本发明专利技术揭示了一种基于单片机的液体电导率测量方法，可适用于测量水的电导率，其通过单片机驱动信号发生器发出波形信号，该信号加在放置在液体中的变压器的初级绕组时，由于水体在通过耦合线圈中间构成一个闭合的回路，所以在水的该单通回路中感应出感应电动势，在该闭合回路中必然会产生电流，当水质的电导率不同时，流过单通回路的电流也不同，这样就在所述变压器的次级绕组上感应出依赖水质电导率变化而变化的交变感应电压，由于交变感应电压和水体电导率是一一对应的关系，所以只要测出交变感应电压值，通过定标就能测出水质的电导率。由于通过单片机控制，所以可以对其中的电导率测量范围、零点值及波形信号的频率步进进行设置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电导率测量领域，特别涉及。
技术介绍
电导率是物体传导电流的能力。液体比如水的电导率，是表示水的导电性即水的 电阻的倒数，通常用它来表示水的纯净度。所以经常通过测量液体的电导率来确定液体的 纯净度。水质的电导率是确定水质好坏的重要参数之一，水的盐度和温度对水的电导率都 具有影响。盐度对水的电导率影响是盐度较低时水溶液的电导率直接和溶解盐浓度成正 比，而且盐度越高，电导率越大；并且在相同浓度下，强电解质具有较大的电导率，而弱电解 质的电导率就小得多。温度对水的电导率影响是溶液的电阻是随温度升高而减小，即溶液 的浓度一定时，它的电导率随着温度的升高而增加，其增加的幅度约为2%°C-1。另外同一 类的电解质，当浓度不同时，它的温度系数也不一样。在低浓度时，电导率的温度之间的关 系用下式表示L1 = L0[l+a (t_t0) + i3 (t_t0)2]，其中LO为溶液在温度t0时的电导率，a 与β为参数。由于第二项β (t-to)2之值较小，可忽略不计，故在低温时的电导率与温度 的关系可用以下近似值Ll = LO [1+a (t-tO)]表示。在环保要求日益提升的情况下，迫切需要提供一种对液体尤其是对水的电导率的 测量系统及方法，测量到其电导率后，方可确定其纯净度为多少。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，实现了对液体电导 率的准确测量。本专利技术提供，包括以下步骤1. 1、将具有第一绕组和第二绕组的变压器置于被测液体中，并准备单片机和与其 连接的信号发生器；1. 2、对步骤1. 1中的硬件系统初始化并从所述单片机的存储器中至少读取零点 值以及表征当前电导率测量范围的信息；1.3、所述单片机控制所述信号发生器输出波形信号至所述变压器的第二绕组，对 所述变压器第一绕组产生的波形信号感应电压进行放大，将放大后的波形信号感应电压的 最大值输出至一 A/D转换器并转化为数字信号输出；1.4、依据所述A/D转换器输出的感应电压数字信号，并根据标准的电压与电导率 的对应关系输出所述液体在当前温度下的电导率；1. 5、若步骤1. 3输出的转化为数字信号的波形信号感应电压的最大值大于零点 且和上次读取值不同，则重新设置步骤1. 3中波形信号的频率值并转步骤1. 3。所述方法还包括温度补偿步骤将温度传感器设置在所述液体中并与所述单片机 连接，所述温度传感器采集所述液体的温度并传输至所述单片机，所述单片机根据标准的温度与电导率的关系将被测液体的电导率自动补偿到标准温度时的电导率值。所述方法在进行温度补偿步骤时，所述步骤1. 2在硬件系统初始化时，还从所述 单片机的存储器中读取温度补偿表，并且所述温度传感器采集的温度若较上次有变化时， 则根据温度补偿表和温度与频率的线性关系重新设置步骤1. 3中波形信号的频率值并转 步骤1.3。所述方法还包括设置步骤1. 2中电导率测量范围及/或设置步骤1. 2中零点值及 /或设置步骤1. 3中波形信号的频率步进的步骤。所述方法在进行设置步骤1. 3中波形信号的频率步进的步骤时，通过串口向所述 单片机发送两个字节，其中第一个字节为0x01，第二个字节为步进设置字节，具体为频率步 进X 100所得结果的十六进制形式。所述方法在进行设置步骤1. 2中零点值的步骤时，通过串口向所述单片机发出三 个字节的十六进制，其中第一个字节与第二个字节表征参考零点值，第三个字节为当前的 温度值。所述方法在进行设置步骤1. 2中电导率测量范围的步骤时，通过串口向所述单片 机发送两个字节的十六进制数，其中第一个字节为0x03，第二个字节为测量范围，第二个字 节中0x01表示测量范围为0 500mg/L，0x02表示0 3000mg/L，0x03表示0 6000mg/ L，0x04 表示 0 18000mg/L。所述温度补偿表的温度范围为0°C 40°C。所述步骤1. 1中的信号发生器为DDS正弦信号发生器。所述方法还包括通过设置增益调节电路对经所述步骤1. 3放大的波形信号感应 电压进行增益调节的步骤。采用本专利技术所述的，可适用于测量水的电 导率，其通过单片机驱动信号发生器发出波形信号，如正弦波信号，该信号加在放置在液体 中的变压器的初级绕组时，由于水体在通过耦合线圈中间构成一个闭合的回路，所以在水 的该单通回路中感应出感应电动势，在该闭合回路中必然会产生电流，当水质的电导率不 同时，流过单通回路的电流也不同，这样就在所述变压器的次级绕组上感应出依赖水质电 导率变化而变化的交变感应电压，由于交变感应电压和水体电导率是一一对应的关系，所 以只要测出交变感应电压值，通过定标就能测出水质的电导率。由于通过单片机控制，所以 可以很方便的对其中的电导率测量范围、零点值及波形信号的频率步进进行设置。