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基于電化學(xué)的飲水機(jī)水質(zhì)監(jiān)測報警器設(shè)計(畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計)-wenkub

2023-07-07 12:06:06 本頁面
 

【正文】 ) [5]何希才、薛永毅《傳感器及其應(yīng)用實(shí)例》 機(jī)械工業(yè)出版社 20xx (04) [6]施金鴻、陳光明 《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與綜合實(shí)踐教程》北京航空航天大學(xué)出版社 20xx (07) 4. 進(jìn)度安排: ( 1) 20xx/12/23— 20xx/1/10 資料調(diào)研和開題報告撰寫 ( 2) 20xx/01/20xx/02/20 假期進(jìn)行有關(guān)部件調(diào)研考察,方案設(shè)計 ( 3) 20xx/03 初 第一周 匯總調(diào)研有關(guān)技術(shù)資料,準(zhǔn)備方案 ( 4) 20xx/03 中 20xx/03 末 原理設(shè)計接線圖設(shè)計 ( 5) 20xx/03 末 20xx/04 初 工程安裝設(shè)計,包括數(shù)值計算、編寫程 ( 6) 20xx/04 中 20xx/04 末 購買器件,制作組裝 ( 7) 20xx/05 初 一周時間 仿真模擬調(diào)試 ( 8) 20xx/05 中 20xx/05 末 項(xiàng)目總結(jié),完成 論文 答辯 5. 指導(dǎo)教師意見: 開題簡單明了,這是很實(shí)用的 小裝置研制,鍛煉動手能力,希望能做出實(shí)物,并申報大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃中去。反相器向 MPU( 2051)發(fā)送低電平輸入信號, MPU 收到信號后激活語言存儲模塊通過放大電路驅(qū)動揚(yáng)聲器發(fā)出語音報警,同時 MPU 控制發(fā)光二極管發(fā)出閃光報警。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。從而電導(dǎo)率的變化可以間接反映了水質(zhì)的變化。 對此,本人作為一個即將畢業(yè)的大學(xué)生,想利用自己大學(xué)期間所學(xué)的知識來研究一個,基于電化學(xué)的飲水機(jī)水質(zhì)監(jiān)測報警器,以達(dá)到飲水機(jī)水質(zhì)變化時報警,提醒人們更換過濾網(wǎng)。在這種背景下 水過濾技術(shù)應(yīng)用而生,在我國直飲水機(jī)主要靠過濾實(shí)現(xiàn),其工藝過程包括前置超濾膜、食用級陽離子交換樹脂、發(fā)絲活性炭、能量活水素、 顆粒椰殼活性炭 、 后置超濾膜 、 液體激活器 幾個過程。盡管標(biāo)價昂貴但廁所并非純金制造, 只是 有一個很別致的功能 —— 可以把尿液轉(zhuǎn)化為飲用水。準(zhǔn)備申報實(shí)用新型發(fā)明專利和大學(xué)生科技創(chuàng)新參賽資料。 3 設(shè)計單片機(jī)與外圍接口以及語音芯片驅(qū)動的原理線路。編程實(shí)現(xiàn)上電時累計計時,水質(zhì)變壞和濾膜到時之時發(fā)出語音提示和聲光報警信號的功能。 2.在量大面廣的過濾式飲水機(jī)上裝個小裝置計時并實(shí)時監(jiān)測水質(zhì)變化意義很大,可以形成專利推廣應(yīng)用。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 基于電化學(xué)的飲水機(jī)水質(zhì)監(jiān)測報警器設(shè)計 學(xué) 號: 姓 名: 專 業(yè): 電氣工程及其自動化 系 別: 指導(dǎo)教師: 教授級高工 二○一三年六 月 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 基于電化學(xué)的飲水機(jī)水質(zhì)監(jiān)測報警器設(shè)計 學(xué) 號: 09142069 姓 名: 李強(qiáng) 專 業(yè): 電氣工程及其自動化 系 別: 機(jī)械與電氣工程系 指導(dǎo)教師: 李鑒 教授級高工 二○一三年六月 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)成績評議 