【摘 要】
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溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)是指溶解于水中分子态的氧,是水生生物生存不可缺少的条件,也是水体受有机污染程度的重要指标。快速、准确、连续测量水体溶解氧的含量,对工农业生产
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溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)是指溶解于水中分子态的氧,是水生生物生存不可缺少的条件,也是水体受有机污染程度的重要指标。快速、准确、连续测量水体溶解氧的含量,对工农业生产、环境监测和水产养殖业等方面的发展都有着重要的意义。
本文介绍了水体溶解氧的测量方法,在分析了极谱型溶解氧电极测氧原理的基础上,以低功耗高精度的MSP430F135单片机为核心处理器,设计了一种基于电化学传感器的水体溶解氧测量仪。通过对溶解氧电极温度特性的分析,设计了硬件温度补偿方法和软件温度补偿方法,实现了测量仪的温度自动补偿功能。
为了提高测量范围和测量精度,本文设计的溶解氧测量仪采用了二次函数拟合算法和用分段直线代替曲线的线性插值算法对离散数据进行了连续化处理,达到了很好的效果。针对信号提取和采集时存在的各种噪声干扰,采用了数据滤波平滑算法,保证了采集的数据稳定性和准确性,减小了测量误差。
为了便于系统维护和升级,本文设计的溶解氧测量仪的硬件和软件采用了模块化设计思想。硬件部分重点设计了模拟信号调理电路和标准电流信号输出电路;软件部分按功能不同独立编写,便于软件的修改、升级和功能的添加。
本文设计的溶解氧测量仪的测量范围为:0-20.00mg/L,分辨度为:0.01mg/L,温度补偿范围为:0-60℃。对制作的样品,通过调试和现场测试,表明该测量仪响应速度快,性能稳定,抗干扰能力强,智能化程度高、误差小、操作简单方便,可以广泛应用于水产养殖、环境检测、火力发电厂等行业的水体中溶解氧含量的在线连续监测。
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