【正文】 2020，05， 15， 21， 25。包括時間、濁度當(dāng)前值的顯示，有記錄時刻的濁度值查詢，濁度值的變化顯示，統(tǒng)計值的顯示。 調(diào)用采集子程序 JB RI ， FINISH1 。 若大于 0FH 按 0FH 處理 JC SMALL1 BIG1: MOV R4， 0FH SMALL1: SETB NOP NOP CLR 。 計數(shù)器值的低 8 位裝入 R3 JNB RI， $ CLR RI MOV A， SBUF 。 接收計算機傳出的光源強度值 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 22 CLR RI MOV A， SBUF 。 選擇通路 BACK1 : JNB RI， $ CLR RI MOV A， SBUF 。 調(diào)用采集子程序 JB RI ， FINISH 。 同一光強時 重復(fù)采集十次 ACALL SUBR ACALL SUBR ACALL SUBR ACALL SUBR ACALL SUBR ACALL SUBR ACALL SUBR ACALL SUBR ACALL SUBR JMP BACK RACQU: MOV P0 ， 11111000B 。 給 CD4040 R4R3 個脈沖 DJNZ R3， COUNT MOV R3， 0FFH DJNZ R4， COUNT SETB CLR JNB RI， $ 。 讀串口 JNB TI， $ CLR TI MOV SBUF， A 。 讀串口 JNB TI， $ CLR TI 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 19 MOV SBUF， A 。 等待開關(guān)光源穩(wěn)定 NOP NOP NOP NOP ACALL SUBR 。 選擇通路 MOV R4， 00FH LOOP: MOV R3， 0FFH 。 發(fā)送低八位 JNB TI， $ CLR TI MOV SBUF， R2 。 復(fù)位 MAX172 的 CS 和 RD NOP 。 延時使引腳上的數(shù)據(jù)穩(wěn)定 MOV R1， P2 。 復(fù)位 MAX172 的 HBEN CLR 。 完畢返回 JUDGE2 : CJNE A， 05H， JUDGE3 。 若為 AAH 繼續(xù)等待讀后一節(jié) CLR RI MOV A， SBUF 。 等待串口信號 RECOM: CLR RI MOV A， SBUF 。 波特率加倍 MOV TH1， 0FFH 。 開 始設(shè) 堆 棧 區(qū) ， 設(shè) 申 口 工 作 方式 ， 設(shè) 定 時 器 1 為 模 式 2 ， 設(shè)定 時 器 付 初 值 P C O N 寄 存 器付 初 值串 口 寄 存 器 是 否有 數(shù) 據(jù)讀 取 一 字 節(jié)讀 取 后 一 字節(jié)是 否 為 0 1 H （ 0 1 H 為開 始 測 量 ）測 量 子 程 序是 否 為 0 9 H ( 0 9 H 為線 性 校 正 ）是 否 為 0 5 H （ 0 5 H 為單 步 線 性 校 正 ）是 否 為 0 A H （ 0 A H 為恒 光 源 測 量 ）線 性 校 正 子 程序單 步 線 性 校 正子 程 序恒 光 源 測 量 子程 序是 否 為 A A H（ A A H 為 命 令 開 始 ）NYYYNNNYYY 圖 單片機程序流程圖 以下完整的主程序和各子程序： ORG 0000H JMP START ORG 202H START: MOV SP， 50H 。圖中未畫出。一方面單片機傳送采集數(shù)據(jù)給計算機，另一方面計算機發(fā)送命 令給單片長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 14 機。從而單片機通過指令控制 P00、 P0 P02 端口來選擇模擬多路開關(guān)的通路，實現(xiàn)測量工作狀態(tài)和非線性校正工作狀態(tài)的切換。將 12 字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，經(jīng)模擬多路開關(guān) CD4052 的 1K 端，運放 LM224 驅(qū)動后作為變光源信號用于非線性校正 (見 非線性校正的方法 )。這里沒有采用前面分析的正弦波調(diào)制光源信號 (見 節(jié) )而采用方波 ， 其結(jié)果是一樣的。將此信號經(jīng) 12 位計時器 CD4040 分頻后，作另三種用途。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換開始，BUSY 信號由高變低，轉(zhuǎn)換完成， BUSY 信號由低變高，單片機由與 A/D 轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)口 D0D1 連接的 口，將 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)分兩次讀入，先讀入低 8 位，再讀入高 4 位。