[发明专利]一种基于双模自调节电导率检测的智能水质检测系统

说明书

一种基于双模自调节电导率检测的智能水质检测系统，包括双模自调节电导率检测电路、数据采集电路和可编程逻辑阵列；该双模自调节电导率检测电路用于检测电导率；该数据采集电路与双模自调节电导率检测电路相连以采集第一传感器电极和第二传感器电极的变化数据并进行模数转换；该可编程逻辑阵列与双模自调节电导率检测电路和数据采集电路相连以将检测的电导率与模数转换后的数据比较，并根据比较结果控制数据采集电路的采集精度和数据转换速度。本发明实现了自动检测电导率，能消除电导率传感器电极的电容效应影响，克服了电极极化导致同质电荷集中于同一侧电极而引起的检测数值偏移，检测结果失真的缺陷，具有较好的实际意义和较高的经济价值。

技术领域

本发明涉及水质检测领域，特别是一种基于双模自调节电导率检测的智能水质检测系统。

背景技术

随着我国经济水平和城市化水平的不断提升，环境污染的加剧和污水处理技术及控制问题日益受到人们的关注。因此，水质检测在现代工业生产中的地位日趋重要。目前水质检测的方法主要有紫外吸光度法，分光光度法、荧光法、电导率法等。前三种方法通过对水质进行光谱的吸收和折射估算待测水质的溶质和浓度，因此能达到一定的测量精度要求。但是其缺点是在检测的过程中需要手工操作且检测时间长、仪器操作复杂以及检测成本高。同时，其在稳定性、可靠性，尤其是在测量的同步性和在中、高浓度的测量精度上很难使用户满意。电导率检测法是目前工业生产中水质检测的主要方法，因其具有数据稳定、简便易行的优点，已成为水质检测的重要方法。然而传统的电导率检测方法精度较低，智能化程度不高，并且传统的电导率检测方法随使用时间增加存在由于电极极化导致同质的阳离子或者阴离子电荷会集中于同一侧电极，引起检测数值偏移，检测结果失真的问题。目前还未有相关文献报道解决该问题。基于此，本发明提出了一种基于双模自调节电导率检测电路的电导率传感器电极极化补偿的实时智能电导率检测设计方案。

传统电导率检测法将电导率传感器视为纯电阻，被测信号通过电导率传感器和已知电阻构成的反相放大电路后得到电导率输出信号。电导率传感器等效电阻的阻值由该反相放大器输入和电导率输出信号计算得出。根据电导率传感器等效电阻求解得出溶液电导率数值。该方法存在两个主要缺陷：(1)传统的电导率检测方法存在由于电极极化导致同质电荷集中于同一侧电极而引起检测数值偏移，造成检测结果失真的问题。(2)传统电导率检测法将待检测溶液的电导率视为常数值，这显然是有局限的，因为检测溶液会随测试环境，浓度，时间变化而变化，因此不能简单视为常数值。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种基于双模自调节电导率检测的智能水质检测系统，能自动检测电导率，消除了电导率传感器电极的电容效应影响，克服了电极极化导致同质电荷集中于同一侧电极而引起的检测数值偏移，检测结果失真的缺陷。

本发明采用如下技术方案：

一种基于双模自调节电导率检测的智能水质检测系统，其特征在于：包括双模自调节电导率检测电路、数据采集电路和可编程逻辑阵列；该双模自调节电导率检测电路设有第一传感器电极和第二传感器电极以检测电导率；该数据采集电路与双模自调节电导率检测电路相连以采集第一传感器电极和第二传感器电极的变化数据并进行模数转换；该可编程逻辑阵列与双模自调节电导率检测电路和数据采集电路相连以将检测的电导率与模数转换后的数据比较，并根据比较结果控制数据采集电路的采集精度和数据转换速度。