【正文】 學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)論文 17 實(shí)物圖： 圖 41 TDS水質(zhì)測(cè)試儀靜態(tài)實(shí)物圖 圖 42 TDS水質(zhì)測(cè)試儀測(cè)試圖 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)論文 18 參考文獻(xiàn) [1] 李 荻．電化學(xué)原理 [D].北京 : 北京航空航天大學(xué)出版 , 1999. [2] 張發(fā)亮，郭茂林，陳 偉 . 電導(dǎo)率測(cè)量中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 [Z].山西 : 山西省計(jì)量測(cè)試研究所 , 1995. [3] 吳 巍 ,陳光東 ,吳明光 ,周志華 . 基于電導(dǎo)率機(jī)理的智能化水質(zhì)檢測(cè)儀的設(shè)計(jì) [Z].杭州 : 浙江大學(xué)系統(tǒng)工程研究所 , 2021. [4] 王學(xué)艷，張忠萍 . 基于電導(dǎo)率與 TDS及全鹽量的關(guān)系研究 [J] 黑龍江水利科技 , 2021，36(1): 7. [5] 劉 偉 . 常規(guī)水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)儀研究 [D].保定 : 河北大學(xué) , 2021. [6] 吳元亮 . 基于雙頻測(cè)定法的水電導(dǎo)率儀的研制 [J].2021(5): 1112. [7] 陳志永．自動(dòng)換檔水電導(dǎo)儀的研制 [D].天津 : 河北工業(yè)大學(xué) , 2021. [8] 孫小青 . 智能電導(dǎo)率測(cè)試儀器研制 [D].長(zhǎng)春 : 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) , 2021. [9] Thomas A． Frankovich,Ronald D． Jones． A rapid， reeise and sensitive method for the determination of total nitrogen in natural waters[J]． Marine Chemistry． 1998，60(3)： 227234. 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=60mm2，則ls =； C4= F。 如圖 23測(cè)量電路， 運(yùn)用 555定時(shí)器、 CON2上接上一對(duì)固定長(zhǎng)度的探針并將它們接入到被測(cè)溶液中 ， 定時(shí)電容 C C3和 開關(guān)晶體管 Q1構(gòu)成多諧振蕩電路。 按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng) 放電至Vc≤ 1／ 3Vcc 時(shí)，腳 2 內(nèi) 低限比較器反轉(zhuǎn)，引腳 3 再次輸出高電平， 電容再次充電 。 555定時(shí)器的功能表， 如 表 21所示。 圖 24 555 定時(shí)器結(jié)構(gòu)圖 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 555 定時(shí)器中的 RS 觸發(fā)器和放電管都受比較器輸出電壓控制。是構(gòu)成多諧振蕩器的主要器件。這一功能保證了電導(dǎo)率在大范圍測(cè)量時(shí)，輸出頻率 f具有很好的線性。 該電路是被測(cè)溶液的電導(dǎo)率諧振檢測(cè)電路。 溫 度 升高，固體雜質(zhì)的溶解度 增大 ，電離度升高 ,離子 總量 增多， 粒子水化作用減弱，溶液粘度降低，運(yùn)動(dòng)阻力減小，離子熱運(yùn)行加快， 使得 TDS變大。 根據(jù) 以上公式 ,可通過(guò)待測(cè)溶液的電 導(dǎo)率數(shù)據(jù) , 求出溶解固體與鹽分的濃度。 由于 TDS與電阻之間存在直接聯(lián)系，電阻與電導(dǎo)率之間又有著顯著相關(guān)關(guān)系，因此電導(dǎo)率與 TDS之間存在著必然的聯(lián)系。電導(dǎo)率是表示物質(zhì)導(dǎo)電性能的物理指標(biāo)。 電導(dǎo)是電阻的倒數(shù) ， 用于衡量物質(zhì)導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱。水樣經(jīng)過(guò)濾 后 , 在一定溫度下烘干 , 所得的固體殘?jiān)Q為溶解性總固體 , 包括不易揮發(fā)的可溶性鹽類、有機(jī)物及能通過(guò)過(guò)濾器的不溶解微粒等。 AT89C2051開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的方法有兩種。