1、 .PAGE32 / NUMPAGES37 .編號本科生畢業設計智能光電濁度儀的設計The design of the intelligent optical turbidity meter學 生 姓 名專 業學 號指 導 教 師學 院二一三年六月畢業設計（論文）原創承諾書1.本人承諾：所呈交的畢業設計（論文）智能光電濁度儀的設計，是認真學習理解學校的理工大學本科畢業設計（論文）工作條例后，在教師的指導下，保質保量獨立地完成了任務書中規定的容，不弄虛作假，不抄襲別人的工作容。2.本人在畢業設計（論文）中引用他人的觀點和研究成果，均在文中加以注釋或以參考文獻形式列出，對本文的研究工作做出重要貢獻

2、的個人和集體均已在文中注明。3.在畢業設計（論文）中對侵犯任何方面知識產權的行為，由本人承擔相應的法律責任。4.本人完全了解學校關于保存、使用畢業設計（論文）的規定，即：按照學校要求提交論文和相關材料的印刷本和電子版本；同意學校保留畢業設計（論文）的復印件和電子版本，允許被查閱和借閱；學校可以采用影印、縮印或其他復制手段保存畢業設計（論文），可以公布其中的全部或部分容。以上承諾的法律結果將完全由本人承擔！ 作 者 簽 名： 年 月 日摘 要濁度計作為測量水質濁度的計量儀器，廣泛用于我國各個行業。據不完全統計，我國每年所需工業濁度儀總數量約 1000 臺左右。然而，目前我國市場上的濁度計很大程度

3、依賴于進口，這些濁度計雖然測量精度和穩定性都很好。但結構復雜，價格昂貴。本文在分析和仿真實驗的基礎上，實踐制作智能化的濁度儀。該智能化濁度儀的軟件在 Mirosoft Visual C+ 6.0 開發環境用 C+語言編寫，它充分利用計算機強大的計算處理能力，圖形界面顯示、儲存、打印功能。在硬件方面主要有單片機、A/D 轉換、探頭、多路開關組成。單片機為硬件的核心，它負責與計算機通訊，控制 A/D 轉換，控制電路的切換，產生調制光源信號等。關鍵字：濁度 濁度測量 調制 ABSTRACTTurbidity meter for measuring the water quality turbidit

4、y measurement instruments， widely used in various industries in China. According to incomplete statistics， Chinas industrial turbidity meter total quantity required for each year about 1000 units. Turbidimeter， however， at present our country market is largely dependent on imports， although these tu

5、rbidimeter measure precision and stability is very good. But the structure is complex， expensive.In this paper， on the basis of the analysis and simulation experiment， practice make intelligent turbidity meter. Mirosoft the intelligent turbidity instrument software in Visual c + + 6.0 development en

6、vironment using c + + language， it makes full use of the computer a powerful computing ability， the graphical interface display， store， print function. Mainly in terms of hardware with MCU， A/D conversion， sensor， multi-channel switch. Single chip microcomputer as the core of the hardware， it is res

7、ponsible for communication with the computer， to control A/D conversion， control circuit switch， produce light source modulation signals， etc.Key words:turbidity; measurement of turbidity; modulation; 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc21179 摘 要 PAGEREF _Toc21179 I HYPERLINK l _Toc14223 ABSTRACT PAG

8、EREF _Toc14223 II HYPERLINK l _Toc14092 目錄 PAGEREF _Toc14092 III HYPERLINK l _Toc8470 第1章 緒論 PAGEREF _Toc8470 1 HYPERLINK l _Toc4641 1.1 濁度的簡介 PAGEREF _Toc4641 1 HYPERLINK l _Toc14198 1.1.1 濁度的概念 PAGEREF _Toc14198 1 HYPERLINK l _Toc3143 1.1.2 濁度測量方法 PAGEREF _Toc3143 1 HYPERLINK l _Toc29910 1.1.3 濁度儀

9、的種類 PAGEREF _Toc29910 3 HYPERLINK l _Toc9677 1.2 國外濁度儀器的現狀 PAGEREF _Toc9677 3 HYPERLINK l _Toc13295 1.2.1 國外濁度儀器的現狀 PAGEREF _Toc13295 3 HYPERLINK l _Toc17321 1.2.2 國濁度儀器的現狀 PAGEREF _Toc17321 3 HYPERLINK l _Toc20110 1.3 本文研究的目的和研究容 PAGEREF _Toc20110 4 HYPERLINK l _Toc1625 1.3.1 研究的目的 PAGEREF _Toc1625

