[发明专利]一种基于单片机的液体电导率测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电导率测量领域，特别涉及一种基于单片机的液体电导率测量方法。

背景技术

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％℃-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[1+α(t-t0)+β(t-t0)²]，其中L0为溶液在温度t0时的电导率，α与β为参数。由于第二项β(t-t0)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L1＝L0[1+α(t-t0)]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。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于单片机的液体电导率测量方法，实现了对液体电导率的准确测量。

本发明提供一种基于单片机的液体电导率测量方法，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×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℃～40℃。

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。