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硅酸根浓度智能在线检测仪的研制

作　者: 李长有
导　师: 张元良
学　校: 大连理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 硅酸根化学发光法光电倍增管单片机检测控制
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

现代工业用水纯度要求很高，其中硅酸根的含量是一个重要的监控项目。高效、快速、和准确地测定工业用水中硅酸根的含量是目前水质分析的一个重要课题。本次研制的硅酸根浓度智能在线检测仪，就是用来检测硅酸根浓度的。本次研制的硅酸根浓度智能在线检测仪，采用化学发光法检测原理。在被检样水中加入一定浓度的硫酸和钼酸铵化学试剂，经过化学反应后，生成硅钼杂多酸，然后再加入发光剂鲁米诺，硅钼杂多酸与鲁米诺发生强烈的化学反应，并发出化学光。化学光的强度与硅酸根的浓度呈正比。由光电倍增管检取化学光，转换成电信号，经过A／D转换后，由单片机读取并进行数据处理，从而知道硅酸根浓度。本次研制的硅酸根浓度智能在线检测仪，检测范围为0~200μg／L，误差＜±2％，可将检测到的浓度值送LCD显示、送微打印机打印、通过4~20mA电流环送远程显示、通过RS485协议送PC机。整个检测过程由单片机控制自动运行。检测仪可在线标定和精度调整，通过铵键可设定系统参数，具有一定的智能。

全文目录

1 绪论  8-11
  1．1 概述  8
  1．2 硅酸根浓度在线检测仪的国际国内现状  8-9
  1．3 硅酸根浓度在线检测仪的发展趋势  9-10
  1．4 课题的主要研究工作及任务  10-11
2 总体方案设计  11-19
  2．1 硅酸根浓度在线检测仪的功能要求  11
  2．2 检测原理的确定  11-14
    2．2．1 化学吸光法  11-12
    2．2．2 电化学分析法  12-13
    2．2．3 化学发光法  13-14
  2．3 检测仪的总体结构  14-16
  2．4 检测过程  16-17
    2．4．1 冲洗化验杯和取水样  16-17
    2．4．2 加化学试剂  17
    2．4．3 检测数据及数据处理  17
    2．4．4 数据输出显示  17
  2．5 单片机系统的确定  17-19
3 智能控制系统硬件电路的设计  19-50
  3．1 单片机系统  19-22
    3．1．1 AT89C52简介  19-20
    3．1．2 ROM及RAM的扩展  20
    3．1．3 地址锁存与译码电路  20-21
    3．1．4 复位和看门狗电路  21-22
  3．2 I／O口扩展电路  22-23
  3．3 光电信号的采集与提高检测精度的硬件措施  23-29
    3．3．1 光电传感器  23-25
    3．3．2 信号放大电路  25
    3．3．3 光电信号的A／D转换  25-29
      3．3．3．1 TLC2543的主要特性  25-26
      3．3．3．2 TLC2543引脚  26
      3．3．3．3 TLC2543的简要工作过程  26-29
      3．3．3．4 设计要点  29
  3．4 在线标定及检测精度的在线调整电路  29-31
  3．5 日历时钟及接口电路  31-35
  3．6 按键接口电路  35-38
  3．7 六路断水信号检测电路  38
  3．8 4～20mA电流环输出电路  38-44
    3．8．1 D／A转换  39-41
    3．8．2 V／I转换器AD694  41-43
    3．8．3 4～20mA电流输出接口电路  43-44
  3．9 RS485串行通讯电路  44-45
  3．10 控制输出电路  45
  3．11 打印机输出接口电路  45-46
  3．12 LCD点阵汉字显示系统  46-50
    3．12．1 汉字的显示原理  46-48
    3．12．2 点阵型LCD显示模块EDM240128A  48-50
4 系统软件设计  50-64
  4．1 软件设计概述  50-51
  4．2 系统监控程序的编制  51-53
  4．3 主要软件功能的实现  53-64
    4．3．1 面板显示  53
    4．3．2 键盘查询  53-55
    4．3．3 光电信号采集  55-62
    4．3．4 数字滤波  62
    4．3．5 数据处理  62-64
5 可靠性及抗干扰设计  64-69
  5．1 主要干扰渠道和抗干扰措施  64-65
  5．2 印刷电路板及电路的抗干扰设计  65-66
  5．3 软件的抗干扰设计  66-69
    5．3．1 干扰对系统影响在软件处理上的表现  66-67
    5．3．2 软件抗干扰设计的几个措施  67-69
6 结论与展望  69-70
致谢  70-72
参考文献  72-73

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