10、 4 HYPERLINK l _Toc376 1.3.2 研究的容 PAGEREF _Toc376 5 HYPERLINK l _Toc25798 第2章 調制光源光強技術的理論分析 PAGEREF _Toc25798 6 HYPERLINK l _Toc18506 2.1 引言 PAGEREF _Toc18506 6 HYPERLINK l _Toc4906 2.2 采用調制光強測量濁度的原理 PAGEREF _Toc4906 6 HYPERLINK l _Toc14642 2.3 非線性的校正方法 PAGEREF _Toc14642 7 HYPERLINK l _Toc15953 第3章

11、儀器的整體設計 PAGEREF _Toc15953 9 HYPERLINK l _Toc26564 第4章 硬件電路的設計 PAGEREF _Toc26564 10 HYPERLINK l _Toc9638 4.1 電源電路 PAGEREF _Toc9638 10 HYPERLINK l _Toc20287 4.3 單片機與其控制電路 PAGEREF _Toc20287 12 HYPERLINK l _Toc13037 第5章 軟件的設計 PAGEREF _Toc13037 15 HYPERLINK l _Toc2022 5.1 單片機的編程 PAGEREF _Toc2022 15 HYPER

12、LINK l _Toc25760 5.2 計算機程序的編寫 PAGEREF _Toc25760 23 HYPERLINK l _Toc26734 第6章 儀器的使用介紹 PAGEREF _Toc26734 24 HYPERLINK l _Toc18496 6.1 線性校正和標定儀器 PAGEREF _Toc18496 24 HYPERLINK l _Toc31627 6.2 測量濁度和使用界面 PAGEREF _Toc31627 26 HYPERLINK l _Toc27671 第7章 實驗結果與展望 PAGEREF _Toc27671 28 HYPERLINK l _Toc13082 7.1

13、 實驗結果 PAGEREF _Toc13082 28 HYPERLINK l _Toc11337 7.2 后續研究工作的展望 PAGEREF _Toc11337 29 HYPERLINK l _Toc19846 參考文獻 PAGEREF _Toc19846 30 HYPERLINK l _Toc7457 致 PAGEREF _Toc7457 31第1章 緒論1.1 濁度的簡介1.1.1 濁度的概念在人們生活和生產中，常用濁度(turbidity)來表征液體的清潔度，水的濁度是泥沙、粘土、微細的有機物和無機物、可溶的有色有機化合物以與浮游生物和其它微生物等懸浮物質所組成。這些懸浮物質能吸附細菌和

14、病毒，所以渾濁度低有利于水的消毒，對確保水質指標有極重要的影響。國際標準化組織定義為：由于不溶解物質的存在所引起的液體透明度降低，可見，濁度不等于固體懸浮物質(SuspendedSolids)含量，固體懸浮物質含量是水中可以用濾紙截留的物質重量；而渾濁度則是一種光學效應，它表現出光線透過水層時受到阻礙的程度。這種光學效應與顆粒的大小與形狀有關，實踐證明渾濁度與懸浮物固體物質的重量濃度沒有任何的相關關系。水的渾濁度越高，反射光和散射光就越強，而透射光就越弱；反之，水的渾濁度越低，反射光和散射光就越弱，而透射光就越強。因此測定散射光與透射光強度間的變化，就可以測得水的濁度。1.1.2 濁度測量方法

15、濁度的測定目前有化學分析法和儀器分析法兩種，化學分析法采用透明度試管法和透明度試驗圓盤法，適用于實驗室或野外作人工分析測定；儀器分析法利用 880nm 近紅外光源，采用光學透射或散射原理，將濁度轉換為光電信號，測出濁度數值大小。工業過程濁度儀可對各種工藝過程中水質濁度進行長期、連續分析測量；而實驗室濁度儀為小型臺式或便攜式，適用于實驗室中或野外對水質濁度進行間隔分析測量。儀器分析法基本方法如下幾種：(1) 透光式測定法 光透過濁液被減弱的程度與濁度有一定函數關系，測量透過待測濁液的光的強度，來得到濁度值。透射光強度隨濁度的變化遵從朗伯特比爾定律，即透射光隨濁度增加按指數形式衰減IR=Ioexp

16、(-KTL)式中，Io為入射光的強度，L 為液體透光層厚度，K 為比例常數，IR為透射光的強度，T 為水的濁度。圖 1.1 透射法測量原理 (2) 散射測濁度法 由于液體中懸浮微粒引起光的散射，散射光的強度與濁度有關。通過測量散射光強，可得到濁度信息。在濁度不大的情況下(2000FTU)，90方向所接受到的散射光強度可用下式來表示：IR=IO(KNV2/)式中，I0為入射光的強度，K 為系數，N 為單位容積的微粒數，V 為微粒的體積， 為入射光波長。假設 和 V 為常數，則 KNV24與單位容積微粒的總數或總體積成正比，也就是與濁度成正比，則有：IR=KTIO式中 T 為水的濁度，K為系數。按

