紫外吸收法水质检测系统研究

发布时间：2020-06-23 13:07

【摘要】：水质好坏一直是人们日常生活中非常关注的问题,水质检测仪器自然受到人们越来越多的关注。本文的目的是设计一款具有高精度、低功耗、高稳定性、便于使用的基于紫外吸收法的水质检测系统。本文的工作包括:详细研究了紫外吸收法水质检测的原理以及锁相放大器的原理和实现。分析了使用锁相放大器的优点。设计一款水质检测系统。通过驱动信号驱动光源,照射水中溶液,通过探测器将溶液吸收后的光转换成电信号,经过锁相放大处理后得到与收集到的光强成一定关系的直流信号。通过光强计算溶液中物质的浓度。根据锁相放大器的原理、紫外吸收法的原理以及Matlab仿真设计了使用模拟锁相放大器的水质检测系统。并对数字锁相放大器的原理进行仿真,根据仿真结果对模拟锁相放大器的水质检测系统进行了优化和升级。通过实验测量出模拟锁相放大器的性能指标、以模拟锁相放大器为主的检测系统的性能指标、数字锁相放大器的性能指标以及以数字锁相放大器为主的水质检测系统的性能指标。同时解决了由于密闭环境下,大功率芯片持续工作以及光源长时间工作带来的温度漂移问题。结合仿真和具体情况进行了详细的分析。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN722
【图文】：

波形,方波信号,正弦波信号,信号

0 1 2 1 20(2 1)nπ+由(3-2)式可知，输出包括了全部几次谐波中方波基频为2f 的信号与频率为1f 的信号之间的和频分量与差频分量。因此，开关式相敏检波器对任何一个奇次谐波都产生一个相敏输出，将之称为相敏检波器的谐波响应。3.2 AD630 相敏检测的 Simulink 仿真Simulink 提供了一个简易的仿真环境，电路器件无需过多的设计，都可以在Simulink 中找到相应的电路模块，只需要更改关键参数的数值，即可实现实际要求的功能参数，通过多个模块进行搭配后，通过软件仿真得到电路搭配后的仿真效果，操作简单，功能强大，是电路设计，算法仿真的理想工具。由于 AD630 中参考信号通过外置信号出发开关电路得到方波信号，所以可以将参考信号看做高电平为 1V、低电平为-1V 的占空比为 50%的方波信号。通过 Simulink 模块中 Signal Gener Ator 模块产生频率为 2kHz，峰值为 1 的，占空比为 50%的方波信号，其波形如图 3-1所示。

波形图,仿真图,方波信号,正弦信号

Simulink仿真图

【参考文献】