收藏本站
收藏 | 论文排版

多参数在线水质传感器的研究与实现

徐沾伟  
【摘要】:水质是指水和水中所含杂质共同构成水的物理、化学和生物学的综合性质。水质的特性决定了水质传感器区别于传统传感器,具有多样性、跨学科性等特点。随着人为污染日趋严重,工业生产释放的废水、废渣,农业生产使用的农药、化肥以及大量的生活污水和垃圾排入水中,水体特征更加复杂,导致水质传感器的研究更加复杂。随着微电子技术的迅猛发展,以及各种新材料、新元件、新工艺及新技术的引入,水质传感器技术得到了快速发展。针对目前水质传感器仍然存在的一些问题,本文研究和实现了一种新型多参数在线水质传感器。 本文的主要研究内容概括如下: (1)研究了水质传感器系统的三个关键问题:可靠性、低功耗、自维护。从功能与系统角度分析水质传感器的可靠性问题,提出了硬件、软件设计以及系统构建的具体可靠性措施;在传统低功耗技术基础上,提出了“谁工作谁上电”的电源管理策略,进一步降低了设备功耗:针对水质传感器的使用环境,提出了微型增压泵与超声脉冲扫频相结合的方法,实现了水质传感器的自维护功能。 (2)深入研究了pH、溶解氧、电导率、水位、水温五项水质参数测量原理,改进并创新了相关参数的测量方法。采用电位法测量pH,采用电流法测量溶解氧,采用对称脉冲法测量电导率,采用隔离膜片压力传感器测量水位,采用数字温度计测量水温。 (3)实现了多参数水质传感器的结构设计与硬软件设计。根据水质传感器组成部件采用紧凑全密封的柱形分段壳体结构。硬件上采用模块化设计,根据功能划分为主控模块、pH测量模块、溶解氧测量模块、电导率测量模块、水位水温测量模块与自维护模块,各模块相互独立拥有自己的MCU,模块之间通过RS485总线连接。软件上实现了主MCU与分MCU的嵌入式软件设计以及传感器测量配置软件的设计。 (4)设计了试验平台,模拟传感器工作的极端环境,对传感器电源、多个参数测量精度、温度稳定性等性能参数进行试验与论证,对试验过程中出现的问题进行了分析与处理。 (5)分析了广州从化太平场水文站水质监测数据,并得出了相关结论。 基于以上研究内容设计的多参数水质传感器已完成系统设计到原型河流试验,实践表明,达到了预期目标,实现了五参数的在线稳定测量。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 吴伟;X—3水质自动测报系统[J];水利水文自动化;1995年01期
2 ;水处理动态[J];工业水处理;2004年12期
3 吴伟;;浅谈水质监测传感器[J];水利水文自动化;1992年03期
4 胡功第;江苏省太湖地区水质自动监测系统的研发和实现[J];水利水文自动化;2004年04期
5 C·A·Bravington;文梦云;;非接触式平直度传感器[J];重型机械;1976年01期
6 贺鸿兴;改进传感器安装、提高辊缝测量精度[J];冶金自动化;1981年02期
7 王遇冬;;电容式水露点分析仪在北京供气工程中的应用[J];天然气工业;1987年02期
8 于亚非;;检测刀具断裂的AE传感器[J];机械制造;1988年02期
9 王绍中;;可燃性气体或蒸气的检测[J];石油化工自动化;1991年03期
10 杨秀琴;张贺迎;吴经才;;工程菌Ec108(pPAHD1)青霉素酰化酶表达水平的研究[J];中国医药工业杂志;1992年04期
11 伏雪峰;罗淑华;陈登文;曹剑峰;王俊;张全贞;;浮选金精矿充氧氰化浸出研究[J];中国矿山工程;1993年06期
12 刘振龙;高溶解氧浓度抗有机物冲击的运行实践[J];工业水处理;2005年06期
13 李军;顾国维;韦苏;彭永臻;;序批式膜反应器同步硝化和反硝化的特性[J];中国环境科学;2005年06期
14 罗琳;李适宇;厉红梅;;夏季珠江口水域溶解氧的特征及影响因素[J];中山大学学报(自然科学版);2005年06期
15 向力;杨幸;曹海彬;;河流水质1号模型探讨[J];环境科学与管理;2006年01期
16 王永俊;;电磁流量计在啤酒酿造中的应用[J];啤酒科技;2006年03期
17 郑赞永;胡龙兴;;低溶解氧下生物膜反应器的亚硝化研究[J];环境科学与技术;2006年09期
18 石竑旻;何志桥;宋爽;;DO对印染综合废水好氧生化处理的影响[J];浙江工业大学学报;2006年05期
19 张智;杨华仙;张晓卫;浦军毅;;生活污水的好氧反硝化研究[J];生态环境;2006年05期
20 肖海文;邓荣森;翟俊;王涛;李伟民;;溶解氧对人工湿地处理受污染城市河流水体效果的影响[J];环境科学;2006年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯健昭;肖德琴;肖克辉;李就好;;基于谓词的水质传感器网络采样整合优化算法[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
