【正文】 以做到較高的檢測(cè)精度，但它需要 消耗 許多昂貴的化學(xué)試劑，又需要較長(zhǎng)的分析周期， 因此 成本高。 液體濃度測(cè)量的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前，工業(yè)生產(chǎn)中檢測(cè)液體濃度的方法有 許 多種，有 化學(xué)分析法、 比重法、光學(xué)法等。 而在國(guó)內(nèi)， PSD 的發(fā)展比較晚，有關(guān) PSD 的報(bào)告出現(xiàn)在 20 世紀(jì) 70 年代，當(dāng)時(shí)也是一些關(guān)于 PSD 原理及性能方面的報(bào)道，且大部分是些譯文， PSD 本身及其應(yīng)用方面的研究緩慢 ，只是近 幾 年來(lái)才引起重視。 1960 年 Lucovskey 推導(dǎo)出了描述橫向光電效應(yīng)的 Lucovskey 方程，奠定了 PSD 的理論基礎(chǔ)。 1930 年， 肖特基 將 銅 一氧化碳 金屬半導(dǎo)體結(jié)的 一氧化碳 表面邊緣的 金 電極通過(guò) 電流 表短接于 銅 層，發(fā)現(xiàn)當(dāng)用一束光照射 一氧化碳 表面時(shí)，外電流隨光入射位置與電極之間的距離的增加指數(shù)下降，這 便 是橫向光電效應(yīng)的 第一次 發(fā)現(xiàn)。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 位置敏感探測(cè)器 (PSD)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 半導(dǎo)體位置敏感器件 中 分 一維 PSD 和 二維 PSD。 而實(shí)時(shí) 在線檢測(cè)可使 工作 人員在生產(chǎn)過(guò)程中 及時(shí)掌握濃度變化 并 采取措施， 從而 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，使產(chǎn)品的濃度控制在 生產(chǎn)所需的范圍內(nèi) 。對(duì)溶液濃度的測(cè)量與控制在化工、制糖、乳制品等行業(yè)中有著廣泛的作用 ,它是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要技術(shù)手段 。 36 位置敏感器件對(duì)系統(tǒng)的影響 31 第六章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 30 LED 的結(jié)構(gòu) 28 第五章 LED 顯示電路設(shè)計(jì) 27 AD574A 與單片機(jī)的接口電路 25 MCS8051 單片機(jī) 23 單片機(jī)系統(tǒng) 概述 22 8051 單片機(jī)硬件系統(tǒng) 15 背景干擾及暗電流消除 10 PSD 的主要性能參數(shù) 10 PSD 的工作原理 7 第四章 基于 8051 單片機(jī)的 PSD 信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì) 4 系統(tǒng)性能指標(biāo) 3 第二章 總體方案 2 課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1 液體濃度測(cè)量的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 位置敏感探測(cè)器 (PSD)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 課題設(shè)計(jì)的目的意義 I ABSTRACT Based on 51 single chip ABSTRACT III microputer A/D sampling operation control circuit mainly of PSD after analog signals into digital quantity, and will be treated as signal input to the MCU is analyzed, the density is obtained, finally displayed by the display system. Experiments found that light intensity and temperature drift of this system is a very small effect, the system has simple structure, good stability, high sensitivity, fast response time and high degree of automation, etc. The liquid can be realized conveniently and precisely, and realtime online detection of concentration. The concentration detection system can be widely used in chemical industry, sugar, food, pharmaceutical and other industries, is a kind of concentration detecting system has the broad prospects for development. Key words: PSD, semiconductor laser diode， liquid concentration, MCU8051目 錄 IV 目 錄 摘 要 關(guān)鍵詞 ： 位置敏感器件（ PSD），半導(dǎo)體激光器，液體濃度， 8051 單片機(jī) ABSTRACT II ABSTRACT At present, realtime online liquid concentration detection technology is still relatively backward. Research of a new type of liquid concentration detection system is of great significance. The proportion of liquid concentration detected in the industrial production method, chemical analysis, optical method. However, these methods are timeconsuming and tedious manual to take sampling lag, can not achieve realtime online detection of the liquid concentration, in view of the above problems, this paper designs a new type of concentration detection system based on position sensitive detector. In the chemical and