智能水質監測系統的製作方法
2023-12-05 05:15:51 2
專利名稱：智能水質監測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於水質監測的控制裝置。具體的說，是涉及一種能夠用於日常用水、水廠養殖等方面的智能化水質檢測裝置。
背景技術：
隨著社會經濟和科學技術的發展，人們的生活水平也不斷提高，導致用水負荷的加劇，又由於科技不斷發展，工業飛速進步，汙水排放量不斷加大。這不但影響到我們生存的自然環境，也威脅到人類飲用水的安全性，因此，對水質進行監測已經成為關乎國家安全的重要大事。水質監測的內容不僅應包括工業用水及工業排水，對江河湖海等水源水質的檢測，還應普及到生活用水，飲用水的水質監測。目前，對於水質的監測，國內外已採取了多種監測手段，但是，這些監測手段要麼成本居高不下，要麼過於簡單而導致結果不精確， 效率低下，因此，需要尋找一種生產成本低且檢測效果好的技術手段。
發明內容為了解決背景技術中給出的現有技術問題，本實用新型提供了一種智能水質監測系統，該種智能水質監測系統選用的電子元件價格低廉，因此購買成本低，而且具有響應時間短、靈敏度高、測試效果好的特點，還可以對單片機內的程序進行編制，使其功能得到充分開發。本實用新型的技術方案是該種智能水質監測系統，包括單片機，其特徵在於所述系統還包括一個PH複合玻璃電極、一個499AD0溶氧量傳感器、二個CA3140運算放大器、 二個ADC0832A/D轉換器以及一個IXD液晶顯示屏；其中，所述PH複合玻璃電極和499AD0溶氧量傳感器的信號輸入端分別連接至對應CA3140運算放大器的信號輸入端，所述CA3140 運算放大器輸出的放大信號經過ADC0832A/D轉換器轉換成數位訊號後輸入所述單片機的 2個不同的水質採樣信號輸入端；所述單片機通過對應埠分別向所述LCD顯示器、掃描驅動電路以及報警電路輸出控制信號。所述的基於單片機的智能水質監測系統，選用AT89C52控制器。本實用新型具有如下有益效果本種智能水質監測系統以STC89C52單片機為主控晶片，測量水體質量部分由PH傳感器、溶氧量傳感器及A/D轉換器組成，加上顯示單元， 此水質監測裝置俱備了功能多、性能價格比高、功耗低、系統設計簡單、使用方便直觀、速度快、測量準確、自動化程度高等特點。通過設定單片機內的程序，可以實現自動量程轉換，遙控、標準輸出接口和數字顯示，自動清洗、狀態自檢和報警功能，幹運轉和斷電保護，來電自動恢復，能夠實現對COD、氨氮、T0C、總磷、總氮項目檢測的自動標定校正功能。
圖1是本實用新型的組成結構示意圖。圖2是本實用新型所述運算放大器的電氣原理圖。
具體實施方式
[0011]
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明由圖1所示，該種智能水質監測系統，包括單片機，其獨特之處在於所述系統還包括一個PH複合玻璃電極、一個499AD0溶氧量傳感器、二個CA3140運算放大器、二個 ADC0832A/D轉換器以及一個LCD液晶顯示屏；其中，所述PH複合玻璃電極和499AD0溶氧量傳感器的信號輸入端分別連接至對應CA3140運算放大器的信號輸入端，所述CA3140運算放大器輸出的放大信號經過ADC0832A/D轉換器轉換成數位訊號後輸入所述單片機的2個不同的水質採樣信號輸入端；所述單片機通過對應埠分別向所述LCD顯示器、掃描驅動電路以及報警電路輸出控制信號。所述單片機選用AT89C52控制器。具體實施時，pH複合玻璃電極傳感器用玻璃電極作為指示電極，氯化銀電極作為參比電極，將兩種電極封裝在一起構成複合玻璃電極。將電極插入待測溶液，複合玻璃電極和待測溶液組成原電池，複合玻璃電極的兩條輸出引線分別為原電池的正極和負極。選用的499AD0傳感器主要用於連續檢測液體中溶解氧的含量，測量範圍是 0-20ppm，主要應用在市政汙水和工業汙水處理廠的曝氣池中，也可以用於檢測養殖水池中溶解氧的含量。499AD0傳感器由金質陰電極、銀秩陽電極和電解液構成，陰電極上覆蓋著一層允許氧氣滲透的隔膜。傳感器工作期間，被測液體中的氧分子通過隔膜擴散至陰電極上，施加在陰電極上的極化電壓將氧分子還原成氫氧根離子，進而在陰、陽電極之間產生電流。由於氧分子通過隔膜的擴散速率取決於被測液體的溫度，所以，傳感器的響應時間一定要校正溫度對隔膜滲透性的影響。溶解氧傳感器中可以內置PtlOO溫度探頭，因此，標定時，將傳感器暴露於飽和空氣中，按分析儀器上的相關按鈕，此時，分析儀器測量大氣壓力， 並計算在當前溫度、壓力下，大氣中氧氣的平衡濃度。