一种水质监测仪制造技术

一种水质监测仪，其特征在于包括单片机、带有一对距离固定的电极的检测导电率的测量电路、温度传感器、显示装置，测量电路的导电率输出电信号与单片机的电流值电信号输入相连，温度传感器的温度电信号输出与单片机的温度值电信号输入相连，单片机的水质电信号输出与显示装置相连，检测时，先检测水的导电率，然后依据导电率及温度推算出水中的溶解固体含量，依据该水中的溶解固体含量就能获得水质情况。本发明专利技术与已有技术相比，具有能实时准确检测水质的，以便人们能依据实时检测的水质数据做出及时反应的优点。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及一种检测水质质量的技术。
技术介绍
：中国国土面积之广为居世界第三，而随之而得的是水资源总量大，约占世界总径流资源的6%，但人口基数大这一基本国情使得我国的人均水资源占有量低，只等同于世界水平的1/4，我国可说是名副其实的水资源紧张的国家。另外，因我国季风气候盛行，水资源的时空分布相差很大，南方多洪涝，北方多干旱，如此一来，水资源就显得尤为重要了。但是，随着近百年来经济的高速发展，我国的水环境现状也每况日下，前景让人心忧。工业用水和生活用水没有经过检测与进一步的处理就直接排放等普遍现象，使我国水资源污染严重。经济的飞速发展带来了环境被破坏的后果，相对的，环境被破坏又制约着经济的发展。因此，中国要实现可持续发展，治理环境为重中之重。在工业发展方面，我们要对工业用水进行一定的检测和处理，才能将之排放出去；在生活用水方面，人们对于饮用水的水质要求跟随着社会的发展和生活水平的提高在不断提高。因此，对水质进行监测和分析，才能更好地控制污染，让人们能喝上干净的放心的水。而长期以来，我国的水质检测多采用现场采样，实验室分析数据，手工绘制图表等手段，这样不仅工作周期长，步骤繁复，而且数据处理慢，传输不及时，而且不能实现实时检测，导致因为得不到实时检测的数据而不能及时做出反应。
技术实现思路
：本专利技术的专利技术目的在于提供一种能实时准确检测水质的，以便人们能依据实时检测的水质数据做出及时反应的水质监测仪。本专利技术是这样实现的，包括单片机、带有一对距离固定的电极的检测导电率的测量电路、温度传感器、显示装置，测量电路的导电率输出电信号与单片机的电流值电信号输入相连，温度传感器的温度电信号输出与单片机的温度值电信号输入相连，单片机的水质电信号输出与显示装置相连，检测时，先检测水的导电率，然后依据导电率及温度推算出水中的溶解固体含量，依据该水中的溶解固体含量就能获得水质情况。衡量水体质量的最重要的指标之一是浑浊度，即水体中所含有的泥沙、微生物等悬浮物质使光发生散射或吸收，导致无色透明的水产生浑浊的现象。而浑浊度可以用TDS来表示，TDS为中的溶解固体含量，即一升溶液中所含有的溶解性固体的质量。TDS值代表了水中溶解的杂质含量。基于定义，我们可以把被测溶液进行过滤、烘干后所得的固体残渣亦即溶解性总固体进行一定的测量，就可以得到被测溶液的电导率。但此种方法测量周期长、过程繁杂、成本较高，所以一般不采用此法来对水质进行TDS检测。众所周知，导体之所以能够导电是因为导体内部的自由电子能够在电场的作用下做定向运动。所以导体的导电性质与导体的特性和形体有关。其关系式为： （7-1）式中：R 为导体电阻(Ω), L为导体的有效长度(cm)；S为导体的有效横截面积(cm2)；ρ为电阻率 (Ω．cm)。而电导表示导体的输电能力强弱，在数值上等于电阻的倒数。 （7-2）令1/=K，K即为电导率，单位为每厘米西门子（S/cm）。电导率是用以表示导体导电性能的指标，是指长度为1cm，横截面积为1cm2的导体所具有的电导值。对于电解质导体来说，就相当于1cm3的溶液在相隔1cm的电极间所具有的电导值。而电导是电阻的倒数，所以TDS与电导也有关，而在长度和横截面积一定的情况下，求出电导率就可以估算出TDS值。其关系式为： （7-3）式中：TDS 为水中溶解固体（m g /L）； K 为25℃时水的电导率（S /m）。3 温度补偿原理被测溶液的电导率随温度的变化而发生变化。被测溶液的温度变化时，杂质的溶解程度发生变化，阻碍粒子运动的因素也发生改变，在电场的作用下，离子和自由电子等的定向运动也发生变化，这时导电性能改变，使电导率也发生改变。