17、其測量方向的不同，又分為前散射式、垂直散射式和向后散射式三種方法。 (3) 透射光和散射光比較測定法 即透射光和散射光比較測定法。它是以上兩種方法的綜合，采用透射光和散射光強比較的方法測量濁液的濁度，這種方法可以消除部分干擾，提高靈敏度。(4) 表面散射法 表面散射法測量發生在水層的近表面層的散射光強度，來得到濁度值。表面散射濁度測量是一種非接觸測量法，即散射光接收光學系統與接收器與水樣是非接觸的，避免了光學接收窗口等的污泥、結垢現象。且其測量圍寬、線性度好，因而常用于濁度較高的水源水測量中。(5) 偏振法 對于粗大的顆粒，散射光為部分偏振光，而且偏振的程度與顆粒的大小和形狀有關。通過對偏振度

18、的檢測，可測量濁度。圖 1.2 表面散射法測量原理1.1.3 濁度儀的種類測量濁度的儀器叫濁度儀。按照所測量濁度的圍，可分為低濁度儀、中濁度儀、高濁度儀。基于測量濁度的方法，可分為透射式、散射式、透射光和散射光比值式、表面散射式、偏振光式濁度儀。當然，測量濁度的圍和測量濁度的方法是有關系的。比如，透射式濁度儀一般也是中、高濁度儀。而透射式濁度儀也是低濁度儀。按濁度儀結構不同，可分為窗口測定槽式、落流式、振動片式和積分球式。按濁度儀安裝結構不同，有可分為流通式、沉入式、插入式、伸縮可拆卸帶球閥插入式濁度儀。總之，選用濁度儀必須考慮測量的圍、工作環境等因素。1.2 國外濁度儀器的現狀1.2.1 國

19、外濁度儀器的現狀從 20 世紀 90 年代開始，國外許多儀器儀表公司都推出了許多技術先進、性能優良的濁度儀。進入 21 世紀后，市場上的濁度儀更是種類繁多、品種多樣。它主要分為供現場便攜使用和實驗室使用的便攜式或臺式濁度儀、工業現場中使用的在線檢測式濁度儀兩大類。根據所用光源的不同，國外濁度儀可按 ISO 國際標準和美國 USEPA180.1 標準分為兩大類。目前，具有代表性的品牌有：美國 HACH 公司系列濁度儀，英國ABB Kent 公司系列濁度儀，德國 E+H 系列，美國 Rosemount 系列，日本橫河公司系列，等等。這些新型濁度儀都采用了單片微計算機技術，其中，許多儀器的單片機采用

20、的是目前最新型的單片微機芯片。有些公司的產品，還將測定濁度和固體懸浮物等多種功能合成在一起，可用同一探頭、同一臺儀器操作，只需按一下功能轉換鍵即可，無需重新進行參數設定和更換測量探頭，大大擴展了儀器的應用圍，增強了儀器檢測的多元化功能。此外，幾乎所有的高濁度產品都帶有自動清洗裝置，許多低濁度產品可以選配自動清洗裝置或是自帶清洗裝置，這樣，儀器就可以在較為惡劣的工業環境中使用，如工業廢水處理、粘性較大的工業現場等。同時，可根據測量要求，對自動清洗程序自行重設定，從而可保證濁度儀長期穩定地運行。1.2.2 國濁度儀器的現狀我國的工業過程濁度儀，從無到有，近幾年來得到較大發展。7080年代，工業濁度

21、在線測量儀表，在我國幾乎還是一個空白點.即使后來有了濁度儀，也是指針顯示.體積較大，只能進行流通式測量，可靠性和穩定性都很差。經過近 10 年的技術攻關和引進國外先進技術經驗，國產的濁度儀已有很大變化，不但初具規模，有多家廠商生產，而且有些技術指標還達到了較高水平。雷磁儀器廠的 WZT-170 型高濁度儀，測量圍 01000FTU；WZT701型低濁度儀，測量圍為 025FTU，廣泛用于自來水廠、污水處理廠、廢水處理監測等行業。這兩種濁度儀的外形尺寸一樣，十分小巧，僅 200 x120 x75mm。.傳感發送器為流通式，直接安裝在管路中進行連續測量，整套儀器安裝在一個支撐座架上，只要將樣水用管