三極管 Q1 只工作在截止和飽和兩種狀態(tài)。 0Y， 1Y 端是引入的電流負(fù)反饋，從而控制通過半導(dǎo)體發(fā)光管 D2 的電流。采取此方法一是便于控制采樣周期，二是微處理不必訪問外部存儲器，它的 ALE 信號為微處理器時鐘頻 率 1/6 的周期信號，以作其他部件的時鐘。若與 8 位 的微處理器相連，此時從 D0D7 引取低 8 位數(shù)據(jù)。當(dāng) HBEN 輸入為電平時，在 CS、 RD 的下降緣，轉(zhuǎn)換開始。轉(zhuǎn)換時間 10181。 +5V 電壓由 +18V 的輸入電壓經(jīng)三端集成穩(wěn)壓器 7805 穩(wěn)壓后輸出。圖 為將 +18V 的輸入轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的 +5V 和 12V 輸出給各元件供電。所以本例的軟件主要是基于 PC 上的，而單片機的程序較為簡單， AT89C51 自代的 4K 存儲器夠了，節(jié)省了存儲器訪問電路，也節(jié)省了單片機端口。接收線程負(fù)責(zé)實時數(shù)據(jù)的接受。該實現(xiàn)的硬件部分以單片機為硬件核心，單片機控制多路開關(guān)和光源信號發(fā)生電路從而實現(xiàn)儀器光源的測量狀態(tài)和線性校正狀態(tài)之間的切換，另一方面與 A/D 轉(zhuǎn)換器和計算機連接，單機的端口提供給 A/D 轉(zhuǎn)換器所需的各種信號，并 控制采樣時間，將采樣的行數(shù)據(jù)通過 RS232 口串行送入計算機，作為 A/D 轉(zhuǎn)換器與 PC 計算機數(shù)據(jù)間的橋梁。 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 8 以上過程不涉及具體的光強 I，不需要照度計，可用計算機編程配合硬件自動完成，作為濁度儀功能的一部分。 X0， X1，X2Xn就是轉(zhuǎn)換的特性參數(shù)。 3. 向上調(diào)節(jié)強度光源 I，反復(fù)步驟 2，得（ U1， U19） ，（ U2， U29） …… （ Un，Un9），直到 Un 大于測量濁度的光和最大容許環(huán)境光作用于探測器所產(chǎn)生的 U。雖然可用照度計測量不同光強對應(yīng)濁度儀上的電信號，找出轉(zhuǎn)換的特性，但我們要濁度儀自身具有校正能力，以便濁度儀定期校正。 非線性的校正方法 上述原理在光電信號轉(zhuǎn)換是線性的情況下才能成立。 I 為按一定頻率變化光源光強，其表達(dá)式為： I0=I(b+cos(?0t))， 因光強為正， b1 為光強的幅值 ， 把此式和（ 4）式代入（ 3） 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 7 式得： u(t)=C+a1KTIcos(?0t)+a1(ΣAi\u(t))exp(KTL) （ 5） 式中 C=a1( KTI+exp(KTL))+a0，濁度 T 變化很慢，所以把 C 可以看 作常量。假設(shè) λ 和 V 為常數(shù)，則 KNV2∕λ4 與單位容積微粒的總數(shù)或總體積成正比，也就 是與濁度成正比，則有： IR=KTIO （ 1） 式中 T 為水的濁度， K‘為系數(shù)。然而對于沉入式、插入式結(jié)構(gòu)的在線濁度儀，為保證濁液自然暢通地進入探頭，就不能采用封閉結(jié)構(gòu)，必然有背景光的影響。硬件以 AT89C51 單片機為中心，設(shè)計采樣電路、光源電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、與 PC 的接口電路以及測量探頭等。 研究的內(nèi)容 本文首先從理論研究了調(diào)制光源光強技術(shù)測量濁度的原理及其可行性，在此原理的基礎(chǔ)上，采用以個人計算機為基礎(chǔ)的個人計算機儀器 (PCI)的形式來實現(xiàn)。 本文的研究目的是將儀器儀表的智能化技術(shù)具體應(yīng)用于濁度測量中，解決濁度測量中的問題，采用軟件技術(shù)代替復(fù)雜的硬件電路，通過軟件的非線性校正、長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 5 濾波等技術(shù)修正和克服由傳感器、變換器、放大器等引入的誤差，從而提高儀器的精度和其他性能指標(biāo)。第二代為數(shù)字式儀器儀表，如數(shù)字電壓表、數(shù)字功率計、數(shù)字頻率計等。