一种新型高精度溶解氧传感器的设计.pdfVIP

112 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2012年 第31卷 第2期 一 种新型高精度溶解氧传感器的设计 郑贵林，徐沾伟 (武汉大学 计算机学院，湖北 武汉430072) 摘 要：采用极谱式溶解氧电极，以低功耗、高稳定性能的NEC单片机为核心处理器，设计了一种新型高 精度溶解氧传感器。详细介绍了传感器的工作原理、NEC单片机的各项性能参数、硬件结构以及电路分 析 、软件设计。针对极谱式溶解氧电极激化时间长的缺点，提出一种实用的解决方案，大大缩短了测量时 间。采用 18位的A／D转换器与高精度的仪表运算放大器，提高了测量精度。 关键词 ：极谱式；溶解氧；NEC单片机 中图分类号：TP232 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2012)02-0112-03 A▲ neW d1esig‘n Otnh’i·gh--preci·si·on dli-ssol’VeC1Ioxygen SenS0r ZHENG Gui-lin．XU Zhan-wei (SchoolofComputer，WuhanUniversity，Wuhan430072，China) Abstract：UsingpolarographicdissolvedoxygenelectrodeandNECmicrocontrollerascoreprocessor，whichhas propertyoflow powerconsumption，high stability，a new type ofhigh—precision dissolved oxygen sensor is designed．Theprincipleofthesensor，theperformanceparametersofNECMCU，hardwarearchitectureandcircuit analysis，software design are introduced．Aiming atshortcoming ofpolarographic oxygen electrode thatthe intensificationtimeistoolong，apracticalsolutionisproposed，themeasurementtimeisgreatlyreduced．18一bitA／ D conveaerandhigh—precisioninstrumentation0p—ampareused，themeasurementprecisionisimproved． Keywords：polarographic ；dissolvedoxygen；NEC microcomputer 0 引 言 后需要有4-6h的激化才能正常使用 。本文针对极谱 溶解氧是指空气中的分子态氧溶解在水中的浓度。天 式溶解氧电极的特点，设计了一种新型的溶解氧传感器，在 然水中溶解氧近于饱和值 ，水中微生物繁殖旺盛；水体受到 保证测量精度 、设备功耗的情况下 ，大大缩短了溶解氧测量 有机物与还原性物质污染，溶解氧浓度下降。当溶解氧消 时间。 耗速度大于空气中氧气向水中的溶解速度时，水中溶解氧 1 工作原理 浓度趋于零，此时厌氧菌得以繁殖，使水体恶化，所以，溶解 极谱式溶解氧电极由阴极、阳极、KC1电解液以及氧扩 氧浓度能够反映出水质的受污染程度。同时，对于水产养 散膜组成，在阳极加上0．685V直流电压激励，氧通过膜扩 殖业来说，水中溶解氧对鱼类等的生长也有着至关重要的 散进入电解液与Au电极和 鲰 电极构成测量回路 ，阴极会 影响。当溶解氧低于4mg／L时