[發(fā)明專利]一種基于雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測的智能水質(zhì)檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710373171.2
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107064225B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 傅文淵;凌朝東
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;林燕玲

一種基于雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測的智能水質(zhì)檢測系統(tǒng)，包括雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測電路、數(shù)據(jù)采集電路和可編程邏輯陣列；該雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測電路用于檢測電導(dǎo)率；該數(shù)據(jù)采集電路與雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測電路相連以采集第一傳感器電極和第二傳感器電極的變化數(shù)據(jù)并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；該可編程邏輯陣列與雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測電路和數(shù)據(jù)采集電路相連以將檢測的電導(dǎo)率與模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制數(shù)據(jù)采集電路的采集精度和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了自動檢測電導(dǎo)率，能消除電導(dǎo)率傳感器電極的電容效應(yīng)影響，克服了電極極化導(dǎo)致同質(zhì)電荷集中于同一側(cè)電極而引起的檢測數(shù)值偏移，檢測結(jié)果失真的缺陷，具有較好的實(shí)際意義和較高的經(jīng)濟(jì)價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水質(zhì)檢測領(lǐng)域，特別是一種基于雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測的智能水質(zhì)檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平和城市化水平的不斷提升，環(huán)境污染的加劇和污水處理技術(shù)及控制問題日益受到人們的關(guān)注。因此，水質(zhì)檢測在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位日趨重要。目前水質(zhì)檢測的方法主要有紫外吸光度法，分光光度法、熒光法、電導(dǎo)率法等。前三種方法通過對水質(zhì)進(jìn)行光譜的吸收和折射估算待測水質(zhì)的溶質(zhì)和濃度，因此能達(dá)到一定的測量精度要求。但是其缺點(diǎn)是在檢測的過程中需要手工操作且檢測時間長、儀器操作復(fù)雜以及檢測成本高。同時，其在穩(wěn)定性、可靠性，尤其是在測量的同步性和在中、高濃度的測量精度上很難使用戶滿意。電導(dǎo)率檢測法是目前工業(yè)生產(chǎn)中水質(zhì)檢測的主要方法，因其具有數(shù)據(jù)穩(wěn)定、簡便易行的優(yōu)點(diǎn)，已成為水質(zhì)檢測的重要方法。然而傳統(tǒng)的電導(dǎo)率檢測方法精度較低，智能化程度不高，并且傳統(tǒng)的電導(dǎo)率檢測方法隨使用時間增加存在由于電極極化導(dǎo)致同質(zhì)的陽離子或者陰離子電荷會集中于同一側(cè)電極，引起檢測數(shù)值偏移，檢測結(jié)果失真的問題。目前還未有相關(guān)文獻(xiàn)報道解決該問題。基于此，本發(fā)明提出了一種基于雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測電路的電導(dǎo)率傳感器電極極化補(bǔ)償?shù)膶?shí)時智能電導(dǎo)率檢測設(shè)計方案。

傳統(tǒng)電導(dǎo)率檢測法將電導(dǎo)率傳感器視為純電阻，被測信號通過電導(dǎo)率傳感器和已知電阻構(gòu)成的反相放大電路后得到電導(dǎo)率輸出信號。電導(dǎo)率傳感器等效電阻的阻值由該反相放大器輸入和電導(dǎo)率輸出信號計算得出。根據(jù)電導(dǎo)率傳感器等效電阻求解得出溶液電導(dǎo)率數(shù)值。該方法存在兩個主要缺陷：(1)傳統(tǒng)的電導(dǎo)率檢測方法存在由于電極極化導(dǎo)致同質(zhì)電荷集中于同一側(cè)電極而引起檢測數(shù)值偏移，造成檢測結(jié)果失真的問題。(2)傳統(tǒng)電導(dǎo)率檢測法將待檢測溶液的電導(dǎo)率視為常數(shù)值，這顯然是有局限的，因?yàn)闄z測溶液會隨測試環(huán)境，濃度，時間變化而變化，因此不能簡單視為常數(shù)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提出一種基于雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測的智能水質(zhì)檢測系統(tǒng)，能自動檢測電導(dǎo)率，消除了電導(dǎo)率傳感器電極的電容效應(yīng)影響，克服了電極極化導(dǎo)致同質(zhì)電荷集中于同一側(cè)電極而引起的檢測數(shù)值偏移，檢測結(jié)果失真的缺陷。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測的智能水質(zhì)檢測系統(tǒng)，其特征在于：包括雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測電路、數(shù)據(jù)采集電路和可編程邏輯陣列；該雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測電路設(shè)有第一傳感器電極和第二傳感器電極以檢測電導(dǎo)率；該數(shù)據(jù)采集電路與雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測電路相連以采集第一傳感器電極和第二傳感器電極的變化數(shù)據(jù)并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；該可編程邏輯陣列與雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測電路和數(shù)據(jù)采集電路相連以將檢測的電導(dǎo)率與模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制數(shù)據(jù)采集電路的采集精度和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度。