(最新)基于嵌入式系统下的cod监测仪的研究与开发

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1、维普资讯http://www.cqvip.com检测与控制装置化工自动化及仪表，2003，3o(3)：51-52ControlandlnstrmnentsinChemicalIndm~基于嵌入式系统下的COD监测仪的研究与开发黄松林‘，冯斌，邹斌‘，须文波(1．江南大学通信与控制工程学院，江苏无锡214036；2．江南大学信息工程学院，江苏无锡214036)摘要：介绍嵌入式系统在污水COD指标监测方面的应用，着重介绍COD监测终端的开发。关键词：嵌入式系统；COD；库仑滴定中圈分类号：TH83文献标识码：B文章编号：1000-3

2、932(2003)(03)4)0514)21引言理重量与通过的电量成正比”，“相同的电量通过不水质的污染是环境污染的一大方面，污水能否同的电解溶液时，各电极上产生物质的多少与它们达标排放由污水的污染指标决定。其中最重要的指的化学当量成正比”。由于滴定剂Fe2是由工作电标是污水的COD(化学耗氧量)值。COD是指在一极电解产生的，因此可得：定条件下，水体中的有机物或其它溶解态与悬浮态=一(4)还原性物质被强氧化剂(重铬酸钾)氧化所消耗的式中iW——重量，g；F——法拉第常数，96487氧化剂所对应的氧的物质浓度，以氧的ms／l来表

3、C／mol；Q——电量；M——电解生成物的分子量或示，它是反映水体受还原性物质污染的一项综合指原子量；——电极反应中的电极转移数。标。因此，有效地监测污水排放源的COD值，是杜假设标定重铬酸钾所消耗的电量为Q。，测定过绝非达标排放、控制污染的关键所在。目前，国内正量的重铬酸钾所消耗的电量为Q：，由式(1)、(2)、在使用的COD监测仪大部分为离线测定，少数为在(3)、(4)可计算COD值：线测定，但自动化程度低，人工参与的成分较多。研COD：盟(5)制完全在线的全自动化的COD监测仪的难点在于如何精确定量提取所需的反应物以及如何

4、准确识别式中：QI=，·tl；Q2=，·t2；，——恒定电流；反应进程中的临界状态。这需要选择合理的测定方t。——标定重铬酸钾所需时间；t：——滴定过量重法与控制系统。库仑滴定法较易实现全在线与全自铬酸钾所消耗的时间。动，本系统以该方法滴定过量氧化剂，并巧妙地对采则样数据进行分析，找到了准确判别滴定终点的合理cOD：(6)方法。因而有效地解决了这一难题。式中：COD——化学耗氧量，rag／l；——水样体2库仑滴定法测定COD的原理积，ml；8——氧的摩尔质量；采用标准恒流电解产库仑分析法是一种电容量分析法，通过测定电生Fe¨。解

5、反应所消耗的电量，根据法拉第定律计算结果的，为已知的固定值，由计算机检测滴定终点来正一种电分析方法。其基本原理可以表示为：确获得从滴定开始至滴定终点所需要的时间t。和cr20；一+14H+6e——cr3+7H2O(1)t2oFe’+eFe(2)3系统软硬件总体结构cr20；一+6Fe+14H——_+2cr3+6Fe+7H2O(3)整个系统分上位机和下位机部分，如图1所示。式(1)表示重铬酸根在强酸介质中的氧化还原上位机的控制核心采用EP7312嵌入式系统。外扩反应；式(2)表示电生滴定剂Fe的过程；式(3)表示用电生的滴定剂Fe

6、2滴定过量的重铬酸根。法拉第定律表明“电流通过溶液时，两极上所产生的物收稿日期"．2002-12—10维普资讯http://www.cqvip.com·52·化工自动化及仪表第3o卷液晶显示及键盘可方便进行命令操作以及运行状态液的体积可通过计算机控制蠕动泵精确量取。这样的显示等。本系统外扩的GSMMODULE利用无线COD值的精度主要取决于滴定时间t和t：的精度，连网的方式，通过GSM数据传输平台，借用现有的因此滴定终点的准确判定成为关键。在滴定过程通讯设施在控制中心和监测终端之间传递数据。中，通过对滴定池溶液电位信号进行反复采

7、样，最终GSMMODULE能提供RS232数据口，采用AT贺氏画出滴定过程中溶液电位变化曲线大致如图3所指令。下位机以89C52单片机为核心，外扩并行口示。该过程大致由四部分组成。通过固态继电器实现对外部设备的控制。A／D转换器负责滴定信号的采样，该滴定信号来自于滴定池中测量电极两端的电位差。上位机与下位机之间通过RS232串行口通信。上位机部分一一一一一一一一一一_匡匮鲴固图3滴定过程电位变化曲线态执继行电堕(1)0一阶段基本上为匀上升阶段，其一阶导器兀组数>0；d图1系统总体结构(2)～阶段基本上为匀下降阶段，其一阶上位机既

8、可以接受本地信息，如参数设置或启导数<0且二阶导数：o；u●o‘动测试命令，也可以通过GSM接受远程信息，如来(3)～为加速下降阶段，其一阶导数自监控中心的远程启动测试命令或要求上传数据命令等。上位机操作系统为Linux系统，应用程序采<0且二阶导数<0；d‘O