帶微處理器的智能混濁度傳感器

 摘要：介紹了一種內(nèi)置混濁度傳感器、電導(dǎo)傳感器、溫度傳感器、A／D轉(zhuǎn)換器、微處理器（μP）和單線Ｉ／Ｏ接口的智能混濁度傳感器APMS-10G，詳細(xì)闡述了其測量原理及使用注意事項(xiàng)。

    關(guān)鍵詞：混濁度；電導(dǎo)；溫度；APMS-KIT.exe軟件

混濁度（turbidity）亦稱不透明度，主要用于表示水或其他液體的不透明程度。當(dāng)單色光通過含有懸浮粒子的液體時(shí)，懸浮粒子引起的光散射會(huì)使單色光的強(qiáng)度被衰減，其衰減量即可用來代表液體的混濁度�；鞚岫仁莻�(gè)比值，其單位用ＮＴＵ來表示。測量混濁度對(duì)于環(huán)境保護(hù)和日常生活具有重要意義。我國早在１９８６年就制定了《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（ＧＢ５７４９－８５），規(guī)定城市供水企業(yè)出廠飲用水的混濁度不得超過３ＮＴＵ。２００１年衛(wèi)生部制定的《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》又做出了更嚴(yán)格的規(guī)定，要求飲用水的混濁度必須達(dá)到１ＮＴＵ才符合要求。測量混濁度的方法是采用濁度儀（ｔｕｒｂｉｍｅｔｅｒ），又稱濁度計(jì)。傳統(tǒng)濁度儀的測試性能比較差而且功能單一，無法滿足現(xiàn)代測量的需要。近年來，從國外引進(jìn)的在線濁度儀因價(jià)格昂貴也難以大量推廣（例如意大利哈納公司的產(chǎn)品售價(jià)就高達(dá)７萬元～１２萬元人民幣）。最近，美國霍尼韋爾（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）公司推出了ＡＰＭＳ－１０Ｇ型帶微處理器和單線接口的智能化混濁度傳感器，該傳感器能同時(shí)測量液體的混濁度、電導(dǎo)和溫度，可用來設(shè)計(jì)多參數(shù)在線檢測系統(tǒng)，因而可廣泛應(yīng)用于水質(zhì)凈化，清洗設(shè)備及化工、食品、醫(yī)療衛(wèi)生等部門中。

１�。粒校停樱�１０Ｇ的性能特點(diǎn)

ＡＰＭＳ－１０Ｇ內(nèi)含混濁度傳感器、電導(dǎo)傳感器、溫度傳感器、Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器、微處理器（μＰ）和單線Ｉ／Ｏ接口，能直接測量液體的混濁度、電導(dǎo)及溫度并轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出。它是基于軟件的虛擬傳感器，需要使用Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司的專用軟件來完成檢測任務(wù)（不包括控制）。ＡＰＭＳ－１０Ｇ的混濁度測量結(jié)果實(shí)際上是散射光強(qiáng)與發(fā)射光強(qiáng)之比，其輸出范圍是０～４０００ＮＴＵ（對(duì)應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)為０．０３～１０），響應(yīng)時(shí)間為１．３ｓ。測量電導(dǎo)的范圍是０．０００１ｍＳ～１５ｍＳ（所對(duì)應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)為４～２５５），ｍＳ表示毫西門子。由于電導(dǎo)與電阻呈倒數(shù)關(guān)系，故所對(duì)應(yīng)的電阻值為１０ＭΩ～１ｋΩ。測量電導(dǎo)的響應(yīng)時(shí)間為０．８５ｓ。測量混濁度及電導(dǎo)的誤差均為±３個(gè)字。測量溫度范圍是＋６８°Ｆ～＋１４０°Ｆ（即＋２０℃～＋６０℃），重復(fù)性誤差小于±４°Ｆ，響應(yīng)時(shí)間為０．０３ｓ，達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間為４ｍｉｎ。

ＡＰＭＳ－１０Ｇ可通過９腳ＲＳ－２３２接口與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)作為主機(jī)，傳感器工作在從機(jī)模式。通信速率為２４００ｂ／ｓ。

ＡＰＭＳ－１０Ｇ采用８Ｖ～３０Ｖ直流電源供電，電源電流為１６ｍＡ（典型值）。最大外形尺寸為φ３９．４ｍｍ×６０．７ｍｍ。

２　ＡＰＭＳ－１０Ｇ的測量原理

ＡＰＭＳ－１０Ｇ的內(nèi)部框圖如圖１所示，３個(gè)引出端分別為電源端（ＵＣＣ）、地（ＧＮＤ）和單線輸入／輸出接口（Ｉ／Ｏ）。內(nèi)部主要包括四部分：第一是混濁度傳感器部分，包括紅外ＬＥＤ驅(qū)動(dòng)控制電路、紅外光源、發(fā)射光

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