带微处理器的智能混浊度传感器.doc

带微处理器的智能混浊度传感器 .doc带微处理器的智能混浊度传感器
摘要:介绍了一种内置混浊度传感器、电导传感器、温度传感器、A/D转换器、微处理器(μP)和单线I/O接口的智能混浊度传感器APMS-10G,详细阐述了其测量原理及使用注意事项。关键词:混浊度;电导;温度;APMS-(turbidity)亦称不透明度,主要用于表示水或其他液体的不透明程度。当单色光通过含有悬浮粒子的液体时,悬浮粒子引起的光散射会使单色光的强度被衰减,其衰减量即可用来代表液体的混浊度。混浊度是个比值,其单位用NTU来表示。测量混浊度对于环境保护和日常生活具有重要意义。我国早在1986年就制定了《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85),规定城市供水企业出厂饮用水的混浊度不得超过3NTU。2001年卫生部制定的《生活饮用水卫生规范》又做出了更严格的规定,要求饮用水的混浊度必须达到1NTU才符合要求。测量混浊度的方法是采用浊度仪(turbimeter),又称浊度计。传统浊度仪的测试性能比较差而且功能单一,无法满足现代测量的需要。近年来,从国外引进的在线浊度仪因价格昂贵也难以大量推广(例如意大利哈纳公司的产品售价就高达7万元~12万元人民币)。最近,美国霍尼韦尔(Honeywell)公司推出了APMS-10G型带微处理器和单线接口的智能化混浊度传感器,该传感器能同时测量液体的混浊度、电导和温度,可用来设计多参数在线检测系统,因而可广泛应用于水质净化,清洗设备及化工、食品、医疗卫生等部门中。
1 APMS-10G的性能特点APMS-10G内含混浊度传感器、电导传感器、温度传感器、A/D转换器、微处理器(μP)和单线I/O接口,能直接测量液体的混浊度、电导及温度并转换成数字输出。它是基于软件的虚拟传感器,需要使用Honeywell公司的专用软件来完成检测任务(不包括控制)。APMS-10G的混浊度测量结果实际上是散射光强与发射光强之比,其输出范围是0~4000NTU(~10),。~15mS(所对应的输出数据为4~255),mS表示毫西门子。由于电导与电阻呈倒数关系,故所对应的电阻值为10MΩ~1kΩ。。测量混浊度及电导的误差均为±3个字。测量温度范围是+68°F~+140°F(即+20℃~+60℃),重复性误差小于±4°F,,达到稳定的时间为4min。APMS-10G可通过9脚RS-232接口与计算机相连,计算机作为主机,传感器工作在从机模式。通信速率为2400b/s。APMS-10G采用8V~30V直流电源供电,电源电流为16mA(典型值)。最大外形尺寸为
×。2 APMS-10G的测量原理APMS-10G的内部框图如图1所示,3个引出端分别为电源端(UCC)、地(GND)和单线输入/输出接口(I/O)。内部主要包括四部分:第一是混浊度传感器部分,包括红外LED驱动控制电路、红外光源、发射光探测器、散射光探测器和A/D转换器Ⅰ;第二是电导传感器部分,含镀镍不锈钢探针、电导测量电路和A/D转换器Ⅱ;第三部分和第四部分分别是热敏电阻温度传感器和微处理器(μP)部分。 混浊度测量原理测量混浊度的原理图如图2所示。测量时,将传感器的正面浸入