pharmaceutical, light industry and beverage and environmental protection departments and the various fields of scientific research and national defense are to detect and control the parameters of the liquid concentration. At present, the proportion of liquid concentration detected in the industrial production method, chemical analysis, ultrasonic and optical method. However, these methods are timeconsuming and tedious manual to take sampling lag, can not achieve realtime online detection of the liquid concentration, in view of the above problems, the designs a new type of concentration detection system based on position sensitive detector. Concentration change can cause the change of liquid refractive index, the fixed incident light, the refractive index change will cause a shift of the emerge nt light, using photoelectric position sensitive device detect the size of the deviation of the light, the refractive index liquid is obtained, to calculate the liquid concentration, displayed by LED. This system is mainly posed of semiconductor laser window, double isolation optical system, PSD signal processing circuit, based on 51 single chip microputer A/D acquisition operation control circuit and display circuit, etc. Double isolation optical system consists of two separate window bends light after two, make more accurate measurement results。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，光源強(qiáng)度和溫度漂移對(duì)本系統(tǒng)的影響非常小，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快以及自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠方便、準(zhǔn)確地實(shí) 現(xiàn)液體濃度的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。本系統(tǒng) 主要由半導(dǎo)體激光器、 雙隔離窗 光學(xué)系統(tǒng)、 PSD 信號(hào)處理電路、基于 8051 單片機(jī)的 A/D 采集運(yùn) 算控制電路和顯示電路等組成。但這些方法 既 費(fèi)時(shí) 又需 繁瑣的人工取采樣，滯后性大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)液體濃度， 鑒于以上問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種基于 PSD 的 濃度檢測(cè)系統(tǒng)。 畢業(yè)論文 基于 PSD 濃度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 學(xué) 院 ： 專 業(yè) ： 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號(hào) ： 指導(dǎo)教師 ： 摘 要 I 摘 要 目前，實(shí)時(shí)液體濃度檢測(cè)技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)還比較落后，因此研究新型的液體濃度檢測(cè)系統(tǒng)具有 十分重要的意義。 工業(yè)生產(chǎn)中檢測(cè)液體濃度的方法 有 比重法、化學(xué)分析法、超聲波法及光學(xué)法等。 濃度的變化會(huì)引起液體折射率的變化，對(duì)于固定的入射光線，折射率的變化會(huì)導(dǎo)致出射光線發(fā)生偏移，利用光電位置敏感器件檢測(cè)出光線偏移量的大小，進(jìn)而得到液體的折射率，從而計(jì)算出液體濃度，再由 LED 顯示出來(lái)。 雙隔離窗 光學(xué)系統(tǒng) 采用兩個(gè)隔離窗使光線 在待測(cè)液體中 兩次折射，測(cè)量結(jié)果更精確； PSD 信號(hào)調(diào)理電路 主要 由前置放大、加法器、減法器 和 除法器等部分 構(gòu)成，將對(duì)信號(hào)進(jìn)行 I/V 變換 和 放大處理； 基于 8051 單片機(jī)的 A/D 采集運(yùn)算控制電路 主要對(duì) PSD 調(diào)理后的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，并將信號(hào)輸入至單片機(jī)進(jìn)行分析處理，從而得到濃度值，最后由顯示系統(tǒng)顯示出來(lái)。本濃度檢測(cè)系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用在化工、制糖、食品、制藥等諸多行業(yè)，是一種具有廣闊發(fā)展前景的濃度檢測(cè)系統(tǒng)。 PSD signal disposal circuit is mainly posed of preamplifier, summator, subtracter and divider and other parts, will be the signal I/V transform and processing to enlarge。II 目 錄 IV 第一章 緒論 4 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 5 第三章 光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 光源的選擇 6 3. 2 光 學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10