水质浊度测试仪的设计

孙佰顺　武传佳　李洪亮

摘 要：近年来，我国的污染情况越来越严重，不只是大气污染，就连人们不可或缺的水也受到了威胁。论文采用散射光测量法，以AT89S52单片机为控制核心将浊度传感器获取的浊度信号转化为模拟信号，再经ADC0832进行A/D转换将接收到的模拟信号转化为数字信号即浊度值再送到液晶显示器1602进行数据显示，可通过独立式按键设置水溶液浊度的上限值并可对超限的水质进行报警，以提示水质浊度超标。该设计可以让人们对自己饮用的水质浊度进行实时测试，也可以应用于工业废水的检测、医疗用水的检测等。

关键词：水质 污染 浊度

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（a）-0112-02

浊度是由微小颗粒如淤泥、粘土、微生物和有机物等引起的。当有光线照射水面时，一些微小颗粒会阻碍光沿直线传播，遇到障碍物时由于障碍物的种类、形状、大小都不一样，所以当光照射水时会有一部分光被吸收，一部分光被散射。水的浊度是反映水质好坏的一个十分重要的参数[1]。近年来，我国的污染情况越来越严重，不只是大气污染，就连人们不可或缺的水也受到了威胁。随着身边一座座高楼拔地而起，各种各样的工厂被兴建，虽然生活水平有所提高，但是人们的生命安全却受到了嚴重的威胁。目前我国多数饮用水的浊度值没有达到标准，这些不符合国家标准的水中有许多人们用肉眼无法看到的微生物、细小颗粒等，浊度的超标会引发多种疾病，严重影响人们的健康。该设计的水质浊度测试仪，利用90°散射测量法进行测量，实时显示水质的浊度，可有效预防水质浊度污染给人们带来的危害。

1 系统硬件设计

该文设计的水质浊度测试仪由电源电路、单片机电路、按键控制电路、显示电路、报警电路、A/D转换电路这6个电路模块组成。系统整体结构由4节电池为整个系统提供电源。浊度传感器模块、A/D转换模块和按键模块分别将各自采集或处理的信息送到单片机系统进行处理，处理的结果再由单片机送到报警电路和显示电路，各模块电路相互协作并执行各自功能。该设计采用的是4节电池为整个电路供6 V电压，图1中的CON2端口接电池盒两端，当开关KG1闭合时，电路通路，流经1K电阻，二极管导通发光，以达到提示电源准备就绪且电路中存在电流的作用。单片机控制整个系统运行流程。浊度信号通过浊度传感器进行处理得到浊度的模拟信号，经ADC0832进行模数转换，即将模拟信号转换为数字信号，最后将获取的数字信号送给单片机进行数据处理，并将实时的浊度值显示在LCD1602的显示屏上。

2 软件设计

该设计采用C语言程序设计，大大提高了工作效率[9]。同时所产生的文档资料也容易理解，便于移植。该设计的软件设计部分采用模块化程序设计。主要模块包括浊度测试模块、A/D转换模块、按键模块和液晶显示模块等以实现设计结果浊度值的显示。程序从主程序出发，首先对各模块进行初始化；按键模块程序控制整个浊度测试过程中量程的大小；浊度传感器对浊度信号处理后送入A/D转换模块程序对信号进行模数转换；再将得到的数字信号经浊度测试模块程序进行换算得到相应的浊度值；最后将浊度值送入LCD1602显示模块程序进行浊度值的显示。

3 数据分析

如图表1为浊度测试的实验数据，该实验容器采用自制的半径为3 cm、高度为8.5 cm的圆柱形量杯进行下面的实验。首先导入杯中1 cm的纯牛奶，随后向杯中加入适量清水使得清水与牛奶充分混合，将探头垂直放入水中并记下如下图所示的实时浊度值。

该设计以牛奶为定量，清水为变量进行了8组实验，结果表明在牛奶量一定时，加入清水量越多液晶显示的浊度值越小。

4 结语

该文是设计一个可以测出浊度范围在0～200 NTU的水质浊度测试仪，该设计采用90°散射测量法测量水质的浊度值，利用4节电池对整个电路进行供电，单片机控制浊度传感器对浊度信号进行采集并处理为模拟信号，经ADC0832进行A/D转换将获取的浊度模拟信号转化为数值信号即浊度值，经单片机控制液晶显示器实现浊度值的显示功能并随浊度的不同给予相应的报警提示。

参考文献

[1] 康亚.一种新的经济型智能浊度仪研究[D].重庆：重庆大学，2008.

[2] 宋启敏，陆明刚.散射光式浊度测量的范围和非线性研究[J].上海大学科学报，1997（10）：564-569.