有 15 個(gè)I/O接口， 2個(gè) 16位計(jì)數(shù)器， 6個(gè)中斷源，具有中斷系統(tǒng)，精密電壓比較器，可編程串行通道口，空閑節(jié)電方式和掉電節(jié)電方式。 設(shè)計(jì)原理是通過(guò)電導(dǎo)率測(cè)量電路中的探頭采集電導(dǎo)率信號(hào)，同時(shí)采用溫度傳感器DS18b20 測(cè)量水溫，將采集到的信號(hào)傳送到單片機(jī)并對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行處理，運(yùn)用軟件算法補(bǔ)償?shù)姆椒?對(duì) 溫度 引起的 電導(dǎo)率測(cè)量的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，最后將補(bǔ)償后的結(jié)果顯示在數(shù)碼管上。 主要研究?jī)?nèi)容： 本課題是 基于 AT89C2051的 TDS水質(zhì)測(cè)試儀 設(shè)計(jì)，其 具體要研究的內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn)： （ 1） 研究 AT89C2051單片機(jī)原理及其應(yīng)用； （ 2） 研究數(shù)碼顯示管的 顯示功能 ； （ 3）研究按鍵模塊，并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用按鍵對(duì)各個(gè)功能的切換； （ 4）研究電極電導(dǎo)率測(cè)量法的原理，溫度補(bǔ)償減小測(cè)量誤差的方法； （ 5）研究通過(guò) DS18b20測(cè)量溫度并輸送測(cè)量信號(hào)的方式； （ 6）研究系統(tǒng)整個(gè)電路圖的設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì)。頻率法：通過(guò)多諧振蕩電路將電導(dǎo)率轉(zhuǎn)化為頻率信號(hào)，電極作為振蕩電路的一部分。電流法，電極一般在運(yùn)放的輸入端，原理是：激勵(lì)源在電極中產(chǎn)生一個(gè)電流，該電流是被測(cè)電導(dǎo)率的 正比，再經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)采樣電阻產(chǎn)生交流電壓，最后經(jīng)放大、整流、濾波轉(zhuǎn)換成直流電壓。根據(jù)其測(cè)量方法研制的儀器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、反應(yīng)速度靈敏、實(shí)用性好和成本低廉的特點(diǎn)。根據(jù)此測(cè)量方法研制的儀器有著成本低、測(cè)量方便，反應(yīng)速度靈敏，使用范圍廣，不破壞被測(cè)物質(zhì)樣品等特點(diǎn)。此測(cè)量方法，雖技術(shù)要求低，但操作步驟繁瑣，對(duì)測(cè)量環(huán)境要求高，抗干擾能力差，且測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)。水樣經(jīng)過(guò)濾后 , 在一定溫度下烘干 , 所得的固體殘?jiān)Q為溶解性總固體 , 包括不易揮發(fā)的可溶性鹽類、有機(jī)物及能通過(guò)過(guò)濾器的不溶解微粒等。系統(tǒng) 引入了溫度測(cè)量環(huán)節(jié)，通過(guò)軟件算法補(bǔ)償因溫度變化 引起的測(cè)量誤差 。 TDS水質(zhì)檢測(cè)儀以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 精巧實(shí)用，精度 高，成本低，反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。水質(zhì)檢測(cè)儀對(duì)幫助人們了解水質(zhì)情況起到了重要的作用。該電路設(shè)計(jì)以 AT89C2051 單片機(jī)為核心，由 傳感器探頭、 電導(dǎo)率信號(hào)采集電 路、溫度補(bǔ)償電路、控制電路、數(shù)碼管顯示電路和報(bào)警電路組成。 TDS(溶解性總固體，又稱總含鹽量 ),測(cè)量單位為毫克 /升（ mg/L ） ,它表明 1升水中溶有多少毫克溶解性總固體，或者說(shuō) 1升水中的離子總量。 稱量法測(cè)定 TDS時(shí)，將一定量的水樣經(jīng)過(guò)濾，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下烘干，直接求得 TDS值。運(yùn)用電解質(zhì)溶液導(dǎo)電產(chǎn)生電流，由電阻與電導(dǎo)率之間的關(guān)系公式，通過(guò)測(cè)量電阻間接求得 TDS數(shù)值 的方法。電導(dǎo)率檢測(cè)法研究成熟、簡(jiǎn)單易用，使用方便。 電導(dǎo)率測(cè)量方法按有無(wú)電極分為有電極測(cè)量方法與無(wú)電極測(cè)量方法，其中有電極的電導(dǎo)率測(cè)量方法用的較多，按電極在測(cè)量電路中的位置可分為電