[實用新型]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>: 201720584541.2
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN206862944U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 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

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及水質(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?；诖?，本實用新型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)膶崟r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，因為檢測溶液會隨測試環(huán)境，濃度，時間變化而變化，因此不能簡單視為常數(shù)值。

實用新型內(nèi)容

本實用新型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。

本實用新型采用如下技術(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。

優(yōu)選的，所述雙模自調(diào)節(jié)電導(dǎo)率檢測電路包括第一定時器、第二定時器、第一反向器、第二反向器、第一三極管、第二三極管、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第一電阻和第二電阻；該第一定時器、第二定時器的輸出端分別連接第一電阻、第二電阻一端，第一電阻和第二電阻另一端分別連接第一三極管和第二三極管基極并作為電導(dǎo)率輸出端；該第一三極管和第二三極管的集電極連接VCC；該第一三極管發(fā)射極與第一定時器的放電端、第一開關(guān)一端、第一反向器輸入端、所述第一傳感器電極一端相連；該第二三極管發(fā)射極與第二定時器的放電端、第二開關(guān)一端、第六電容一端、所述第二傳感器電極一端相連；該第一開關(guān)另一端與第三電容一端、所述第二傳感器電極另一端、第二定時器的高觸發(fā)端和低觸發(fā)端相連；該第二開關(guān)另一端與第二電容一端，所述第一傳感器電極另一端、第一定時器的高觸發(fā)端和低觸發(fā)端相連；該第三電容和第二電容另一端接地；該第一反向器的輸出端連接第五電容一端，該第五電容另一端與第二反向器的輸入端連接VCC，該第二反向器的輸出端連接第六電容另一端；該第一定時器和第二定時器的接地端分別連接第一電容和第四電容一端，第一電容和第四電容另一端接地。

優(yōu)選的，所述第一三極管和第二三極管為NPN三極管。

優(yōu)選的，所述第一定時器和第二定時器為555定時器。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號放大器第三電阻、第四電阻、第五電阻和第六電阻，該第五電阻一端與所述第一傳感器電極或第二傳感器電極相連，另一端與第四電阻一端相連，第四電阻另一端與第三電阻一端和信號放大器一輸入端相連；該信號放大器另一輸入連接第六電阻；該第三電阻另一端和信號放大器輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連。