船載海水重金屬元素現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)分析儀系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、該文描述了用于海水中痕量重金屬的在線(xiàn)分析的檢測(cè)儀器的硬件和儀器固件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn).儀器使用多種測(cè)量技術(shù)(硫?qū)俨Ａщ姌O,差分脈沖溶出伏安法和光尋址電位傳感器)聯(lián)用測(cè)量九種重金屬元素.對(duì)于不同的測(cè)量技術(shù),儀器中集成了用于測(cè)量電極的多通道高精度開(kāi)路電壓測(cè)量系統(tǒng)和用于溶出伏安法測(cè)量的多路電化學(xué)測(cè)量系統(tǒng),以及用于測(cè)量光尋址電位傳感器的鎖相放大器.針對(duì)不同的測(cè)量技術(shù),我們提出了不同的解決方案.對(duì)于硫?qū)俨Ａщ姌O,我們?cè)O(shè)計(jì)了以高精度的∑△ADC為核心,配

2、以高輸入阻抗低噪聲的前置放大器和低漏電流多路模擬開(kāi)關(guān)的多路精密電極測(cè)量系統(tǒng).對(duì)于微分脈沖伏安溶出測(cè)量,我們使用高精度高速SAR ADC和低偏置電流運(yùn)放構(gòu)成微電流采樣系統(tǒng),使用高精度DAC和高速大電流緩沖放大器設(shè)計(jì)了恒電位計(jì),并與微控制器共通組成電化學(xué)測(cè)量系統(tǒng).對(duì)于光尋址電位傳感器,我們?cè)O(shè)計(jì)了以高精度調(diào)制/解調(diào)器件和數(shù)字頻率合成器件為核心的模擬鎖相放大器.儀器中均編寫(xiě)了相應(yīng)的功能固件來(lái)完成特定功能,包括從簡(jiǎn)單的電壓采樣到復(fù)雜的電化學(xué)掃描過(guò)

3、程.所有的子系統(tǒng)均運(yùn)行相同的終端通訊協(xié)議,我們自行設(shè)計(jì)并稱(chēng)之為FlexLynx的協(xié)議,這種基于串行口物理設(shè)備的協(xié)議提供數(shù)據(jù)包組裝,復(fù)雜數(shù)據(jù)校驗(yàn)利超時(shí)重傳等機(jī)制保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸.主機(jī)通過(guò)PC端的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)可以完全控制目標(biāo)儀器和獲取采集數(shù)據(jù).儀器內(nèi)嵌軟件可控制儀器自動(dòng)完成全部測(cè)量過(guò)程,為全自動(dòng)在線(xiàn)測(cè)量提供完善解決方案.該儀器具全自動(dòng)測(cè)量,適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),可擴(kuò)展性好,可靠性高等特點(diǎn).我們對(duì)完成的樣機(jī)進(jìn)行了性能測(cè)試,包括電化學(xué)系統(tǒng)的電流測(cè)量分辨