附图说明图1是本专利技术所述测量方法的主流程图；图2是本专利技术所述测量方法的原理框图；图3是本专利技术所述信号发生器电路原理图；图4是本专利技术所述放大电路原理图；图5是本专利技术所述检波电路及A/D转换器的原理图；图6是本专利技术所述单片机及温度传感器电路原理图；图7是本专利技术所述的电源电路原理图。具体实施例方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。本专利技术提供一种液体电导率测量方法200，参见图1，包括以下步骤201、将变压器置于被测液体中，并准备单片机和信号发生器。将具有第一绕组和第二绕组的变压器置于被测液体中，并准备单片机和与其连接 的信号发生器。202、初始化硬件系统并读取配置信息。对步骤201中的硬件系统初始化并从所述单片机的存储器中至少读取零点值以 及表征当前电导率测量范围的信息203、输出波形信号并对产生的波形信号感应电压进行放大，并转化为数字信号输出ο所述单片机控制所述信号发生器输出波形信号至所述变压器的第二绕组，对所述 变压器第一绕组产生的波形信号感应电压进行放大，将放大后的波形信号感应电压的最大 值输出至一 A/D转换器并转化为数字信号输出。204、根据标准的电压与电导率的对应关系输出电导率。依据所述A/D转换器输出的感应电压数字信号，并根据标准的电压与电导率的对 应关系输出所述液体在当前温度下的电导率。205、若步骤203输出值大于零点且和上次读取值不同，则重新设置波形信号的频 率值并转步骤203。若步骤203输出的转化为数字信号的波形信号感应电压的最大值大于零点且和 上次读取值不同，则重新设置步骤203中波形信号的频率值并转步骤203。参见图2，图2显示了本专利技术所述测量方法原理框图100 单片机110和与其连接 的信号发生器120，所述单片机110用以向所述测量系统各单元输出控制命令，所述信号发 生器120用以在所述单片机110的控制下输出波形信号。参见图3，作为一实施例，所述信 号发生器120为DDS正弦信号发生器(数字合成正弦信号发生器)，DDS正弦信号发生器在 单片机110的控制下发出正弦波信号。DDS正弦信号发生器由DDS直接数字频率合成器Ul 和运算放大器U2组成。DDS直接数字频率合成器Ul通过SPI总路线与单片机110相连，可 由单片机110控制产生0 10M，步进0. 01Hz、峰峰值0. 4V的正弦信号。由于其产生的信 号电压都为正，若将其直接放大后驱动变压器130线圈，则其直流分量会烧坏本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于单片机的液体电导率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：１．１、将具有第一绕组和第二绕组的变压器置于被测液体中，并准备单片机和与其连接的信号发生器；１．２、对步骤１．１中的硬件系统初始化并从所述单片机的存储器中至少读取零点值以及表征当前电导率测量范围的信息；１．３、所述单片机控制所述信号发生器输出波形信号至所述变压器的第二绕组，对所述变压器第一绕组产生的波形信号感应电压进行放大，将放大后的波形信号感应电压的最大值输出至一Ａ／Ｄ转换器并转化为数字信号输出；１．４、依据所述Ａ／Ｄ转换器输出的感应电压数字信号，并根据标准的电压与电导率的对应关系输出所述液体在当前温度下的电导率；１．５、若步骤１．３输出的转化为数字信号的波形信号感应电压的最大值大于零点且和上次读取值不同，则重新设置步骤１．３中波形信号的频率值并转步骤１．３。
【技术特征摘要】
1. 一种基于单片机的液体电导率测量方法，其特征在于，包括以下步骤1.1、将具有第一绕组和第二绕组的变压器置于被测液体中，并准备单片机和与其连接 的信号发生器；1. 2、对步骤1. 1中的硬件系统初始化并从所述单片机的存储器中至少读取零点值以 及表征当前电导率测量范围的信息；1. 3、所述单片机控制所述信号发生器输出波形信号至所述变压器的第二绕组，对所述 变压器第一绕组产生的波形信号感应电压进行放大，将放大后的波形信号感应电压的最大 值输出至一 A/D转换器并转化为数字信号输出；1.4、依据所述A/D转换器输出的感应电压数字信号，并根据标准的电压与电导率的对 应关系输出所述液体在当前温度下的电导率；1.5、若步骤1. 3输出的转化为数字信号的波形信号感应电压的最大值大于零点且和 上次读取值不同，则重新设置步骤1. 3中波形信号的频率值并转步骤1. 3。2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述方法还包括温度补偿步骤将温度 传感器设置在所述液体中并与所述单片机连接，所述温度传感器采集所述液体的温度并传 输至所述单片机，所述单片机根据标准的温度与电导率的关系将被测液体的电导率自动补 偿到标准温度时的电导率值。3.如权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述方法在进行温度补偿步骤时，所述 步骤1. 2在硬件系统初始化时，还从所述单片机的存储器中读取温度补偿表，并且所述温 度传感器采集的温度若较上次有变化时，则根据温度补偿表和温度与频率的线性关系重新 设置步骤1. 3中波形信号的频率值并转步骤1. 3。...
【专利技术属性】
技术研发人员：申一尘，王怀君，王绍祥，李国平，王国峰，张欣，王幸呈，
申请(专利权)人：上海城投原水有限公司，上海众毅工业控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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