環(huán)境水體原位監(jiān)測(cè)儀水樣全自動(dòng)過(guò)濾系統(tǒng)的研制.pdf

1、隨著湖泊、河流和近岸海域等水體的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的不斷加重,對(duì)水體中營(yíng)養(yǎng)鹽的監(jiān)測(cè)已成為環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要組成部分。現(xiàn)有營(yíng)養(yǎng)鹽原位監(jiān)測(cè)儀因存在在線過(guò)濾水樣困難等瓶頸問(wèn)題,在營(yíng)養(yǎng)程度較高的水體中無(wú)法使用。本課題是與廈門大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院合作,擬研制一種以電容傳感器為基礎(chǔ),運(yùn)用諧振法實(shí)現(xiàn)在線過(guò)濾器過(guò)濾膜狀態(tài)的檢測(cè),以MSP430單片機(jī)為核心,通過(guò)CAN總線與原位監(jiān)測(cè)儀主控系統(tǒng)進(jìn)行通信,控制蠕動(dòng)泵和步進(jìn)電機(jī)完成水樣的采集和更換濾膜動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守實(shí)時(shí)

2、原位水體的全自動(dòng)過(guò)濾,解決環(huán)境水體原位監(jiān)測(cè)儀研制中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
　　系統(tǒng)機(jī)械裝置主要由四個(gè)步進(jìn)電機(jī)和相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成。其中兩個(gè)型號(hào)相同的步進(jìn)電機(jī)同步轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)纏繞有過(guò)濾膜的軸轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)過(guò)濾膜的自動(dòng)更換;一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿正、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)過(guò)濾膜的夾緊與松開;一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)動(dòng),給待過(guò)濾的水樣加壓,迫使水樣通過(guò)過(guò)濾膜,實(shí)現(xiàn)對(duì)水樣的自動(dòng)過(guò)濾。
　　系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)主要分為四部分:以MSP430F149為核心的主控

3、制模塊,主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和處理,完成人機(jī)交互界面的顯示,處理各種中斷的調(diào)度;濾膜狀態(tài)檢測(cè)模塊,主要由諧振放大電路、檢波電路、自動(dòng)增益控制電路和峰值檢測(cè)電路組成,并采用自制的電容傳感器,實(shí)現(xiàn)對(duì)濾膜運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè);CAN總線通信模塊,負(fù)責(zé)系統(tǒng)與原位監(jiān)測(cè)儀主控系統(tǒng)間的通訊,包括接受開始/結(jié)束過(guò)濾信號(hào),實(shí)時(shí)發(fā)送系統(tǒng)過(guò)濾狀態(tài)信息,電路主要由 SJA1000和 TJA1050芯片組成;步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊,完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)中蠕動(dòng)泵和各種步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)工作。