重金属离子浓度快速检测仪的设计

发布时间：2024-12-22 03:58

　　水环境一旦形成重金属污染，极难自我修复，同时，重金属离子进入人体后，直接作用于神经系统、内脏器官等重要部位，严重危害人类的生命安全。所以，防治重金属污染势在必行，而其中重要的环节就是对重金属离子及其浓度的检测。目前国内的检测技术还不成熟，而国外仪器价格昂贵且往往一台仪器只能检测一种离子，为此，本文设计研究了一种重金属离子浓度快速检测仪。 通过重金属离子浓度快速检测仪的研制，解决了以下几个问题：1)基于电化学技术，通过实验找出了能够快速有效的检测方法，通过观察I-E曲线得出离子种类及其浓度。2)选择了专用的伏安电极系统，加快了检测速度，提高了灵敏度，并且避免了使用汞电极产生的二次污染。3)为了满足测量过程的需要，研制了一种适用于低粘度流体的新型多通道转换阀（8路），这是一种用于水质检测设备的专用液体多通道转换阀，能够适应多种液体或试剂的选取，可以根据需要选择不同的液体注入检测设备中进行检测。4)自主研发了基于单片机的控制系统，其中包括：恒电位仪、31位复合AD转换器、准确计量各种液体比例的称重传感器电路等，显著提高了测量精度。其中由继电器、D/A转换器和A/D转换器构成的多元复合A/D...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文的研究背景和意义
        1.1.1 水中重金属离子污染概述
        1.1.2 重金属离子对人体的危害
        1.1.3 本课题的研究意义
    1.2 国内外研究成果简介
    1.3 本课题主要工作
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 需要解决的关键技术
第2章 总体方案的设计
    2.1 重金属离子浓度快速检测仪的性能要求
    2.2 检测原理
    2.3 提出总体设计方案
    2.4 本章小结
第3章 电化学测量方案
    3.1 电化学测量的基本原则
    3.2 电化学测量的主要步骤
    3.3 测量方法
        3.3.1 扫描电压波形的选择
        3.3.2 搅拌过程与电极形状
    3.4 伏安电极系统
        3.4.1 电极的确定
        3.4.2 对电极
        3.4.3 参比电极
        3.4.4 工作电极
    3.5 本章小结
第4章 整体机械结构设计
    4.1 机电系统的结构设计及其设计要求
    4.2 整机箱体的设计
    4.3 液体检测装置结构设计
    4.4 多通道转换阀的设计
        4.4.1 工作台水平移动
        4.4.2 下阀口竖直运动
        4.4.3 流体通道的开启与关闭
    4.5 本章小结
第5章 数据采集系统和上位机显示程序的设计
    5.1 数据采集系统硬件设计
        5.1.1 扫描电压发生电路
        5.1.2 31 位 A/D 转换电路的构成
        5.1.3 基准电压电路及称重电路
        5.1.4 电路译码及地址分配
        5.1.5 步进电机的控制及通讯电路
    5.2 数据采集系统软件设计
        5.2.1 主程序流程图
        5.2.2 子程序流程图
    5.3 上位机显示程序的设计
        5.3.1 串口通讯基础
        5.3.2 上位机程序的设计
        5.3.3 显示程序的操作流程
        5.3.4 程序的数据采集与显示
    5.4 本章小结
第6章 系统调试以及电磁兼容性设计
    6.1 系统调试
        6.1.1 机械部分调试
        6.1.2 控制系统软硬件调试
        6.1.3 上位机显示程序调试
    6.2 电磁兼容性设计
        6.2.1 电磁干扰（EMI）问题
        6.2.2 电磁环境
        6.2.3 解决办法
    6.3 本章小结
结论
附录
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢



本文编号：4019399