【正文】 儀器顯示屏繼續(xù)滾動，濁度值 LED 和時間 LED 顯示當前值。默認的測量方式是恒光源測量。對話框左邊顯示以標定的數(shù)據(jù)。接通儀器電源，打開計算機，啟動該程序。因濁度是變化緩慢的量，所以測量以每秒采集一個值，并把它作上當前的時間標記顯示出來，以文件形式保存一系列有時間標記的濁度值，以備查詢。 。 插一等待 CLR RI SETB NOP 長春理工大學本科畢業(yè)設計 21 NOP NOP NOP NOP ACALL SUBR 。 關(guān)閉開關(guān)光源 NOP 。 讀取引腳時端口先置 1 NOP 。 紅指示燈亮 MOV P2， 0FFH WAIT1: JNB RI， $ 。 單片機的串口端 RXD、 TXD 經(jīng)串口驅(qū)動芯片 MAX232 與計算機的 RS232 口相連。它的 ALE/P 引腳輸出周期信號，周期為時鐘的六分頻，即 。讀引腳的方式讀取數(shù)據(jù)。圖中 C1 為耦合電容， C4 濾波電容。UiUi’UIX 0X 1X 2X 3X i?????? ?????? 圖 非線性校正原理 長春理工大學本科畢業(yè)設計 9 第 3 章 儀器的整體設計 根據(jù) 2 節(jié)的原理設計的濁度儀結(jié)構(gòu)原理如圖 31。為作校正處理，必須找出轉(zhuǎn)換的特性，即探測器上的光強信號與它轉(zhuǎn)換為電信號的關(guān)系。常用的方法是完全封閉起來遮蔽背景光。它們的基本結(jié)構(gòu)是電磁式的，基于電磁測量原理使用指針來顯示最終結(jié)果。 國內(nèi)濁度儀器的現(xiàn)狀 我國的工業(yè)過程濁度儀，從無到有，近幾年來得到較大發(fā)展?；跍y量濁度的方法，可分為透射式、散射式、透射光和散射光比值式、表面散射式、偏振光式濁度儀。透射光強度隨濁度的變化遵從朗伯特—比爾定律，即透射光隨濁度增加按指數(shù)形式衰減 IR=Io exp(KTL) 式中， Io為入射光的強度， L 為液體透光層厚度， K 為比例常數(shù)， IR為透射光的強度， T 為水的濁度。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。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。 濁度測量方法 濁度的測定目前有化學分析法和儀器分析法兩種，化學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。通過對偏振度的檢測，可測量濁度 。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)設定和更換測量探頭，大大擴展了儀器的應用范圍，增強了儀器檢測的多元化功能。計算機 滲透到儀器科學與技術(shù)領(lǐng)域并得到充分應用的結(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。硬件以 AT89C51 單片機為中心，設計采樣電路、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。 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。 長春理工大學本科畢業(yè)設計 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。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。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 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。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。 波特率加倍 MOV TH1， 0FFH 。 復位 MAX172 的 HBEN CLR 。 選擇通路 MOV R4， 00FH LOOP: MOV R3， 0FFH 。 給 CD4040 R4R3 個脈沖 DJNZ R3， COUNT MOV R3， 0FFH DJNZ R4， COUNT SETB CLR JNB RI， $ 。 接收計算機傳出的光源強度值 長春理工大學本科畢業(yè)設計 22 CLR RI MOV A， SBUF 。包括時間、濁度當前值的顯示，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。當使用者企圖運行第二個實例時，只是激活前一實例窗口，而不另運行一個實例。線性校正要花幾分鐘時間，狀態(tài)條會顯示 ―正在進行線性校正 ‖字樣和一個進度條，當線性校正完成，狀態(tài)條會顯示 ―線性校正完成 ‖，進度條消失來提示操作者。使用者可通過菜單方便地重新進行線性校正（重新進行線性校正，在線性校正之前點擊菜單的操作 清空校正數(shù)據(jù)）和標定儀器，確保儀器的測量精度。若要查看的時間不在顯示范圍內(nèi)，可在儀器顯 示屏內(nèi)按下右鍵拖動儀器顯示屏向前或向后滾動，也可拖動水平滑塊調(diào)節(jié)時間軸的顯示范圍。最好接受默認文件名以便于查找，當然也可根據(jù)需要和自己喜好改變它。從狀態(tài)條上也可看出測量方式情況。約一秒左右采樣值文本框會出現(xiàn)采樣值，同時左邊窗口中會添加這對數(shù)據(jù)。在選擇菜單操作 選擇端口 ， 彈出如圖 62 的對話框。 (3)通過端口向單片機發(fā)送命令。 反射串口來的數(shù)據(jù) MOV R4， A 。 綠指示燈亮 ACQU: JNB ， $ 。 兩指示燈都不亮 MOV P0， 11111001B 。 置位 MAX172 的 CS 和 RD SETB 。 反射串口來的數(shù)據(jù) CJNE A， 0AAH， WAIT1 。在本例中定時器的初值為 FFH，在 的時鐘頻率傳送波特率 bit。