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文檔簡介
1、我國面臨著嚴重的水資源危機,大力發(fā)展海水淡化技術是解決我國沿海地區(qū)淡水資源匱乏的有效途徑。pH值和電導率是衡量海水淡化系統(tǒng)中水質(zhì)是否合格的重要指標。因此,研究pH和電導率參數(shù)在線檢測技術在海水淡化中具有重要意義。
本文通過分析研究pH和電導率的測量原理以及相關傳感器的性能特點,針對海水淡化系統(tǒng)的特殊要求,設計了電位法測量pH值的高性能信號處理電路,提出了變頻激勵測量電導率的方法,在此基礎上設計并研發(fā)了一套海水淡化用在線pH
2、及電導率檢測系統(tǒng)。本文主要研究工作包括:
(1)本文研究了基于電位法的pH測量原理,分析了影響pH測量的因素。針對pH電極高內(nèi)阻、易受外界環(huán)境干擾等特點,設計了具有高輸入阻抗、抗干擾能力強的儀用運算放大電路。針對pH電極信號中干擾的特點,設計了基于遞推平均值的軟件濾波算法,提高了pH的檢測精度及其抗干擾能力。
(2)本文研究了電導率的測量原理,分析了影響電導率測量的因素。針對電導率傳感器在測量過程中產(chǎn)生的電容
3、效應和極化效應,提出了變頻激勵的測量方法,并提供了不同電導率范圍對應的激勵頻率,降低了電導率測量誤差。設計了變頻激勵源電路以及正弦波峰峰值采集算法,保證了對電導率信號的采集精度。針對溫度變化對電導率的影響,設計了溫度補償?shù)姆椒ǎ岣吡穗妼蕼y量精度。
(3)本文設計了基于多線程的數(shù)據(jù)采集處理和顯示程序,保證了人機交互的實時性和信號采集的連續(xù)性。完成了基于LinuX操作系統(tǒng)下主要硬件電路的驅(qū)動程序編寫,保證了Linux操作系
4、統(tǒng)對系統(tǒng)硬件設備的高速訪問。
(4)研制了一套海水淡化用在線pH及電導率檢測系統(tǒng),設計了超聲波清洗裝置,實現(xiàn)了海水淡化系統(tǒng)中的在線檢測和免停機維護功能。
(5)為了檢測以上在線檢測系統(tǒng)的技術指標,本文分別設計了超聲波清洗實驗、在線檢測精度實驗和系統(tǒng)穩(wěn)定性實驗。通過超聲波清洗實驗驗證了在線清洗維護的效果;通過實驗室和現(xiàn)場實驗,驗證了系統(tǒng)在線運行狀態(tài)下的測量精度;通過系統(tǒng)穩(wěn)定性實驗驗證了系統(tǒng)在現(xiàn)場環(huán)境下長期運行的
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