飲用水中溴酸鹽濃度檢測(cè)方法研究.pdf

1、我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)飲用水中的溴酸鹽含量做出了明確的規(guī)定:每1升飲用天然礦泉水中的溴酸鹽含量不得超過(guò)0.01mg。飲用水中的溴酸鹽在國(guó)際上被定為2B級(jí)潛在致癌物,它是飲用水生產(chǎn)廠家在使用臭氧對(duì)水進(jìn)行殺菌的過(guò)程中引入的。由于一直缺乏一種成熟實(shí)用的方法來(lái)測(cè)定水中溴酸鹽的含量,這給生產(chǎn)廠家在飲用水制備過(guò)程中控制水中的溴酸鹽含量達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)造成了較大的困難。
　　針對(duì)上述問(wèn)題,本文在經(jīng)過(guò)深入的理論分析和方案比較之后,提出利

2、用空心線圈電感量的大小與其周?chē)氰F磁質(zhì)的材料有關(guān)這一物理特性來(lái)設(shè)計(jì)能夠測(cè)定水中溴酸鹽含量的傳感器的方法。基于這一方法設(shè)計(jì)了溴酸鹽濃度檢測(cè)傳感器和相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并且對(duì)8mg/L、10mg/L、50mg/L和100mg/L的四種溴酸鉀溶液樣品進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)完全可以區(qū)分出這四種不同濃度的溴酸鉀溶液,并且系統(tǒng)具有良好的重復(fù)性、溫度穩(wěn)定性和線性度。
　　本論文主要工作內(nèi)容如下:
　　1、參與設(shè)計(jì)了溴酸鹽濃

3、度檢測(cè)傳感器。該傳感器利用振蕩器的原理將空心線圈電感量的變化變換為頻率、幅度等電信號(hào)的變化量輸出。
　　2、針對(duì)項(xiàng)目需求,設(shè)計(jì)了基于FPGA的溴酸鹽濃度檢測(cè)傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采樣傳感器輸出信號(hào),之后對(duì)采樣到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,再將數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。其最高采樣速率可以達(dá)到80MSPS,采樣精度為14bit;根據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)FPGA與計(jì)算機(jī)之間傳輸速率的要求,設(shè)計(jì)了USB2.0數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)FPGA與計(jì)算機(jī)

4、之間的數(shù)據(jù)通信。
　　3、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用于測(cè)試傳感器輸出信號(hào)頻率大小的等精度頻率測(cè)試模塊。經(jīng)過(guò)理論分析和實(shí)際測(cè)試,表明所設(shè)計(jì)的頻率檢測(cè)模塊測(cè)試頻率范圍為1HZ~40MHZ,測(cè)頻全域相對(duì)誤差低于0.0005％。
　　4、針對(duì)傳感器存在的溫漂問(wèn)題,利用半導(dǎo)體制冷片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了能夠在0℃~60℃的外部環(huán)境下,溫度穩(wěn)定在19.5℃~20.5℃范圍內(nèi)的恒溫槽。通過(guò)將傳感器電路板放置在恒溫槽內(nèi),克服了外部環(huán)境溫度變化對(duì)傳感器的影響。