高精度溶解氧測量儀的研究與設(shè)計.pdf

1、溶解氧(Dissolved Oxygen，DO)是指溶解于水中分子態(tài)的氧，是水生生物生存不可缺少的條件，也是水體受有機污染程度的重要指標。快速、準確、連續(xù)測量水體溶解氧的含量，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等方面的發(fā)展都有著重要的意義。 本文介紹了水體溶解氧的測量方法，在分析了極譜型溶解氧電極測氧原理的基礎(chǔ)上，以低功耗高精度的MSP430F135單片機為核心處理器，設(shè)計了一種基于電化學傳感器的水體溶解氧測量儀。通過對溶解氧電

2、極溫度特性的分析，設(shè)計了硬件溫度補償方法和軟件溫度補償方法，實現(xiàn)了測量儀的溫度自動補償功能。 為了提高測量范圍和測量精度，本文設(shè)計的溶解氧測量儀采用了二次函數(shù)擬合算法和用分段直線代替曲線的線性插值算法對離散數(shù)據(jù)進行了連續(xù)化處理，達到了很好的效果。針對信號提取和采集時存在的各種噪聲干擾，采用了數(shù)據(jù)濾波平滑算法，保證了采集的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和準確性，減小了測量誤差。 為了便于系統(tǒng)維護和升級，本文設(shè)計的溶解氧測量儀的硬件和軟件采用了

3、模塊化設(shè)計思想。硬件部分重點設(shè)計了模擬信號調(diào)理電路和標準電流信號輸出電路；軟件部分按功能不同獨立編寫，便于軟件的修改、升級和功能的添加。 本文設(shè)計的溶解氧測量儀的測量范圍為：0-20.00mg/L，分辨度為：0.01mg/L，溫度補償范圍為：0-60℃。對制作的樣品，通過調(diào)試和現(xiàn)場測試，表明該測量儀響應(yīng)速度快，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，智能化程度高、誤差小、操作簡單方便，可以廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境檢測、火力發(fā)電廠等行業(yè)的水體中溶