带微处理器的智能混浊度传感器(2)

２．１ 混浊度测量原理

测量混浊度的原理图如图２所示。测量时，将传感器的正面浸入被测液体，使液体进入凹槽中。然后采用波长为９２５ｎｍ的红外发光二极管（ＬＥＤ）做光源，并由红外ＬＥＤ驱动控制电路使之发射红外光，最后让红外光穿过液体射到散射光探测器上。由于散射光探测器与发射光探测器互相垂直，因此它只能接收被测液体中微小颗粒所散射来的光线。再把两路光电信号分别送至Δ－Σ式Ａ／Ｄ转换器Ⅰ转换成数字量，最后通过μＰ计算出散射光强与发射光强的比值，即为被测混浊度。

在含有ｆｏｒｍａｚｉｎ（一种呈悬浮状态并具有光学特性的化学聚合物颗粒）的标准体试样中，实测ＡＰＭＳ－１０Ｇ的比率输出特性曲线如图３所示。测量应在室温下进行，以作为传感器的标定方法。

２．２ 电导测量

测量混浊度只能反映出液体中悬浮固体微粒的多少，导电性则取决于溶解于液体中离子数量的多少。例如当水中放入清洁剂时，其导电性将变好，电导值变大，因此测量出电导值即可判定液体的导电性。ＡＰＭＳ－１０Ｇ首先由两个镀镍不锈钢探针发出低压交流电压信号，然后通过检测液体中的电流信号来计算电导值，计算公式为：

Ｇ＝Ｉ／Ｕ

该电导信号经过Δ－Σ式Ａ／Ｄ转换器Ⅱ转换成数字量后即可送给μＰ。电导传感器的输出特性曲线图４所示。

图3

２．３ 温度测量

ＡＰＭＳ－１０Ｇ采用一只热敏电阻来测量温度，温度脉冲信号被送到μＰ中，测温范围为＋６８°Ｆ～＋１４０°Ｆ（对应值为＋２０℃～＋６０℃）。

２．４ 微处理器

ＡＰＭＳ－１０Ｇ中的微处理器主要用于将４路信号（发射信号、散射信号、电导信号和温度信号）转换成数字信号，并通过ＲＳ－２３２串行接口将数据传输给外部主控制器。该传感器没有模拟信号输出，必要时，用户可通过外部Δ－Σ式Ｄ／Ａ转换器来获得传感器的模拟输出。

３ ＡＰＭＳ－ＫＩＴ．ｅｘｅ软件及通信协议

Ｈｏｎｙｗｅｌｌ公司专门为ＡＰＭＳ－１０Ｇ设计了一套ＡＰＭＳ－ＫＩＴ．ｅｘｅ软件，以作为传感器与计算机进行通信的载体，其主要任务是完成测量和进行数据处理，而控制系统软件则要由用户自行设计。其字符格式首先是起始位，然后是８个数据位（数据０～数据７），最后是停止位。传送一个字符需４．１６ｍｓ。 中国大学排名

表1 传感器输入的信息格式