turbidimeter廠家還有武漢沃特公司的 WT-OT3 系列采用的國際標準的近紅外860nm的LED受后向散射光，使用光纖作為光束的傳輸光的影響，很好的解決了光路傳輸問題 3%。因為使用的是后向散射光作為測量比國外先進的濁度儀相比較低。儀分析對比儀的分析對比，得出以下幾點結(jié)論：保局頒布 EPA180.1 標準規(guī)定使用鎢絲燈體結(jié)果不準確，而且鎢絲燈發(fā)光熱量大歐洲頒布 ISO7027 標準規(guī)定使用近紅外
【參考文獻】：
期刊論文
[1]金屬氧化物TFT閾值對LCD顯示屏可靠性的影響[J]. 樓均輝,姜姝,吳天一,符鞠建,夏興達,何澤尚,遲宵,應(yīng)變,李喜峰. 發(fā)光學報. 2018(03)
[2]量子點材料應(yīng)用于發(fā)光二極管的研究進展[J]. 郝藝,徐征,李赫然,李青. 材料科學與工程學報. 2018(01)
[3]C語言下的抗干擾消抖按鍵程序設(shè)計研究[J]. 張紅軍. 數(shù)碼世界. 2018(01)
[4]輸出可調(diào)I/V隔離轉(zhuǎn)換電路設(shè)計及分析[J]. 鄭波祥. 工業(yè)控制計算機. 2017(12)
[5]朗伯比爾定律在硫酸銅溶液濃度中的應(yīng)用[J]. 朱達. 考試周刊. 2017(A5)
[6]基于光敏電阻的簡易照度計的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 翁健衎,劉衛(wèi)玲,常曉明. 電子測量技術(shù). 2017(11)
[7]激光二極管正向電特性的檢測與分析研究[J]. 段文群,楊建峰. 激光雜志. 2017(07)
[8]基于I2C的單片機EEPROM的設(shè)計[J]. 常洪波,李賽賽. 價值工程. 2017(10)
[9]μC/GUI在STM32F103上的移植[J]. 楊潔雨,周澤滿,徐海賢. 工業(yè)控制計算機. 2017(03)
[10]一種RS485串口通信電路的高可靠性設(shè)計[J]. 熊文,王莉,肖健,呂鵬,伊洋. 自動化與儀器儀表. 2017(03)
碩士論文
[1]基于STM32的工程車輛遠程監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 徐俊鋒.華東理工大學 2017
[2]光學濁度傳感器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 王志丹.南京信息工程大學 2016
[3]小型無人機飛控系統(tǒng)硬件及航姿參考系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 梁爽.重慶大學 2016
[4]便攜式光電濁度儀的研究[D]. 羅民富.重慶大學 2010
[5]光電濁度儀的研究與設(shè)計[D]. 劉暢.電子科技大學 2008
本文編號：3059925
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