本文關鍵詞：水體懸浮物采樣器設計及其監(jiān)控系統(tǒng)研究

  更多相關文章： 懸浮物 采樣裝置 監(jiān)控系統(tǒng) 單片機 上位機

【摘要】：受降雨徑流、人類活動以及生物代謝等因素的影響,水源水庫污染問題日益嚴重。利用科學有效的采樣手段獲取具有代表性的水質樣本,并進行后續(xù)的分析化驗,是水環(huán)境調查與監(jiān)控的關鍵環(huán)節(jié)。三種形態(tài)的水體污染物中,懸浮物既可吸附多種有害物質,又包含著生化過程,是污染濃度較高、感官影響較為突出的復合污染物。然而,專門用于水體懸浮物采樣的裝置很少,大多直接使用采水器或浮游微生物篩網(wǎng)進行采集。這些裝置往往存在操作過程繁瑣、自動化程度低等問題,嚴重制約著水體檢測技術的發(fā)展。因此,迫切需要研制一套具有原位、微擾動、不易堵塞等特點的采樣裝置,并且通過設計相應的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)懸浮物樣本的自動化采集,提高采樣工作的效率。這對水資源監(jiān)測與防治具有重要的研究意義。本文立足于水源水庫懸浮物樣本的采集要求,從儀器研究設計的角度出發(fā),主要對懸浮物采樣裝置的結構設計與監(jiān)測控制系統(tǒng)設計兩方面進行研究。首先,針對現(xiàn)有采樣裝置常見的堵塞濾網(wǎng)與破壞樣本代表性的問題,本文指出可以在原位利用采樣裝置直接對水體樣本進行過濾。為此本文設計了一套能夠在不破壞樣本代表性的前提下,原位獲取懸浮物樣本的采樣裝置,該裝置采用分級過濾結構以及“下進上出”的進水方式,有效地解決了濾網(wǎng)堵塞問題。其次,針對現(xiàn)有采樣裝置存在的自動化程度低、采樣效率不高的問題,本文設計了一套以單片機為核心的監(jiān)控系統(tǒng),并將該監(jiān)控系統(tǒng)的下位機搭載在采樣裝置上,隨采樣裝置一同入水進行參數(shù)采集與傳輸。在配套的上位機界面中對采樣數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測與保存。在水庫現(xiàn)場實地調研過程中,使用搭載監(jiān)控系統(tǒng)的采樣裝置進行懸浮物樣本采集實驗。從實驗過程可以發(fā)現(xiàn),該套采樣裝置能夠在不同深度對懸浮物進行精準地分級采樣。同時,可以通過上位機清楚地了解到采樣裝置在采樣點的工作情況,有效提高了采樣過程的自動化程度,同時顯著提高了采樣效率。
【關鍵詞】：懸浮物 采樣裝置 監(jiān)控系統(tǒng) 單片機 上位機
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X853;TP277
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 課題的研究背景及意義8-9
• 1.2 水體懸浮物研究內(nèi)容與現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 懸浮物樣本富集方法10-11
• 1.2.2 懸浮物樣本采集裝置11-14
• 1.3 采樣裝置測控系統(tǒng)14-16
• 1.4 論文主要內(nèi)容及結構16-18
• 2 分級過濾水體式懸浮物采樣裝置研究18-27
• 2.1 現(xiàn)有采樣裝置工作原理18-20
• 2.1.1 采水器式采樣裝置工作原理18-19
• 2.1.2 潛水泵式采樣裝置工作原理19-20
• 2.2 分級過濾式采集儀研制20-24
• 2.2.1 采樣裝置整體結構20-21
• 2.2.2 采樣裝置過濾結構21-23
• 2.2.3 懸浮物樣本收集倉23-24
• 2.3 采樣裝置操作規(guī)程24-26
• 2.4 小結26-27
• 3 懸浮物采樣監(jiān)控系統(tǒng)設計27-42
• 3.1 監(jiān)控系統(tǒng)設計方案27-31
• 3.1.1 系統(tǒng)總體設計思路27-29
• 3.1.2 下位機設計思路29-30
• 3.1.3 上位機設計思路30-31
• 3.2 下位機各模塊選型31-40
• 3.2.1 控制芯片選型31-36
• 3.2.2 傳感器選型36-40
• 3.3 編程軟件選擇40-41
• 3.4 小結41-42
• 4 監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件平臺開發(fā)42-58
• 4.1 硬件平臺開發(fā)42-49
• 4.1.1 核心控制單元43-44
• 4.1.2 數(shù)據(jù)采集單元44-47
• 4.1.3 數(shù)據(jù)轉換單元47-48
• 4.1.4 數(shù)據(jù)傳輸單元48-49
• 4.2 軟件平臺開發(fā)49-57
• 4.2.1 單片機程序設計49-51
• 4.2.2 上位機界面設計51-54
• 4.2.3 串口通信設計54-55
• 4.2.4 數(shù)據(jù)庫訪問設計55-57
• 4.3 小結57-58
• 5 懸浮物自動采樣裝置測試58-66
• 5.1 監(jiān)控系統(tǒng)測試58-60
• 5.2 自動采樣裝置測試60-65
• 5.3 小結65-66
• 結論66-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀碩士學位期間參與項目情況71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況71-72
• 致謝72-73

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本文編號：1020581