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* 所屬類別： (不超過20項)	電源產品分類： UPS電源穩壓電源 EPS電源變頻電源凈化電源特種電源發電機組開關電源(AC/DC) 逆變電源(DC/AC) 模塊電源(DC/DC) 電源應用分類：通信電源電力電源車載電源軍工電源航空航天電源工控電源 PC電源 LED電源電鍍電源焊接電源加熱電源醫療電源家電電源便攜式電源充電機(器) 勵磁電源電源配套分類：功率器件防雷浪涌測試儀器電磁兼容電源IC 電池/蓄電池電池檢測變壓器傳感器軸流風機電子元件連接器及端子散熱器電解電容 PCB/輔助材料新能源分類：太陽能(光伏發電) 風能發電潮汐發電水利發電燃料電池其他類：其他
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* 內容：	摘要：介紹了一種內置混濁度傳感器、電導傳感器、溫度傳感器、A／D轉換器、微處理器（μ　P）和單線Ｉ／Ｏ接口的智能混濁度傳感器APMS-10G，詳細闡述了其測量原理及使用注意事項。 <BR>　　關鍵詞：混濁度；電導；溫度；APMS-KIT.exe軟件<BR><BR>　　混濁度（turbidity）亦稱不透明度，主要用于表示水或其他液體的不透明程度。當單色光通過含有懸浮粒子的液體時，懸浮粒子引起的光散射會使單色光的強度被衰減，其衰減量即可用來代表液體的混濁度。混濁度是個比值，其單位用ＮＴＵ來表示。測量混濁度對于環境保護和日常生活具有重要意義。我國早在１９８６年就制定了《生活飲用水衛生標準》（ＧＢ５７４９－８５），規定城市供水企業出廠飲用水的混濁度不得超過３ＮＴＵ。２００１年衛生部制定的《生活飲用水衛生規范》又做出了更嚴格的規定，要求飲用水的混濁度必須達到１ＮＴＵ才符合要求。測量混濁度的方法是采用濁度儀（ｔｕｒｂｉｍｅｔｅｒ），又稱濁度計。傳統濁度儀的測試性能比較差而且功能單一，無法滿足現代測量的需要。近年來，從國外引進的在線濁度儀因價格昂貴也難以大量推廣（例如意大利哈納公司的產品售價就高達７萬元～１２萬元人民幣）。最近，美國霍尼韋爾（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）公司推出了ＡＰＭＳ－１０Ｇ型帶微處理器和單線接口的智能化混濁度傳感器，該傳感器能同時測量液體的混濁度、電導和溫度，可用來設計多參數在線檢測系統，因而可廣泛應用于水質凈化，清洗設備及化工、食品、醫療衛生等部門中。<BR><BR>１　ＡＰＭＳ－１０Ｇ的性能特點<BR><BR>　　ＡＰＭＳ－１０Ｇ內含混濁度傳感器、電導傳感器、溫度傳感器、Ａ／Ｄ轉換器、微處理器（μＰ）和單線Ｉ／Ｏ接口，能直接測量液體的混濁度、電導及溫度并轉換成數字輸出。它是基于軟件的虛擬傳感器，需要使用Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司的專用軟件來完成檢測任務（不包括控制）。ＡＰＭＳ－１０Ｇ的混濁度測量結果實際上是散射光強與發射光強之比，其輸出范圍是０～４０００ＮＴＵ（對應的輸出數據為０．０３～１０），響應時間為１．３ｓ。測量電導的范圍是０．０００１ｍＳ～１５ｍＳ（所對應的輸出數據為４～２５５），ｍＳ表示毫西門子。