后向式光纤传感在线光电浊度仪设计(2)
3.2 光电探测器的选择 14
3.3 探测装置设计 15
3.4 本章小结 16
4 浊度仪硬件模块设计 17
4.1 硬件系统总体结构 17
4.2 电源电路 17
4.3 光源供电电路 19
4.4 信号获取电路 20
4.5 多路选通和 A/D 采样电路 21
4.6 键盘显示电路 24
4.7 本章小结 27
5 浊度仪的软件设计 28
5.1 浊度软件设计流程图 28
5.2 本章小结 29
结 论 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
1 绪论
水的方方面面都紧紧围绕着人们的生活与生产，而浊度是评价水质的重要依据之一。浊度是水中不同大小、比重、形状的悬状物、胶体物质和微生物杂质对光所产生效应的表达语[1]。随着社会进步、经济发展与人口的持续增长，以及水资源污染问题的严重化等等诸多问题的出现，水质检测成为一项重要的工程项目。
检测浊度大小的仪器叫做浊度仪，浊度仪最早生产出来的时候使用烛光作为光源（主要是红黄光）和用肉眼接收光信号，所以在精度和测量范围上都比较落后，同时散射信号受色度影响比较明显，测量带有颜色的溶液时容易受影响。后来随着米利散射原理的提出，系统的出现了两种测量浊度的方法，即透射光测量法和散射光测量法。目前国内外市场上浊度仪种类繁多根据光源有激光式的，有LED的，根据探头分类有流通式和沉入式等等。然而由于国内外浊度仪生产研究技术起步时间不同，国产浊度仪明显的可靠性和稳定性差。本文结合现在我国国内企业生产需要，引荐国外先进技术思想，研究与设计一款在线光电浊度仪，理论设计阶段使其具备以下基本功能：通过光电检测技术手段，能够在线检测石灰水的浊度。同时要达到以下技术改进与创新：
1、 提高光源利用率，尽可能的减少检测光在传播过程中的衰减或其他损失；
2、 提高最终接收光信号的检测手段，提高精确度；
3、 改进装置，延长装置使用寿命，节约成本。
1.1 浊度测量理论知识
1.1.1 浊度的定义和单位
水质的浊度,表征水样的光学性质,表示水中悬浮物与胶体物质对光线透射时所产生的阻碍程度。浊度的大小不仅与水中悬浮物和胶体物质的含量有关,而且与这些物质的颗粒大小、形状和表面对光的反射性能也有很大关系。
浊度单位使用的种类较多，有德国单位、日本单位、美国单位等等, 1984年国际标准化组织颁布了“ISO 7027水质-浊度的测定”国际标准,规定了浊度标准溶液的配制方法(福尔马肼法)和浊度单位(FNU)[2]。
1.1.2 浊度测量意义
我国长期处于水资源总量丰富可用水资源匮乏的状态，而随着社会的进步、经济的发展与人口的持续增长，人类对于水资源的数量以及质量上的要求也与日俱增，所以更加需要高科技技术来提高对水的利用率。
从生活方面来看水的浑浊度高，所含杂质也高。水中无机物等悬浮颗粒本身不一定直接有害健康，但它们能吸附细菌和病毒，是一种潜在的不安全因素。水的浑浊度低，有利于消毒杀灭微生物。所以测量水质的浊度参数对环保和人体健康有重大意义，
在工业生产中，例如，食品、酿造、医学、纺织、印染、电力等各行业中用水的浊度，将直接影响到产品的质量或生产过程。由此可见，浊度的测量在城镇供水、酿造、制药、环境保护和卫生防疫等诸多行业和部门中，有着极其广泛的用途。所以浊度的测量对于保证供水的质量,提高人民健康水平和有关工业产品的质量具有重要意义。