該傳感器的維護也十分方便、快捷。隔膜的更換不需要使用專用工具或其它固定設備，只需在隔膜組件內點幾滴電解液，然後將其放在陰極上，擰旋固定器到位即可。填充電解液時，將傳感器位置倒置，隔膜部位向上，旋開位於傳感器側面偏下方的阻液塞，然後擠壓裝有電介質的塑料瓶，從加液口慢慢地滴加電解液，直止液面低達加液口下方，再將阻液塞復位旋緊，然後，將傳感器位置恢復正常，即隔膜朝下，並用右手手指捏住它的上部，用力將其向外側甩動幾次，使充入電介液完全與溶氧隔膜組件相連，清除中間可能存在氣泡。傳感器的安裝方式有多種選擇，對於曝氣池或水池測量應用，選擇沉浸式安裝方式；對於管道測量應用，選擇流通式安裝方式。499AD0傳感器也可以配VP電纜接頭和一根專用電纜，即分體結構。與傳感器相接的VP雄性接頭，可與裝有VP雌性接口的電纜快速安裝、拆卸。一旦電纜與分析儀器的接線完成，則以後更換傳感器時，無需更換電纜，無需重新接線，且安裝傳感器時，電纜也不會出現扭絞現象。STC89C52單片機的最小系統由時鐘電路、復位電路、電源電路及單片機構成。單片機的時鐘信號用來提供單片機片內各種操作的時間基準，復位操作則使單片機的片內電路初始化，使單片機從一種確定的初態開始運行。單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到內部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTALl和XTAL2外接晶體振蕩器或陶瓷諧振器， 就構成了內部振蕩方式。由於單片機內部有一個高增益反相放大器，當外接晶振後，就構成了自激振蕩器並產生振蕩時鐘脈衝。當51單片機[1°]的復位引腳RST出現2個機器周期以上的高電平時，單片機就執行復位操作。如果RST持續為高電平，單片機就處於循環復位狀態。根據應用的要求，復位操作通常有兩種基本形式上電復位和上電或開關復位。上電復位要求接通電源後，自動實現復位操作，並且在單片機運行期間，用開關操作也能使單片機復位。單片機的復位操作使單片機進入初始化狀態，其中包括使程序計數器PC = 0000H，這表明程序從0000H地址單元開始執行。 系統復位是任何微機系統執行的第一步，使整個控制晶片回到默認的硬體狀態下。51系列單片機的復位是由RESET引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過M個振蕩周期後，51單片機即進入晶片內部復位狀態，而且一直在此狀態下等待，直到RESET引腳轉為低電平後，才檢查EA引腳是高電平或低電平，若為高電平則執行晶片內部的程序代碼，若為低電平便會執行外部程序。
權利要求1.一種智能水質監測系統，包括單片機，其特徵在於所述系統還包括一個PH複合玻璃電極、一個499AD0溶氧量傳感器、二個CA3140運算放大器、二個ADC0832A/D轉換器以及一個LCD液晶顯示屏；其中，所述PH複合玻璃電極和499AD0溶氧量傳感器的信號輸入端分別連接至對應CA3140運算放大器的信號輸入端，所述CA3140運算放大器輸出的放大信號經過ADC0832A/D轉換器轉換成數位訊號後輸入所述單片機的2個不同的水質採樣信號輸入端；所述單片機通過對應埠分別向所述IXD顯示器、掃描驅動電路以及報警電路輸出控制信號。
2.根據權利要求1所述的基於單片機的智能水質監測系統，其特徵在於所述單片機選用AT89C52控制器。
專利摘要一種智能水質監測系統。主要解決現有的水質監測裝置測量結果不夠精確、穩定性差、耗電量大的問題。其特徵在於系統還包括PH複合玻璃電極、499ADO溶氧量傳感器、CA3140運算放大器、ADC0832A/D轉換器以及LCD液晶顯示屏；其中，PH複合玻璃電極和499ADO溶氧量傳感器的信號輸入端分別連接至對應CA3140運算放大器的信號輸入端，CA3140運算放大器輸出的放大信號經過ADC0832A/D轉換器轉換成數位訊號後輸入單片機的2個不同的水質採樣信號輸入端；單片機通過對應埠分別向LCD顯示器、掃描驅動電路以及報警電路輸出控制信號。該系統能方便快捷的檢測出對象水的pH值、溶氧量等參數，測量結果精確，耗電量小，成本低。
文檔編號G01N33/18GK202330403SQ201120491229
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年12月1日
發明者於瑞豐, 嶽亞傑, 張曉晶, 楊莉, 沙晨明 申請人:哈爾濱理工大學