由于電導與電阻呈倒數關系，故所對應的電阻值為１０ＭΩ～１ｋΩ。測量電導的響應時間為０．８５ｓ。測量混濁度及電導的誤差均為±３個字。測量溫度范圍是＋６８°Ｆ～＋１４０°Ｆ（即＋２０℃～＋６０℃），重復性誤差小于±４°Ｆ，響應時間為０．０３ｓ，達到穩定的時間為４ｍｉｎ。<BR><BR>　　ＡＰＭＳ－１０Ｇ可通過９腳ＲＳ－２３２接口與計算機相連，計算機作為主機，傳感器工作在從機模式。通信速率為２４００ｂ／ｓ。<BR><BR>　　ＡＰＭＳ－１０Ｇ采用８Ｖ～３０Ｖ直流電源供電，電源電流為１６ｍＡ（典型值）。最大外形尺寸為φ３９．４ｍｍ×６０．７ｍｍ。<BR><BR>２　ＡＰＭＳ－１０Ｇ的測量原理<BR><BR>　　ＡＰＭＳ－１０Ｇ的內部框圖如圖１所示，３個引出端分別為電源端（ＵＣＣ）、地（ＧＮＤ）和單線輸入／輸出接口（Ｉ／Ｏ）。內部主要包括四部分：第一是混濁度傳感器部分，包括紅外ＬＥＤ驅動控制電路、紅外光源、發射光探測器、散射光探測器和Ａ／Ｄ轉換器Ⅰ；第二是電導傳感器部分，含鍍鎳不銹鋼探針、電導測量電路和Ａ／Ｄ轉換器Ⅱ；第三部分和第四部分分別是熱敏電阻溫度傳感器和微處理器（μＰ）部分。<BR><BR>２．１混濁度測量原理<BR><BR>　　測量混濁度的原理圖如圖２所示。測量時，將傳感器的正面浸入被測液體，使液體進入凹槽中。然后采用波長為９２５ｎｍ的紅外發光二極管（ＬＥＤ）做光源，并由紅外ＬＥＤ驅動控制電路使之發射紅外光，最后讓紅外光穿過液體射到散射光探測器上。由于散射光探測器與發射光探測器互相垂直，因此它只能接收被測液體中微小顆粒所散射來的光線。再把兩路光電信號分別送至Δ－Σ式Ａ／Ｄ轉換器Ⅰ轉換成數字量，最后通過μＰ計算出散射光強與發射光強的比值，即為被測混濁度。<BR><BR>　　在含有ｆｏｒｍａｚｉｎ（一種呈懸浮狀態并具有光學特性的化學聚合物顆粒）的標準體試樣中，實測ＡＰＭＳ－１０Ｇ的比率輸出特性曲線如圖３所示。測量應在室溫下進行，以作為傳感器的標定方法。<BR><BR>２．２電導測量<BR><BR>　　測量混濁度只能反映出液體中懸浮固體微粒的多少，導電性則取決于溶解于液體中離子數量的多少。例如當水中放入清潔劑時，其導電性將變好，電導值變大，因此測量出電導值即可判定液體的導電性。ＡＰＭＳ－１０Ｇ首先由兩個鍍鎳不銹鋼探針發出低壓交流電壓信號，然后通過檢測液體中的電流信號來計算電導值，計算公式為：<BR><BR>Ｇ＝Ｉ／Ｕ<BR><BR>　　該電導信號經過Δ－Σ式Ａ／Ｄ轉換器Ⅱ轉換成數字量后即可送給μＰ。電導傳感器的輸出特性曲線圖４所示。<BR><BR>２．３溫度測量<BR><BR>　　ＡＰＭＳ－１０Ｇ采用一只熱敏電阻來測量溫度，溫度脈沖信號被送到μＰ中，測溫范圍為＋６８°Ｆ～＋１４０°Ｆ（對應值為＋２０℃～＋６０℃）。<BR><BR>２．４微處理器<BR><BR>　　ＡＰＭＳ－１０Ｇ中的微處理器主要用于將４路信號（發射信號、散射信號、電導信號和溫度信號）轉換成數字信號，并通過ＲＳ－２３２串行接口將數據傳輸給外部主控制器。該傳感器沒有模擬信號輸出，必要時，用戶可通過外部Δ－Σ式Ｄ／Ａ轉換器來獲得傳感器的模擬輸出。<BR><BR>３ＡＰＭＳ－ＫＩＴ．ｅｘｅ軟件及通信協議<BR><BR>　　Ｈｏｎｙｗｅｌｌ公司專門為ＡＰＭＳ－１０Ｇ設計了一套ＡＰＭＳ－ＫＩＴ．