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海水淡化电导率在线测量系统研究

作　者: 胡少鹏
导　师: 吴开华
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 海水淡化电导率在线测量变频激励自动清洗
分类号: P747
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 76次
引　用: 1次
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内容摘要

水资源危机是我国面临的严峻问题。海水淡化是解决水资源危机的重要途径之一,电导率参数是保证海水淡化系统正常运行和衡量淡化水质量是否合格的重要指标。本论文研究了海水淡化中电导率参数在线测量系统。文中分析了电导率测量的国内外发展状况以及常见的测量方法。研究了电导率测量的三个主要影响因素,提出了基于变频激励的电导率测量方法。并在此测量方法基础上设计基于嵌入式控制的海水淡化电导率测量系统,完成了系统的软硬件设计。设计了带有超声波清洗装置的测量池,完成了以AT91RM9200为控制核心的测量系统电路设计,包括激励源的设计、电导率信号比值法测量电路设计、量程切换电路设计、温度采集电路设计以及A/D转换电路设计;完成了基于嵌入式Linux操作系统的软件设计,包括A/D采集驱动程序设计、系统测量主程序设计、触摸显示屏控制软件设计以及数据采集与处理部分软件设计,并完成了基于触摸显示屏控制的系统人机交互界面的设计。本论文设计了实验环节,包括变频激励测量实验、标准液校准实验和系统检测精度实验。通过变频激励测量实验及其实验方法的设计,验证和优化了变频激励测量方法;通过标准液校准实验,减小系统误差,提高了系统测量精度;并通过系统检测精度实验分析了系统性能及所达到的测量精度水平。本论文设计的电导率在线测量系统,实现了电导率参数测量集成化、智能化以及电极自动清洗功能,测量精度可以达到2%。符合国内外水质测量仪器的发展方向。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 国内外研究现状与发展趋势  11-13
  1.3 论文的主要研究内容  13-14
第2章溶液中电导率测量方法研究  14-29
  2.1 溶液中的电导和电导率  14
  2.2 电导池及等效测量电路  14-16
  2.3 常见的电导率测量方法  16-21
  2.4 影响电导率测量的因素  21-23
  2.5 基于变频激励的电导率测量方法  23-27
  2.6 温度补偿  27-28
    2.6.1 温度补偿概述  27
    2.6.2 温度补偿方法  27-28
    2.6.3 电导率的温度补偿公式  28
  2.7 本章小结  28-29
第3章系统硬件设计  29-43
  3.1 系统概述  29
  3.2 硬件总体方案  29-30
  3.3 测量池的设计  30-32
  3.4 硬件电路设计与实现  32-42
    3.4.1 ARM 控制器的介绍  32-33
    3.4.2 激励源的设计  33-36
    3.4.3 比值法测量电路设计  36-37
    3.4.3 量程切换电路设计  37-38
    3.4.4 温度采集电路设计  38-39
    3.4.5 A/D 转换电路设计  39-42
  3.5 本章小结  42-43
第4章系统软件设计  43-56
  4.1 嵌入式软件开发介绍  43-44
  4.2 系统应用软件设计  44-52
    4.2.1 软件整体设计  44-45
    4.2.2 自动检测流程设计  45-46
    4.2.3 系统校准流程设计  46-47
    4.2.4 电极清洗流程设计  47-48
    4.2.5 触摸控制与显示部分设计  48-50
    4.2.6 数据采集与处理部分设计  50-52
  4.3 设备驱动软件设计  52-55
    4.3.1 Linux 设备驱动概述  52-53
    4.3.2 A/D 采集驱动程序设计  53-55
  4.4 本章小结  55-56
第5章实验设计  56-65
  5.1 概述  56
  5.2 变频激励测量实验  56-58
  5.3 标准液校准实验  58-61
    5.3.1 Matlab 数据拟合方法  58
    5.3.2 系统误差校准的实现  58-61
  5.4 系统检测精度实验  61-64
  5.5 本章小结  64-65
第6章总结和展望  65-66
  6.1 论文主要工作  65
  6.2 展望  65-66
参考文献  66-69
致谢  69-70
附录  70-71
详细摘要  71-73

海水淡化电导率在线测量系统研究

内容摘要

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