一種水質總磷監測系統的製作方法

2023-05-30 12:18:26

本實用新型涉及環境監測技術領域，特別涉及了水質總磷監測系統。

背景技術：

隨著社會的不斷的進步，環保的重要性日益提高。總磷是衡量水體富營養化程度的重要汙染特徵因子，也是水質監測的重要指標，水體中總磷、含量的大小直接決定富營養化的危害程度，在線監測總磷得到的監測數據一直作為反映水質狀況的首要指標。針對水質汙染伴隨的防控問題，提升水中總磷在線監測技術和在線監測裝置的研究迫在眉睫。因此，對水環境中總磷的監測越來越受到人們的重視。目前的水質在線監測系統，其工作方式是人工採樣分析的自動化實現，傳統的手工採樣和人工檢測方法耗時長，工作量大，難以實現實時監測，也不能滿足高精度採樣與測試的要求，並且不能把監測的數據實時傳到監控中心，因此，遠不能滿足時代發展的要求。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了解決上述存在的問題，特提供了一種水質總磷監測系統。

一種水質總磷監測系統，包括：相互之間串行通信的ARM處理器1和單片機處理器2，所述單片機處理器2分別控制蠕動泵步進電機驅動模塊3、電磁閥選通驅動模塊4、繼電器選通驅動模塊5、加熱器選通模塊6、紫外燈選通模塊7；所述ARM處理器1通過SPI通信與測溫模塊8連接，所述ARM處理器1通過RS232與分光光度計9連接。

作為優選的技術方案，還包括4G模塊10，所述4G模塊10的一端與ARM處理器1連接，所述4G模塊10的另一端通過internet與監控中心11連接。

作為優選的技術方案，還包括散熱風扇驅動器12和超聲波清洗裝置13，所述散熱風扇驅動器12和超聲波清洗裝置13分別與ARM處理器1連接。

作為優選的技術方案，所述測溫模塊8採用紅外無線測溫的方式進行測量，所述測溫模塊8的測量範圍為-20℃~200℃，測量精度為±1%。

本實用新型的優點：本實用新型所述水質總磷監測系統可連續地對水質中總磷實現自動監測，檢測快速、準確度較高，穩定可靠，也適用於水質中其他元素的監測。

附圖說明

下面結合附圖及實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1為水質總磷監測系統原理結構示意圖。

具體實施方式

採用光度法對水質總磷進行檢測，其原理為：在中性條件和紫外光催化下，用過硫酸鉀對被測試樣進行消解，將含磷化合物全部轉化為正磷酸鹽，然後在酸性介質中，加入鉬酸按與正磷酸鹽反應，在銻鹽存在的條件下生成磷鉬雜多酸後，立即被抗壞血酸還原，生成藍色絡合物，最後在700nm波長下測定吸光度，與蒸餾水作參比並將吸光度換算成為總磷濃度值。

選用性能強大的ARM處理器1作為控制核心，擴展連接單片機處理器2作部分驅動信號輸出控制，因總磷監測系統中的水樣消解預處理階段需要添加多種化學試劑，化學預處理階段要通過單片機處理器2連接多路蠕動泵步進電機驅動模塊3來實現溶液配比，蠕動泵步進電機的精度高，提高了試劑進樣的精度。

數據採集端以電磁閥和繼電器的選通來控制泵的水樣採集，單片機處理器2控制電磁閥選通驅動模塊4和繼電器選通驅動模塊5來實現數據的採集，保證採集過程穩定可靠。單片機處理器2控制加熱器選通模塊6和紫外燈選通模塊7，加熱器選通模塊6以及紫外燈選通模塊7的選通由單片機處理器2來實現。選通電路是以單片機處理器2為控制核心，ULN2003為繼電器驅動器，實現選通。

為保證反應容器溫度，還需要加溫度反饋，本方案採用ARM處理器1控制測溫模塊8的方式實時監測器溫度值以便於調節，由於有時容器內放置的是有腐燭性的化學試劑，選用了非接觸紅外測溫方式，測溫模塊8採用紅外無線測溫的方式進行測量，所述測溫模塊8的測量範圍為-20℃~200℃，測量精度為±1%。其內部有溫度補償電路和線性處理電路，集成度較高，檢測過程快速準確。

分光光度計9通過RS232與ARM處理器1連接，檢測結果經過ARM處理器1的處理後再通過4G模塊10進行傳輸，4G模塊10的通過internet與監控中心11連接，完成了遠程數據傳輸和自動監控，提高了自動化水平，也便於進一步分析和處理。

本水質總磷監測系統還包括散熱風扇驅動器12和超聲波清洗裝置13，所述散熱風扇驅動器12與ARM處理器1連接。測溫模塊8測得的溫度高於設定的最高溫度時，通過ARM處理器1控制散熱風扇驅動器12，進一步控制散熱風扇來降低溫度，使之保持一個恆定的30℃～35℃溫度範圍，因為溫度對光學檢測結果會有比較大的影響，選擇在30℃～35℃的溫度範圍也進一步提高了監測的準確度。為了避免交叉汙染，在每次監測之後，使用超聲波清洗裝置13對管路和設備進行清洗，保證了監測精度。

上述實施例，只是本實用新型的一個實例，並不是用來限制本實用新型的實施與權利範圍，凡與本實用新型權利要求所述內容相同或等同的技術方案，均應包括在本實用新型保護範圍內。