自动换档水电导率仪控制系统的设计

摘要

电解质电导率是电解质溶液的一个基本物理量.它是电化学分析的重要参数,也是衡量水质的一个重要指标.电导率测量广泛应用于环保、食品、医药、化工、物理、电子、电力工程等诸多领域,并且随着国民经济和科学技术的不断发展,人们对水质的纯度提出了越来越高的要求.现在先进的制水工艺已经能够制取电阻率与理论纯水极为接近的高纯水,因此对溶液电导率的精确测量也提出了更高的要求. 电导率仪是常用的水质监测仪器之一.然而传统的电导率仪分档多,温度、极化效应和电容效应的影响引起的误差需人工进行补偿,或使用复杂的硬件电路,使用不便,电路复杂、校正范围小.本文论文参阅国内外大量相关参考文献的基础上,从电导率测试技术的原理性研究出发,详细分析了影响电导率测量多种因素.在大量的试验基础上,成功完成了自动换挡水电导率仪控制系统的设计. 本系统采用双极性脉冲方波作为电导率测量的激励源,较好地解决高纯水电导率测量中的极化效应和电容效应对测量结果的影响.在顺应智能仪器发展要求上将单片机应用到测量仪器中,利用它强大的数据计算能力和控制能力,完成电导率的测量和实时控制.同时本文利用Matlab的数据拟合功能,实现了软件对测量误差的软件补偿,即用软件补偿的方法实现复杂硬件电路初偿的功能.因此大大减少的硬件成本,同时也提高系统的可靠性. 实践表明,该仪器能够实现量程自动换档,温度自动补偿,LED数字显示,电导率超限报警,清洗池进水和放水自动控制等功能;同时该仪器还具有良好的人机交互界面,具有测量精度高,操作简单等优点.为了满足了工业生产过程中测量信息的在线获取和处理的要求,使用RS-232总线实现了与上位机实时通信.