第二種，將 作 210 分頻后得到 1800Hz，用作 A/D 轉(zhuǎn)換器的采樣頻率，它輸入單片機的 P05 端口，單片機通過到查詢 P05 上的正跳變時，向 A/D 轉(zhuǎn)換器發(fā)出采樣信號 CS/RD、 HBEN。 半導體發(fā)光管 D2，有兩種用途，一用作測量濁度時的光源，二用作儀器線性正時的調(diào)節(jié)光源 (見 非線性校正的方法 )。信號電壓經(jīng)運算放大器 LM224 放大，輸入 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 MAX172 的模擬信號輸入端 AIN，電位器 R1 調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。軟件部分，為保證實時數(shù)據(jù)的及時接受，計算機程序為多線程程序。先將光源 I調(diào)節(jié)到探測器能分辨的最低光強。 采用調(diào)制光強測量濁度的原理 當一束光照射到被測水樣時，在濁度不大的情況下 (2020FTU)， 90186。第二代儀表響應速度較快，測量準確度較高。 長春理工大學本科畢業(yè)設計 4 上海雷磁儀器廠的 WZT170 型高濁度儀，測量范圍 0—1000FTU；WZT—701 型低濁度儀，測量范圍為 0—25FTU，廣泛用于自來水廠、污水處理廠、廢水處理監(jiān)測等行業(yè)。而透射式濁度儀也是低濁度儀。在濁度不大的情況下 (2020FTU)，90186。 關(guān)鍵字： 濁度 濁度測量 調(diào)制 長春理工大學本科畢業(yè)設計 II ABSTRACT Turbidity meter for measuring the water quality turbidity measurement instruments， widely used in various industries in China. According to inplete statistics， China39。 、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交論文和相關(guān)材料的印刷本和電子版本；同意學校保留畢業(yè)設計（論文）的復印件和電子版本，允許被查閱和借閱；學校可以采用影印、縮印或其他復制手段保存畢 業(yè)設計（論文），可以公布其中的全部或部分內(nèi)容。這種光學效應與顆粒的大小及形狀有關(guān)，實踐證明渾濁度與懸浮物固體物質(zhì)的重量濃度沒有任何的相關(guān)關(guān)系。表面散射濁度測量是一種非接觸測量法，即散射光接收光學系統(tǒng)及接收器與水樣是非接觸的，避免了光學接收窗口等的污泥、結(jié)垢現(xiàn)象。 根據(jù)所用光源的不同，國外濁度儀可按 ISO 國際標準和美國 標準分為兩大類。儀器流程中裝有消泡器，使測量數(shù)值穩(wěn)定性好；為了防止對傳感器測量室的污染，可以選配自動清洗裝置，使用時應根據(jù)儀器測量范圍調(diào)整清洗定時旋鈕 .確定自動清洗間隔時間，一般測量濁度值在 10FTU 以內(nèi)，清洗間隔 3—5h；測量濁度 值在 100FTU 以內(nèi)，清洗間隔時間 12h；測量濁度值在 100FTU 以上時，清洗間隔 1h 以內(nèi)。用 VC++軟件開發(fā)平臺，利用 MATLAB 數(shù)學軟件的數(shù)學處理函數(shù)及其與 VC++接口，以及一些前人開發(fā)的控件制作儀器的軟件。 將（ 5）式變換到頻域： U(?)=2πCδ(?)+ π a1K9TI[δ(?+?0)+δ(??0)]+ a1ΣAiπ[δ(?)+1/j?]exp(j?ti) 由此可見 u(t)的幅值與濁度 T 成正比，不受環(huán)境光的強弱及其變化影響。由于轉(zhuǎn)換函數(shù)是單調(diào)函數(shù)， XoX1， X2…… Xn 也應單調(diào)。 多 時開 關(guān)光 源 信 號 接 收 電 路1 2 位 A / D 轉(zhuǎn) 換 單 片 機 A T 8 9 C 5 1接 收線 程計 算線 程主 線 程感 光 原 件 測 量 光 源開 關(guān) 電 源探 頭模 擬 量光 源 信 號數(shù) 據(jù)命 令計 算 機收 到 數(shù) 據(jù)控 制 信 號控制信號啟動啟動濁度值 圖 濁度儀的總體結(jié)構(gòu) 探頭采用 LED 發(fā)光管和光敏電阻自制，用絕緣膠木為體部。一旦轉(zhuǎn)換開始 BUSY 輸出低電平轉(zhuǎn)換完成后 BUSY 輸出高電平。 單片機及其控制電路 123456789RST10(RXD)11(TXD)12(/INTO)13(/INTI)14(T0)15(T1)16(/WR)17(/RD)18XTAL219XTAL120GND21(A8)22(A9)23(A10)24(A11)25(A12)26(A13)27(A14)28(A15)29/PSEN30ALE/PROG31/EA(/VPP)32(AD7)33(AD6)34(AD5)35(AD4)36(AD3)37(AD2)38(AD1)39(AD0)40VCCAT80C51QA9QB7QC6QD5QE3QF2QG4QH13QI12QJ14QK15QL1CLR11CLK10CD4040B0X121X142X153X110Y11Y52Y23Y4A10B9INH6X13Y3CD4052CE2311411LM324D6VGNDD12EEEIGND5VP20P21P22P23P24P25P26P27P10P111212MXTALC030pFC130pFGNDR01KR1S0SWPB30nFC3+5VCD4040CD4052LM224P05P06P07P03Y0Y1CD4052GNDMAX232RIMAX232TIRONET 圖 單片機及其控制電路 圖 為單片機控制電路， R R C SW 構(gòu)成單片機的自動上電復位和手動復位電路。此輸出除用 于非線性校正功能外，還用于恒定光源測量濁度，恒定光源的強