甜菜含糖量检测中AlCl3溶液浓度与温度的检测与控制

摘要

传统的甜菜自动检糖线检测甜菜含糖量时，首先使用锯糊机从甜菜上取样，然后使用一定容量的醋酸铅溶液浸泡并搅拌甜菜样品一定时间，再通过旋光仪测量其含糖量。测量后的废液中含有铅，它的排放会对环境造成污染。使用三氯化铝(AlCl3)溶液代替醋酸铅溶液，将减小环境污染。三氯化铝溶液是甜菜含糖量自动检测中醋酸铅溶液的理想替代产品。
　　本课题从测量溶液槽三氯化铝溶液的电导率入手，通过电导率和溶液浓度的关系，间接的测量出三氯化铝溶液的浓度。电导率随温度有一定变化，所以对溶液槽进行了恒温控制。此外还对液位高低进行了检测报警与联锁设计。主要做了以下的工作:
　　(1)针对课题要求，对测量方案进行选择，确定最后方案。并对对整体的框架和测量原理进行了分析，并用Protel软件画出电路原理图，做出电路板。
　　(2)在硬件方面，采用AT89S52单片机作为主处理器，它接收温度传感器和浓度传感器的信号并进行处理，把最后的结果通过显示电路显示出来;采用AD650实现了模拟信号到数字信号的转换;通过高速光耦6N137和TIL113实现了信号的隔离;设计了模拟信号放大电路，液位高低报警电路;温度控制采用固态继电器和功率控制策略。
　　(3)在软件方面，实现了温度测量，温度控制;浓度测量，浓度控制;液位测量与报警;液位低与断开加热联锁;浓度与温度显示与设定等软件设计，进行了软件调试。
　　(4)做了一系列的实验，得出实验数据并进行分析。得出本检测系统抗干扰能力强，测量结果比较准确的结论。
　　本文在测量浓度的基础上，对温度控制程序进行了编写，提出了一种算法。实验表明，温度控制精度可达到设定温度的±0.5℃。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 国内外研究和应用概况与发展趋势

1．3 本课题的研究内容

第2章 溶液电导率检测原理

2．1 电导率的基础知识

2．2 电导检测技术

2．2．1 电磁式电导率测量方法

2．2．2 电极式电导率测量方法

2．2．3 几种常见的电极式电导率测量方法

2．3 本课题电导率测量原理

2．4 本章小结

第3章 检测系统的硬件设计

3．1 检测系统的整体框架

3．2 各电路功能介绍

3．2．1 电源电路

3．2．2 X5045存储器电路

3．2．3 浓度测量电路

3．2．4 浓度控制电路

3．2．5 DS18B20温度测量电路

3．2．6 温度控制电路

3．2．7 MC14489显示电路

3．2．8 中断电路

3．2．9 液位高低检测电路

第4章 检测系统的软件设计

4．1 软件开发平台

4．2 软件整体设计

4．3 各功能模块程序设计

4．3．1 初始化模块

4．3．2 X5045存储器模块

4．3．3 温度测量模块

4．3．4 温度控制模块

4．3．5 浓度测量模块

4．3．6 浓度控制模块

4．3．7 MC14489显示模块

4．3．7 中断模块

第5章 检测系统的调试

5．1 浓度标定

5．1．1 环境及条件

5．1．2 标定过程

5．1．3 标定结果

5．2 浓度测量

5．2．1 环境及条件

5．2．2 测量过程

5．3 温度控制及液位高低实验

5．4 误差分析

第6章 结论与展望

参考文献

致谢