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基于ARM和μC/OS的在线磷酸根离子监测仪设计

2020-09-08 20:21:26      点击:
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火力发电厂和大型工业锅炉,通常采用向炉水中添加少量磷酸盐以防止钙、镁水垢的生成,磷酸根浓度不够,不能有效防止结垢,磷酸根离子含量过高,会导致炉水的pH值变高。因此磷酸根离子浓度是炉水检测的重要参数。ARM处理器具备高性能、低功耗、低成本等优点,将其应用于在线磷酸根离子分析仪的管理控制系统,可以提高磷酸根分析仪的处理速度和精度。

1 结构及测量原理简介

磷酸根离子分析仪整体结构包括光路系统、水路系统和管理控制系统三个部分。

光路系统主要包括:专用的单色LED冷光源、比色皿和光电传感器。

水路系统由比色皿、柱塞泵、多通道切换阀、流通池、样水/标液切换阀、流量计、排污阀、溢流管等组成。

利用化学吸光法原理,即在一定的酸度下,正磷酸盐与钒钼酸作用生成黄色的磷钒钼酸。此颜色的吸光度与水中正磷酸盐的浓度符合朗伯一比尔定理,即溶液的吸光度A与溶液的浓度c和液层的厚度L的乘积成正比。

溶液的吸光度A与溶液的浓度c和液层的厚度L的乘积成正比

式中:A为吸光度;Io为入射光强度;I为透过光强度;C为有色溶液的浓度;L为溶液的厚度;K为吸光系数。

2 管理控制系统的硬件设计

在线磷酸根离子分析仪的管理控制系统采用模块化设计,包括以32位的AT91M40800微控制器为核心的核心板电路、控制电路模块、信号调理与转换电路模块、电源电路模块、通讯电路模块、人机接口电路模块、实时时钟电路模块、复位系统电路模块8个部分。总体设计框图如图1所示。

总体设计框图