計算機 滲透到儀器科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域并得到充分應(yīng)用的結(jié)果，在該領(lǐng)域出現(xiàn)了完全突破傳統(tǒng)概念的新一代儀器 ——智能儀器，從而開創(chuàng)了儀器儀表的一個嶄新的時代。國營 267 廠的 WGZl 型濁度儀是軍工廠軍轉(zhuǎn)民較成功的一個產(chǎn)品，儀器具有六種測量范圍可供選擇，從 02 至 0—1000FTU。 .傳感發(fā)送器為流通式，直接安裝在管路中進行連續(xù)測量，整套儀器安裝在一個支撐座架上，只要將樣水用管道直接接入傳感發(fā)送器即可測量。 70—80 年代，工業(yè)濁度在線測量儀表，在我國幾乎還是一個空白點 .即使后來有了濁度儀，也是指針顯示 .體積較大，只能進行流通式測量，可靠性和穩(wěn)定性都很差。有些公司的產(chǎn)品，還將測定濁度和固體懸浮物等多種功能合成在一起，可用同一探頭、同一臺儀器操作，只需按一下功能轉(zhuǎn)換鍵即可，無需重新進行參數(shù)設(shè)定和更換測量探頭，大大擴展了儀器的應(yīng)用范圍，增強了儀器檢測的多元化功能。它主要分為供現(xiàn)場便攜使用和實驗室使用的便攜式或臺式濁度儀、工業(yè)現(xiàn)場中使用的在線檢測式濁度儀兩大類。按濁度儀安裝結(jié)構(gòu)不同，有可分為流通式、沉入式、插入式、伸縮可拆卸帶球閥插入式濁度儀。當(dāng)然，測量濁度的范圍和測量濁度的方法是有關(guān)系的。通過對偏振度的檢測，可測量濁度 。 (4) 表面散射法 表面散射法測量發(fā)生在水層的近表面層的散射光強度，來得到濁度值。假設(shè) λ 和 V 為常數(shù)，則 KNV2∕λ4 與單位容積微粒的總數(shù)或總體積成正比，也就是與濁度成正比，則有： IR=KTIO 式中 T 為水的濁度， K‘為系數(shù)。 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 2 光 源試 樣 槽光 闌探 測 器I0IR 圖 透射法測量原理 (2) 散射測濁度法 由于液體中懸浮微粒引起光的散射，散射光的強度與濁度有關(guān)。 濁度測量方法 濁度的測定目前有化學(xué)分析法和儀器分析法兩種，化學(xué)分析法采用透明度試管法和透明度試驗圓盤法，適用于實驗室或野外作人工分析測定；儀器分析法利用 880nm 近紅外光源，采用光學(xué)透射或散射原理，將濁度轉(zhuǎn)換為光電信號，測出濁度數(shù)值大小。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義為：由于不溶解物質(zhì)的存在所引起的液體透明度降低，可見，濁度不等于固體懸浮物質(zhì)(Suspended—Solids)含量，固體懸浮物質(zhì)含量是水中可以用濾紙截留的物質(zhì)重量；而渾濁度則是一種光學(xué)效應(yīng)，它表現(xiàn)出光線透過水層時受到阻礙的程度。 measurement of turbidity。在硬件方面主要有單片機、 A/D 轉(zhuǎn)換、探頭、多路開關(guān)組成。然而，目前我國市場上的濁度計很大程度依賴于進口，這些濁度計雖然測量精度和穩(wěn)定性都很好。 （論文）中對侵犯任何方面知識產(chǎn)權(quán)的行為，由本人承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。 （論文）中引用他人的觀點和研究成果，均在文中加以注釋或以參考文獻(xiàn)形式列出，對本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中注明。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年所需工業(yè)濁度儀總數(shù)量約 1000 臺左右。該智能化濁度儀的軟件在 Mirosoft Visual C++ 開發(fā)環(huán)境用 C++語言編寫，它充分利用計算機強大的計算處理能力，圖形界面顯示、儲存、打印功能。s industrial turbidity meter total quantity required for each year about 1000 units. Turbidimeter， however， at present our country market is largely dependent on imports， although these turbidimeter measure precision and stability is very good. But the structure is plex， expensive. In this paper， on the basis of the analysis and si