電導(dǎo)率是一個(gè)描述溶液性質(zhì)的重要電化學(xué)參數(shù),電導(dǎo)率儀的應(yīng)用從傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測(cè)、農(nóng)業(yè)灌溉、鋁材廠工藝控制等領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展到白酒鑒別、鹽度檢測(cè)、中藥提取等其他新型問(wèn)題中。同時(shí)市場(chǎng)應(yīng)用對(duì)電導(dǎo)率儀檢測(cè)精度要求不斷提高,測(cè)量范圍更加寬廣。電導(dǎo)率測(cè)量技術(shù)中,電磁式測(cè)量法由于系統(tǒng)原因主要適用高電導(dǎo)率檢測(cè),電極測(cè)量法在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中更廣泛。本文分析了國(guó)內(nèi)外電導(dǎo)率儀和電極傳感器發(fā)展現(xiàn)狀,研究了溶液電導(dǎo)率測(cè)量影響因素,提出一種實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量的雙極性脈沖法,并設(shè)計(jì)了一種高電導(dǎo)電極傳感器和一種低電導(dǎo)電極傳感器,適用于不同電導(dǎo)率溶液的測(cè)量。通過(guò)采用雙極性脈沖激勵(lì)電導(dǎo)池減少測(cè)量過(guò)程中極化效應(yīng)和電容效應(yīng)的影響,采用溫度補(bǔ)償提高電導(dǎo)率儀在不同溫度下的適應(yīng)性。電導(dǎo)率儀使用STM32F407芯片作為微處理器,具有數(shù)據(jù)顯示、定時(shí)存儲(chǔ)、與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換等功能。硬件電路分為控制主板和變送板兩塊印刷電路板,控制主板主要包括時(shí)鐘、通訊、顯示、存儲(chǔ)等電路,變送板主要有電導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)、控制信號(hào)隔離、電導(dǎo)信號(hào)處理等電路。電導(dǎo)率儀通過(guò)串口通訊和CAN通訊實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的數(shù)據(jù)交換,使用電容觸摸屏提供人機(jī)交互。微處理器通過(guò)PWM控制高速電子開(kāi)關(guān)的通斷,將±5V電壓周期性加載在電導(dǎo)池兩端,就實(shí)現(xiàn)了雙極性脈沖激勵(lì)效果。將正、負(fù)激勵(lì)信號(hào)分開(kāi)采樣,每半個(gè)周期信號(hào)在放大器處理時(shí)等同于直流信號(hào),降低了信號(hào)處理難度。利用ADI公司高精度、低噪聲的AD7124-8模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為ADC采集單元,其增益編程可變對(duì)測(cè)量不同范圍電導(dǎo)率提供了極大的便利。使用穩(wěn)定性較好的PT1000作為溫度傳感器,電路采用四線制接法消除引線電阻的誤差。經(jīng)過(guò)硬件和軟件調(diào)試,電導(dǎo)率儀測(cè)量精度較高,且系統(tǒng)重復(fù)性較好。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH832.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2813259