題目: 基于電化學(xué)的 飲水機(jī)水質(zhì)監(jiān)測報警器設(shè)計 系別: 專業(yè): 電氣工程及其自動化 姓名: 學(xué)號: 指導(dǎo)教師建議成績: 85 評閱教師建議成績: 80 答辯小組建議成績: 84 總成績: 84 答辯委員會主席簽字: 年 月 日 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 姓名 學(xué)號 專業(yè) 電氣工程及其自動化 設(shè)計(論文)題目 基于電化學(xué)的飲水機(jī)水質(zhì)監(jiān)測報警器設(shè)計 題目 性質(zhì) ● 設(shè)計; □ 論文 題目 來源 □ 教學(xué) ; ● 科研 ;□ 生產(chǎn) ; □ 其他 指導(dǎo)教師 職 稱 工作單位 備注 教授高級工程師 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )的內(nèi)容和要求: 一.目的意義 1.飲用水安全和質(zhì)量問題在現(xiàn)代社會生活很受重視 ,自從上世紀(jì) 60 年代美國宇航局處理人排泄循環(huán)再用的膜過濾 純凈水專利失效流入社會以來,以膜技術(shù)為特征的過濾處理飲用水技術(shù)風(fēng)靡世界。 3.基于電化學(xué)原理、采用模擬電子、數(shù)字電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)的小裝置研制充分體現(xiàn)現(xiàn)代大學(xué)生學(xué)以致用服務(wù)社會用科技施惠人類的典型范例特質(zhì)。 3.系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用場合調(diào)試,編制使用說明,撰寫技術(shù)論文,爭取申報專利或創(chuàng)新參賽。 4 設(shè)計選型、購買器件,動手制作小裝置。 進(jìn)度安排: 20xx 年 12 月底 — 20xx 年 1 月初,完成資料調(diào)研,寫出開題報告; 20xx 年 3 月初 — 4 月 初 完成所有圖紙、選型設(shè)計; 20xx 年 4 月初 — 4 月 底 研制做成小裝置。其昂貴的制水過程不僅能把尿液過濾成水,而且能從濕毛巾中吸滲出可飲用的水分,美國宇航局官員表示,這種轉(zhuǎn)換水比美國的自來水更潔 凈。但是一旦時間太久過濾網(wǎng)就會失去作用,無法完成有效的過濾過程,這樣水質(zhì)就會 變壞,如果人們無法察覺這種變壞就會給人們健康生活帶來問題。這一裝置主要用到了大學(xué)所學(xué)的電化學(xué)知識、微機(jī)單片機(jī)控制技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)。 圖 1 水中雜質(zhì)導(dǎo)電可以測水中的電導(dǎo)率 2)單片機(jī)原理: 單片微型計算機(jī)簡稱單片機(jī),是典型的嵌入式 微控制器 ( Microcontroller Unit), 常用英文字母的縮寫 MCU 表示單片機(jī),單片機(jī)又稱 單片微控制器 ,它不是完成某一個邏輯功能的 芯片 ,而 是把一個 計算機(jī)系統(tǒng)集成 到一個芯片上。同時,學(xué)習(xí)使用 單片機(jī) 是了解計算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。運(yùn)行 開關(guān)啟動時就開始累計記時,根據(jù)過濾膜的壽命定時,時間一到則向 MPU 發(fā)出信號,發(fā)出聲光報警。 指導(dǎo)教師簽字: 日期: 年 月 日 6. 系意見: 簽字: 系(蓋章) 日期: 年 月 日 北京交通大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(論文)指導(dǎo)教師評閱 意見 姓名 學(xué)號 專業(yè) 電氣工程及其自動化 指導(dǎo)教師 職稱 教授級高工 單位 指導(dǎo)教師 職稱 單位 畢業(yè) 設(shè)計(論文)題目 基于電化學(xué)的飲水機(jī)水質(zhì)監(jiān)測報警器設(shè)計 指導(dǎo)教師評 語: 是否同意答辯: 同意 論文成績: 85 指導(dǎo)教師(簽名): 年 月 日 北京交通大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(論文) 評閱教師 評閱 意見 姓名 學(xué)號 專業(yè) 電氣工程及其自動化 指導(dǎo)教師 職稱 教授級高工 單位 指導(dǎo)教師 職稱 單位 畢業(yè)設(shè)計(論文)題目 基于電化學(xué)的飲水機(jī)水質(zhì)監(jiān)測報警器設(shè)計 對論文的評語: xx 同學(xué)畢業(yè)論文的選題基于電化 學(xué)的飲水機(jī)水質(zhì)監(jiān)測報警器設(shè)計,論文探討了系統(tǒng)分析和設(shè)計方法,具有一定實(shí)用價值。 