由于电导率的变化是跟随温度的增加而变大的，所以温度的变化直接影响电导率测量的精度。如果被测溶液的温度不等于基准温度25℃时，就须对其再作进一步的温度补偿处理，这样才能降低测量误差。需要将测得的结果补偿到在基准温度下的数值。若溶液的温度在25℃附近时，对其进行温度补偿的公式如下：Ks=Kt/[0.022t+0.45)] （7-4）式中：Ks为25℃下溶液的电导率，Kt为t℃下溶液的电导率，t为被测溶液的温度。若溶液的温度不在25℃附近时，再使用（7-4）公式所计算则得不到精确的电导率值，为了减少测量误差，需要针对不同范围的温度使用特定的计算公式进行数据处理。在不同的范围内，温度的校正系数也不尽相同，以下为不同温度范围下的温度补偿公式：Ks=Kt/(0.0169t+0.5583) 1℃≤t≤10℃ （7-5）Ks=Kt/(0.018t+0.5473) 10℃≤t≤20℃ （7-6）Ks=Kt/(0.0189t+0.5281) 20℃≤t≤30℃ （7-7）Ks=Kt/(0.022t+0.45) 其他温度范围 （7-8）使用以上公式对测得的电导率值进行温度补偿后就能可得到可用于后面的TDS值计算的精确的电导率值，即与在基准温度下所测得的值相同。本专利技术与已有技术相比，具有能实时准确检测水质的，以便人们能依据实时检测的水质数据做出及时反应的优点。附图说明：图1为本专利技术的结构示意图；图2为本单片机的电路图；图3为定时器的电路图；图4为测量电路图；图5为温度传感器电路图；图6为水质检测流程图；图7为电导率检测流程图；图8为温度检测流程图；图9为TDS计算流程图。具体实施方式：现结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细描述：如图所示，本专利技术包括单片机、带有一对距离固定的电极的检测导电率的测量电路、温度传感器、LCD显示装置、上位机监控、按键，测量电路的导电率输出电信号与单片机的电流值电信号输入相连，温度传感器的温度电信号输出与单片机的温度值电信号输入相连，单片机的水质电信号输出与LCD显示装置相连，上位机监控的电信号传输端与单片机的电信号传输端相连通，按键的输出与单片机的输入相连，检测时，先检测水的导电率，然后依据导电率及温度推算出水中的溶解固体含量，依据该水中的溶解固体含量就能获得水质情况，并通过LCD显示装置将水质状况显示出来，上位机监控对水质情况进行监控并依据水质状况及时采取有效处理措施，按键对单片机的控制程序及关键参数进行科学调整。如图2所示，单片机采用STC89C52单片机，STC89C52是51系列单片机中性能最强的一款。单片机最小系统主要包括单片机、震荡电路、时钟电路、复位电路、电源、地线等设备。复位电路由电容和电阻串联组成，根据电容的电压不能突然发生改变的性质可以知道，一个系统上电或复位是，RST引脚默认为低电平，RC电路来规定高电平的时间。51单片机在RST引脚上，施加一个长周期的高电平将使单片机进入复位状态，因此，RC值的选择在复位电路设计中是非常重要的。只有选择适当的RC值，才能确保可靠的复位，根据t=R*C，t要大于两个机器周期，选择电阻阻值为10k，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水质监测仪，其特征在于包括单片机、带有一对距离固定的电极的检测导电率的测量电路、温度传感器、显示装置，测量电路的导电率输出电信号与单片机的电流值电信号输入相连，温度传感器的温度电信号输出与单片机的温度值电信号输入相连，单片机的水质电信号输出与显示装置相连，检测时，先检测水的导电率，然后依据导电率及温度推算出水中的溶解固体含量，依据该水中的溶解固体含量就能获得水质情况。

【技术特征摘要】
1.一种水质监测仪，其特征在于包括单片机、带有一对距离固定的电极的检测导电率的测量电路、温度传感器、显示装置，测量电路的导电率输出电信号与单片机的电流值电信号输入相连，温度传感器的温度电信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彩霞，郭静，王向东，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44