海水淡化用pH及電導(dǎo)率在線檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、我國(guó)面臨著嚴(yán)重的水資源危機(jī)，大力發(fā)展海水淡化技術(shù)是解決我國(guó)沿海地區(qū)淡水資源匱乏的有效途徑。pH值和電導(dǎo)率是衡量海水淡化系統(tǒng)中水質(zhì)是否合格的重要指標(biāo)。因此，研究pH和電導(dǎo)率參數(shù)在線檢測(cè)技術(shù)在海水淡化中具有重要意義。
　　 本文通過分析研究pH和電導(dǎo)率的測(cè)量原理以及相關(guān)傳感器的性能特點(diǎn)，針對(duì)海水淡化系統(tǒng)的特殊要求，設(shè)計(jì)了電位法測(cè)量pH值的高性能信號(hào)處理電路，提出了變頻激勵(lì)測(cè)量電導(dǎo)率的方法，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并研發(fā)了一套海水淡化用在線pH

2、及電導(dǎo)率檢測(cè)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(cè)量原理，分析了影響pH測(cè)量的因素。針對(duì)pH電極高內(nèi)阻、易受外界環(huán)境干擾等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了具有高輸入阻抗、抗干擾能力強(qiáng)的儀用運(yùn)算放大電路。針對(duì)pH電極信號(hào)中干擾的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于遞推平均值的軟件濾波算法，提高了pH的檢測(cè)精度及其抗干擾能力。
　　 (2)本文研究了電導(dǎo)率的測(cè)量原理，分析了影響電導(dǎo)率測(cè)量的因素。針對(duì)電導(dǎo)率傳感器在測(cè)量過程中產(chǎn)生的電容

3、效應(yīng)和極化效應(yīng)，提出了變頻激勵(lì)的測(cè)量方法，并提供了不同電導(dǎo)率范圍對(duì)應(yīng)的激勵(lì)頻率，降低了電導(dǎo)率測(cè)量誤差。設(shè)計(jì)了變頻激勵(lì)源電路以及正弦波峰峰值采集算法，保證了對(duì)電導(dǎo)率信號(hào)的采集精度。針對(duì)溫度變化對(duì)電導(dǎo)率的影響，設(shè)計(jì)了溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ岣吡穗妼?dǎo)率測(cè)量精度。
　　 (3)本文設(shè)計(jì)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(jī)交互的實(shí)時(shí)性和信號(hào)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(dòng)程序編寫，保證了Linux操作系

4、統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)硬件設(shè)備的高速訪問。
　　 (4)研制了一套海水淡化用在線pH及電導(dǎo)率檢測(cè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了超聲波清洗裝置，實(shí)現(xiàn)了海水淡化系統(tǒng)中的在線檢測(cè)和免停機(jī)維護(hù)功能。
　　 (5)為了檢測(cè)以上在線檢測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，本文分別設(shè)計(jì)了超聲波清洗實(shí)驗(yàn)、在線檢測(cè)精度實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。通過超聲波清洗實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在線清洗維護(hù)的效果；通過實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)在線運(yùn)行狀態(tài)下的測(cè)量精度；通過系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下長(zhǎng)期運(yùn)行的