ｅｘｅ軟件，以作為傳感器與計算機進行通信的載體，其主要任務是完成測量和進行數據處理，而控制系統軟件則要由用戶自行設計。其字符格式首先是起始位，然后是８個數據位（數據０～數據７），最后是停止位。傳送一個字符需４．１６ｍｓ。<BR><BR>表1 傳感器輸入的信息格式<BR><BR>　字符1 字符2 字符3 <BR>測量請求信息目標傳感器代碼校驗和 <BR>混濁度 50 03 AD <BR>電導 50 00 B0 <BR>溫度 50 01 AF <BR><BR>　　該傳感器的信息格式有兩種：一種是傳感器輸入信息，另一種是傳感器輸出信息。傳感器輸入的信息格式見表１所列。它只有３種有效的信息，字符１、字符２和字符３分別對應于信息目標、傳感器代碼和校驗和。<BR><BR>４　使用注意事項<BR><BR>　　ＡＰＭＳ－１０Ｇ通過９腳ＲＳ－２３２插座連到計算機，接線方式如圖５所示。Ｉ／Ｏ端應接一只下拉電阻，以使總線上無信號時為０Ｖ。傳感器的輸出阻抗為４４０Ω～５４０Ω。ＲＳ－２３２接口是用＋５Ｖ代表邏輯１，用０Ｖ代表邏輯０的邏輯信號。<BR><BR>使用ＡＰＭＳ－１０Ｇ型混濁度傳感器時，需要注意以下幾點：<BR><BR>（１）該傳感器未加反向電壓保護措施，因此，電源電壓反接可能損壞傳感器。<BR><BR>（２）傳感器的背面沒有密封，因此，應避免水或其它雜質進入傳感器和連接器內部。進入傳感器的水分在傳感器的光學表面濃縮會改變混濁度讀數。進水嚴重時會造成永久性損害。另外，如果沒有對傳感器的電氣部分進行保護，就不要清洗或浸泡傳感器。<BR><BR>（３）在使用過程中，傳感器的光面應保持潮濕。<BR><BR>（４）該傳感器內含光學敏感元件，因而應避免與未加靜電放電（ＥＳＤ）保護的終端相接觸。<BR><BR>（５）需要注意的是，液體中的氣泡也會產生光學散射效應，其作用效果與懸浮微粒相同。<BR><BR>　　該混濁度傳感器對于氣泡、泡沫和肥皂泡相當敏感，大泡沫會引起輸出毛刺，使儀表嚴重跳數，即使小氣泡，也容易造成讀數誤差，因此應確保傳感器與外部環境的隔離，并不被泡沫影響，以免得到錯誤的混濁度讀數。清洗帶該傳感器的裝置時，必須小心地放置傳感器，必要時可增加泡沫分離器。另一種方法是將攪動系統關閉一段時間，使泡沫上升到傳感器上面。<BR><BR>　　實際上，這種傳感器對于泡沫的敏感性也具有特殊用途。一種應用是測量流量，泡沫的存在就是一種很好的指示器，它能指示液體流動，因此，可省去流量表或者壓力傳感器。<BR><BR>（６）由于大量污物和外部物體能阻塞光線路徑，從而影響混濁度的測量，因此傳感器不要放在有沉淀物的地方。<BR><BR>（７）由于該混濁度傳感器采用的是紅外線光源，因此必須考慮傳感器的避光問題。因為太陽光或者其它外部雜散光都會影響傳感器的輸出。<BR><BR>（８）固體含量過高也會污染傳感器。偶爾使清潔過的水從傳感器流過幾分鐘，有助于保持傳感器的清潔。傳感器的光學表面成分是多磺酸鹽，這是一種在洗碗機中常用的非活性材料。多磺酸鹽在加熱、強堿性環境下，不會產生激烈的反應、裂痕或者褪色。<BR><BR>

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