2 戴建国;;水环境自动实时监测系统的介绍[A];中国水污染防治技术装备论文集(第六期)[C];2000年
3 韩广;乔俊飞;;一种基于神经网络的溶解氧浓度建模与控制方法研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
4 王斯坦;付巍巍;;溶解氧对短程硝化反硝化倒置A~2/O工艺脱氮效果的影响[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
5 孟超;;地温传感器的创新构想[A];第26届中国气象学会年会第三届气象综合探测技术研讨会分会场论文集[C];2009年
6 曾辉;李欢秋;余尚江;;结构表面压力测量的若干问题[A];全国岩石边坡、地下工程、地基基础监测及处理技术学术会议论文选集[C];1993年
7 祝荣壮;;GD包装机条包拉线检测装置设计与应用[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
8 陈永灿;刘昭伟;王志刚;高千红;;三峡水库蓄水期间近坝区域水流及水质特性分析[A];水力学与水利信息学进展 2009[C];2009年
9 李万东;刘载文;王小艺;许继平;齐杰;连晓峰;;基于模糊Smith-PID的污水处理溶解氧控制方法研究[A];PCC2009—第20届中国过程控制会议论文集[C];2009年
10 陈立强;蔡宗义;吴祖堂;王占江;李运良;门朝举;文潮;;爆炸冲击过程中的地运动位移传感器研制[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐沾伟;多参数在线水质传感器的研究与实现[D];武汉大学;2012年
2 黄亚东;给水管网水质传感器优化选址研究[D];浙江大学;2007年
3 谷磊;海洋微结构剪切流传感器及其载体设计方法与实验研究[D];天津大学;2011年
4 欧阳跃军;氢在钢中的扩散与氢渗透传感器的研究[D];湖南大学;2013年
5 段泉圣;气力输送管道中煤粉浓度及相分布测量方法研究[D];华北电力大学(北京);2010年
6 张媛媛;两种用于汽车发动机的传感器特性研究[D];合肥工业大学;2010年
7 郑永;基于时栅传感器的精密蜗轮副动态检测技术研究[D];合肥工业大学;2011年
8 晋晓勇;基于信号放大技术的压电生物传感器制备及应用[D];湖南大学;2009年
9 申志刚;高速切削刀具磨损状态的智能监测技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 王雷;数字智能三分量力平衡加速度传感器研究[D];中国地震局工程力学研究所;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭宇;基于化学腐蚀方法制作的特种光纤珐—珀传感器[D];电子科技大学;2010年
2 欧爱良;胶状电解液氢渗透传感器及镁合金阳极氧化添加剂的研究[D];湖南大学;2010年
3 王景;混合模式接口传感器数字通信系统的研究与设计[D];燕山大学;2011年
4 李梦飞;基于Grails+Spring+Hibernate框架的水体溶解氧检测分析设计[D];安徽农业大学;2010年
5 朱亚明;水产养殖溶解氧监控系统的设计[D];南京农业大学;2009年
6 许扬文;电磁式计程仪传感器的海上故障诊断系统研究[D];上海交通大学;2012年
7 刘汉斌;小型航空发动机传感器容错控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
8 尤广华;磁通传感器在索力检测中的应用研究[D];重庆交通大学;2012年
9 王潇健;电化学氢渗透传感器的性能研究[D];湖南大学;2013年
10 刘兴;基于虚拟仪器的信号轮传感器测试台的研制[D];合肥工业大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 重庆 杨清德;汽车温度传感器及检测[N];电子报;2006年
2 ;火山喷发下的无线[N];网络世界;2006年
3 康韧;生活工业废水同时治[N];中国环境报;2002年
4 广州中环万代环境工程有限公司 桂琪;柔性复合污水净化技术在印染废水中的应用[N];中国环境报;2004年
5 本报记者 王奎庭;温度可自控方便又节能[N];中国环境报;2004年
6 李林 阎春林;税控装置显魅力[N];中国税务报;2004年
7 广东 许锡伟;SD360超声波测距报警器[N];电子报;2002年
8 温州 侯自明;物移防盗报警器[N];电子报;2004年
9 北京航空航天大学 阎小涛;基于双机通讯的远程报警系统[N];电子报;2005年
10 河南 庞辉龙;新型排气扇[N];电子报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978