環(huán)境水體原位監(jiān)測儀水樣全自動過濾系統(tǒng)的研制.pdf

1、隨著湖泊、河流和近岸海域等水體的富營養(yǎng)化現(xiàn)象的不斷加重,對水體中營養(yǎng)鹽的監(jiān)測已成為環(huán)境監(jiān)測的重要組成部分?，F(xiàn)有營養(yǎng)鹽原位監(jiān)測儀因存在在線過濾水樣困難等瓶頸問題,在營養(yǎng)程度較高的水體中無法使用。本課題是與廈門大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院合作,擬研制一種以電容傳感器為基礎(chǔ),運用諧振法實現(xiàn)在線過濾器過濾膜狀態(tài)的檢測,以MSP430單片機(jī)為核心,通過CAN總線與原位監(jiān)測儀主控系統(tǒng)進(jìn)行通信,控制蠕動泵和步進(jìn)電機(jī)完成水樣的采集和更換濾膜動作,實現(xiàn)無人值守實時

2、原位水體的全自動過濾,解決環(huán)境水體原位監(jiān)測儀研制中的關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　系統(tǒng)機(jī)械裝置主要由四個步進(jìn)電機(jī)和相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成。其中兩個型號相同的步進(jìn)電機(jī)同步轉(zhuǎn)動,帶動纏繞有過濾膜的軸轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)過濾膜的自動更換;一個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動絲桿正、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)過濾膜的夾緊與松開;一個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動蠕動泵轉(zhuǎn)動,給待過濾的水樣加壓,迫使水樣通過過濾膜,實現(xiàn)對水樣的自動過濾。
　　系統(tǒng)硬件電路設(shè)計主要分為四部分:以MSP430F149為核心的主控

3、制模塊,主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和處理,完成人機(jī)交互界面的顯示,處理各種中斷的調(diào)度;濾膜狀態(tài)檢測模塊,主要由諧振放大電路、檢波電路、自動增益控制電路和峰值檢測電路組成,并采用自制的電容傳感器,實現(xiàn)對濾膜運行狀態(tài)檢測;CAN總線通信模塊,負(fù)責(zé)系統(tǒng)與原位監(jiān)測儀主控系統(tǒng)間的通訊,包括接受開始/結(jié)束過濾信號,實時發(fā)送系統(tǒng)過濾狀態(tài)信息,電路主要由 SJA1000和 TJA1050芯片組成;步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊,完成系統(tǒng)設(shè)計中蠕動泵和各種步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動工作。