基于嵌入式系统电导率仪的设计及应用研究

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糖厂作为能耗大户,因此对其进行节能减排具有重要的意义。虽然近些年糖厂节能方面取得一些成绩,但是与世界先进水平仍然具有一定的距离。目前对于糖厂的节能项目主要集中在糖厂蒸发罐的一效,二效蒸汽的利用上。工艺正常时,一效蒸发灌蒸汽温度有120℃左右,含糖量在10ppm以下;二效蒸发灌汽凝水温度80℃左右,含糖量在50ppm以下;根据锅炉进水指标要求要小于50ppm含糖量,一效、二效通过汽水分离装置后冷凝水可作为回用水时必须达到锅炉进水指标。工艺不正常情况下,糖份可能超标。因此对回用水糖份的检测是关键。本文提出一个通过电导率间接检测微糖含量的方法,可有效地解决这个问题,实验表明,蒸发冷凝水的含糖量与其电导率成正相关关系,近似线性。因此设计一套匹配的电导率仪是蒸汽利用的关键。本文中设计了一套基于嵌入式系统的电导率仪。系统中采用了ARMCortex-M3和C8051F两块CPU作为整个硬件系统的基础。采用双CPU硬件平台,保证了测量精度以及快速的数据处理能力。利用DDS技术产生正弦波作为系统的激励源。同时为了保证系统具有很高的适应性,稳定性,抗干扰能力,系统在设计的过程大量采用了光电耦合技术以及独立电源模块技术,极大的保证了系统的稳定。同时仪器系统中预设了RS232以及CAN总线的通信接口,方便仪器使用过程中测量数据以及系统状态数据的交换。并且系统采用USB通信接口方便了数据的定时采集。在系统的软件设计中采用模块化思想编程,所有程序代码全部采用C语言实现;保证了系统代码的易读性以及通用性。在仪器系统的数据处理中采用软件拟合的方式,高效简便的处理测量数据。目前,电导率测量仪器的调试工作已经进入尾声。从系统的硬件电路设计,印制电路板(PCB)的制作,电子元件的采购以及焊接工作以及两块CPU的程序代码编写工作已经完成。仪器的测量调试也已经完成。
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