綜上所述, xx 同學(xué)已經(jīng)掌握了本專業(yè)的基礎(chǔ)理論和相關(guān)專業(yè)知識,該同學(xué)寫作的畢業(yè)論文已經(jīng)達(dá)到本科畢業(yè)論文水平,可以提交答辯。 申請學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處,本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。但是一旦時間太久過濾網(wǎng)就會失去作用,無法完成有效的過濾過程,這樣水質(zhì)就會變壞,如果人們無法察覺這種變壞就會給人們健康生活帶來問題。 本設(shè)計主要闡述了信號采集裝置,數(shù)據(jù)分析芯片,語音輸出芯片的設(shè)計內(nèi)容,從而達(dá)到水質(zhì)報警的效果。 conductivity。研究表明,常規(guī)凈水工藝不能去除原水致突變物,而且加氯 處理后,其出廠水的致突變陽性率經(jīng)常高于未經(jīng)處理的原水??偟膩碚f,水質(zhì)問題的發(fā)展經(jīng)歷了 3 個階段:第一階段,致病菌如傷寒桿菌、霍亂弧菌、痢疾桿菌等病菌的介水傳染問題,從 1908 年采用加氯消毒后基本得以解決;第二階段,重金屬如汞、鎘等的污染問題,通過多種方法治理工業(yè)污水而得以解決;第三階段,即當(dāng)前階段,有機(jī)物對水的污染問題,在有機(jī)物污染中可能存在致害物、致突變物、致畸物 目前,去除飲用水中“三致”廢水最有效的技術(shù)即為膜法,膜技術(shù)按照過濾精度分主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透技術(shù)。其昂貴的制水過程不僅能把尿液過濾成水,而且能從濕毛巾中吸滲出可飲用的水分,美國宇航局官員表示,這種轉(zhuǎn)換水比美國的自來水更潔凈。但是一旦時間太久過濾網(wǎng)就會失去作用,無法完成有效的過濾過程,這樣水質(zhì)就會變壞,如果人們無法察覺這種變壞就會給人們健康生活帶來問題。其他國家或地區(qū)的飲用水標(biāo)準(zhǔn)大都以這三種標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)或重要參考,來制定本國國家標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)從實(shí)際出發(fā),選擇一定數(shù)量的指標(biāo)確定標(biāo)準(zhǔn)限值。只有當(dāng)污染物含量達(dá)到一定水平,有造成危害的可能性,而且檢出頻率高時,才有制定限值、進(jìn)行檢測的必要性??茖W(xué)的人群流行病學(xué)調(diào)查可提供最有價值的資料,為制定化學(xué)物質(zhì)限值提供最直接的依據(jù)。所以只有對已經(jīng)具有可行檢驗(yàn)方法的物質(zhì)才能納入標(biāo)準(zhǔn)。這 種要求促進(jìn)監(jiān)測技術(shù)在兩個方面提高監(jiān)測速度,一方面是提高原有儀器方法的分析檢測速度,大大縮短監(jiān)測時間;另一方面是促進(jìn)了儀器小型化和在線化,大量的在線監(jiān)測分析技術(shù)和儀器產(chǎn)品得到了開發(fā)應(yīng)用。 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢 研 究比較各國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過程,對微生物、消毒劑及其副產(chǎn)物對人體的影響越來越重視,對指標(biāo)的規(guī)定在越來越全面嚴(yán)格的同時也充分結(jié)合實(shí)際情況考慮其合 理 性和科學(xué)性這兩點(diǎn)應(yīng)該是未來水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢。