電導率是一個描述溶液性質(zhì)的重要電化學參數(shù),電導率儀的應用從傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測、農(nóng)業(yè)灌溉、鋁材廠工藝控制等領域逐漸擴展到白酒鑒別、鹽度檢測、中藥提取等其他新型問題中。同時市場應用對電導率儀檢測精度要求不斷提高,測量范圍更加寬廣。電導率測量技術(shù)中,電磁式測量法由于系統(tǒng)原因主要適用高電導率檢測,電極測量法在實際生產(chǎn)應用中更廣泛。本文分析了國內(nèi)外電導率儀和電極傳感器發(fā)展現(xiàn)狀,研究了溶液電導率測量影響因素,提出一種實現(xiàn)高精度測量的雙極性脈沖法,并設計了一種高電導電極傳感器和一種低電導電極傳感器,適用于不同電導率溶液的測量。通過采用雙極性脈沖激勵電導池減少測量過程中極化效應和電容效應的影響,采用溫度補償提高電導率儀在不同溫度下的適應性。電導率儀使用STM32F407芯片作為微處理器,具有數(shù)據(jù)顯示、定時存儲、與其他設備進行數(shù)據(jù)交換等功能。硬件電路分為控制主板和變送板兩塊印刷電路板,控制主板主要包括時鐘、通訊、顯示、存儲等電路,變送板主要有電導信號檢測、控制信號隔離、電導信號處理等電路。電導率儀通過串口通訊和CAN通訊實現(xiàn)與其他設備的數(shù)據(jù)交換,使用電容觸摸屏提供人機交互。微處理器通過PWM控制高速電子開關的通斷,將±5V電壓周期性加載在電導池兩端,就實現(xiàn)了雙極性脈沖激勵效果。將正、負激勵信號分開采樣,每半個周期信號在放大器處理時等同于直流信號,降低了信號處理難度。利用ADI公司高精度、低噪聲的AD7124-8模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為ADC采集單元,其增益編程可變對測量不同范圍電導率提供了極大的便利。使用穩(wěn)定性較好的PT1000作為溫度傳感器,電路采用四線制接法消除引線電阻的誤差。經(jīng)過硬件和軟件調(diào)試,電導率儀測量精度較高,且系統(tǒng)重復性較好。
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TH832.1

【參考文獻】

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本文編號：2813259