LabVIEW平台下洗涤电器的电导率检测装置研究

摘要

随着人们生活水平的提高，洗碗机等现代化洗涤电器逐渐进入百姓家庭。洗涤电器在人们生活中担任着越来越重要的角色，尤其是洗碗机，间接与人们的饮食打交道，在一些发达国家，洗碗机的普及率高达60％，洗碗机性能的优劣将对人们的生活质量产生影响。因为洗碗机在洗涤过程中使用专用洗涤剂，而洗涤剂含有对人体有害的物质，若洗涤后的餐具残留的洗涤剂成分过高会影响人体健康。随着现代科技的发展，洗碗机等洗涤电器各方面性能也在逐步提高，厂家主要关心洗涤电器的耗电量、耗水量、洗净度等性能参数，而较少考虑残留在碗、碟等餐具的有害物质的含量。经过研究分析，这些有害物质的残留量可通过检测洗涤液的电导率进行判断。目前，国内在洗碗机等洗涤电器的洗涤液电导率方面的研究相对较少，基于这一情况本课题提出了一种洗涤电器洗涤液的电导率检测装置。 本文从电导率的检测原理出发，阐述了电解质溶液的导电机理、影响电导率大小的因素以及电导率检测所面临的问题。介绍了非接触法、频率法、相敏检波法以及电桥法等几种常用的电导率检测方法，并分析了他们的优点与不足。综合洗涤电器洗涤液电导率情况以及检测的精度要求，考虑到成本因素，经过论证分析，本课题采用两电桥检测法来检测洗涤液电导率。洗涤液电导率检测装置主要包括电导率传感装置、温度传感装置、数据采集装置等几部分。其中，介绍了电导率传感装置的实现，文章中分别对电导率传感装置中的激励模块、检测模块、放大模块、整流滤波模块、V/F转换模块以及隔离模块的设计与调试进行详细分析。软件平台主要采用虚拟仪器编程软件-LabVIEW来完成从数据获取、数据滤波、数据保存等功能。文章对前面板的各控件以及框图程序的数据采集、数字滤波、数据保存等各模块进行了详细介绍。最后，采用了Matlab数学工具以及最小二乘法、回归分析法进行对数据进行分析，描绘系统的回归曲线以及推算出回归方程，得出洗涤电器的电导率检测系统的模型。本文首次将虚拟仪器技术应用在洗涤电器的电导率检测领域，为洗涤电器的电导率检测技术奠定了一定的基础，为其他领域的电导率研究也提供了一种有意义的借鉴。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题的研究背景

1.2电导率检测的国内外研究应用现状

1.2.1电导率检测的研究现状

1.2.2电导率检测的应用概况

1.3本课题来源及主要研究内容

第二章电导率检测技术综述

2.1 电导率概述

2.1.1电导与电导率

2.1.2影响溶液电导率的因素

2.2电解质溶液的导电机理

2.3电导率测量面临的问题

2.4几种常用的电导率测量方法

2.4.1非接触法

2.4.2频率法

2.4.3相敏检波法

2.4.4电桥法

2.5本章小结

第三章洗涤溶液电导率检测装置硬件系统

3.1系统概述

3.2电导率传感装置硬件设计

3.2.1激励模块设计

3.2.2检测模块设计

3.2.3放大模块设计

3.2.4整流滤波模块设计

3.2.4 V/F转换模块设计

3.2.5隔离模块设计

3.2.6电导率传感装置总体硬件设计

3.3温度传传感置设计

3.4数据采集装置

3.5系统总体硬件装置

3.6本章小结

第四章基于LabVIEW的洗涤溶液电导率检测软件

4.1虚拟仪器概述

4.2 LabVIEW简介

4.3洗涤溶液电导率检测系统软件

4.3.1系统测试流程

4.3.2系统软件流程

4.3.3系统上位机LabVIEW程序

4.4本章小结

第五章数据处理与分析

5.1曲线拟合原理

5.1.1最小二乘法原理

5.1.2回归分析方法

5.2系统标定

5.2.1检测系统的电导率标定

5.2.2温度标定

5.3电导率的温度补偿

5.3.1常见几种电导率的温度补偿

5.3.2本系统电导率温度补偿

5.4本章小结

结论

本文总结

展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢

附录