最后要增強(qiáng)指標(biāo)體系的可操 作性,避免以實(shí)驗(yàn)室所能達(dá)到的最低限 度 作為標(biāo)準(zhǔn)而使常規(guī)供水機(jī)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)。可由 USB 接口供電,也可外接 5V 直流電源或三個干電池作為裝置的能源輸入。 由于電化學(xué)以上兩方面特性,常常被用于液體中微量元素的精確檢測,電導(dǎo)率檢測水質(zhì)就是目前在水處理領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用的成熟技術(shù),以下為電導(dǎo)率監(jiān)測的方法和原理。其定義是截面積 1cm2,極間距離為 1cm 時,該溶液的電導(dǎo)。每一電極有各自的電導(dǎo)池常數(shù),分別下列三類:即 以下, ~ 及 ~ 10。其倒數(shù) 1/ρ 稱為電導(dǎo)率,以 K 表示。 信號采集 利用電導(dǎo)率儀檢測水電導(dǎo)率的原理, 電導(dǎo)率是以數(shù)字表示溶液傳導(dǎo)電流的能力。根據(jù)歐姆定律,溫 度一定時,這個電阻值與電極間距 L( cm)正比,與電極的截面積 A( cm2)反比,即R =ρ( L/A);其中 ρ 為電阻率 ,是長 1cm,截面積為 1cm2 導(dǎo)體的電阻,其大小決定于物質(zhì)的本性。 通過測量電路的測試得出在給定電壓為 5V的情況下水中的電導(dǎo)率變化比較大,電源的電壓為 5V 額定電流為 1A,為準(zhǔn)電壓為 ,當(dāng)加入食鹽以模擬污染環(huán)境,水中的電壓變?yōu)?,繼續(xù)加入時電壓測得為 。18V,消耗電流小, Icc=,輸入失調(diào)電壓小, V=177。 13 LM339 類似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。當(dāng) “+”端電壓高于 “”端時,輸出管截止,相當(dāng)于輸出端開路。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值 。 AT89C2051 是一帶有 2K 字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲器 ( EEPROM)的低電壓,高性能 8 位 CMOS 微處理器 。空閑方停止 CPU 工作但允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串行工作口和 中斷系統(tǒng) 繼續(xù)工作。從 1971 年微型計算機(jī)問世以來,由于實(shí)際應(yīng)用的需要,微型計算機(jī)向著兩個不同的方向發(fā)展:一個是向高速度、大容量、高性能的 高檔微機(jī)方向發(fā)展;而另一個則是想穩(wěn)定可靠、體積小和價格廉的單片機(jī)方向發(fā)展。用戶可以根據(jù)需要設(shè)計成各種不同應(yīng)用的控制系統(tǒng),即通用單片機(jī)有一個再設(shè)計過程,通過用戶的進(jìn)一步設(shè)計,才能組建成一個以單片機(jī)為核心再配以其他外圍電路的應(yīng)用控制系統(tǒng)。 AT89C 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)圖如下。通過在單塊芯片上組合通用的CPL1 和 FLASH 存儲器,使 AT89C2051 成為一強(qiáng)勁的微型計算機(jī)。 主要性能 : 和 MCS51 產(chǎn)品兼容 2KB 可重編程 FLASH 存儲器 耐久性: 1000 次寫 /檫除。當(dāng) p1 口引腳寫入“ 1”時可作輸入端,當(dāng)引腳 用作輸入并被外部拉低時,它們將因內(nèi)部的上拉電阻而輸出電流。當(dāng) P3 口寫入“ 1”時,它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 RST 引腳一旦變成兩個機(jī)器周期以上高電平,所有的 I/O口都將復(fù)位到“ 1”狀態(tài),當(dāng)振蕩器政治工作時,持續(xù)兩個機(jī)器周期以上的高電平便可完成復(fù)位,每個機(jī)器周期為 12 個振蕩時鐘周期。可采用石英警惕或陶瓷振蕩器組成時鐘振蕩器,如需從外部輸入時鐘驅(qū)
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