22、道直接接入傳感發送器即可測量。為防止對傳感發送器污染，若需清洗，可選用超聲波清洗器進行定時清洗。WZT 系列高、低濁度儀均有六種不同的測量量程可供選擇，根據用戶需要，在出廠時加以確定。若不提要求，則按最大測量量程即高濁度 01000FTU、低濁度 025FTU供貨。國營 267 廠的 WGZ-l 型濁度儀是軍工廠軍轉民較成功的一個產品，儀器具有六種測量圍可供選擇，從 0-2 至 01000FTU。儀器流程中裝有消泡器，使測量數值穩定性好；為了防止對傳感器測量室的污染，可以選配自動清洗裝置，使用時應根據儀器測量圍調整清洗定時旋鈕.確定自動清洗間隔時間，一般測量濁度值在 10FTU 以，清洗間隔

23、35h；測量濁度值在 100FTU 以，清洗間隔時間 1-2h；測量濁度值在 100FTU 以上時，清洗間隔 1h 以。但由于 WGZ1 傳感器與控制器組合在一個箱體，安裝只能從箱體水管連引入，安裝方法較單一，許多場合如江河湖塘、他槽、敞口箱等工況環境都較難使用，因此應用工況受到較大局限性。1.3 本文研究的目的和研究容1.3.1 研究的目的現代科技的進步以計算機的進步為代表，不斷創新的計算機技術，正以不可逆轉之勢從各個層面上影響著各行各業的技術進步，今天的測控儀器行業同樣經歷著一場翻天覆地的變革。計算機滲透到儀器科學與技術領域并得到充分應用的結果，在該領域出現了完全突破傳統概念的新一代儀器智

24、能儀器，從而開創了儀器儀表的一個嶄新的時代。儀器儀表的發展可以簡單地劃分為三代。第一代為指針式儀器儀表，如指針式萬用表、功率表。它們的基本結構是電磁式的，基于電磁測量原理使用指針來顯示最終結果。第二代為數字式儀器儀表，如數字電壓表、數字功率計、數字頻率計等。它們的基本結構中離不開模數轉換環節，并以數字方式顯示或打印測量結果。第二代儀表響應速度較快，測量準確度較高。第三代就是本文要討論的智能式儀器儀表，這類儀器儀表的主要特點是含微處理器，因此，通常具有信息采集、數據處理，輸出控制與測試過程和測試結果顯示、記錄、傳輸自動進行等功能。本文的研究目的是將儀器儀表的智能化技術具體應用于濁度測量中，解決濁

25、度測量中的問題，采用軟件技術代替復雜的硬件電路，通過軟件的非線性校正、濾波等技術修正和克服由傳感器、變換器、放大器等引入的誤差，從而提高儀器的精度和其他性能指標。特別是理論上證明和實際實現本人提出的調制光源光強技術，即將信號處理的方法應用于濁度測量中排除環境光和雜散光對濁度測量的影響。為實現此技術又提出和驗證了軟硬件結合非線性校正方法。也就是說，用軟件方法克服硬件本身的缺陷，從而提高儀器的性能價格比。1.3.2 研究的容本文首先從理論研究了調制光源光強技術測量濁度的原理與其可行性，在此原理的基礎上，采用以個人計算機為基礎的個人計算機儀器(PCI)的形式來實現。用 VC+軟件開發平臺，利用 MA

26、TLAB 數學軟件的數學處理函數與其與 VC+接口，以與一些前人開發的控件制作儀器的軟件。軟件的功能包括采集數據、非線性校正、濾波、儀器標定與其操作界面，以與數據的顯示、存儲、統計等。硬件上，由于采用軟件技術，簡化了硬件的設計。硬件以 AT89C51 單片機為中心，設計采樣電路、光源電路、A/D 轉換電路、與 PC 的接口電路以與測量探頭等。后文將對實現的各個環節作一一介紹。第2章 調制光源光強技術的理論分析2.1 引言濁度測量中，一個需要解決的問題就是如何避免背景光對測量的干擾。常用的方法是完全封閉起來遮蔽背景光。然而對于沉入式、插入式結構的在線濁度儀，為保證濁液自然暢通地進入探頭，就不能采

27、用封閉結構，必然有背景光的影響。本文介紹一種以調制光強為光源照射濁液用信號處理的方法來濾除背景光的干擾。2.2 采用調制光強測量濁度的原理當一束光照射到被測水樣時，在濁度不大的情況下(Un9。令 X0=U1=U19。如圖2.1。X0，X1，X2Xn就是轉換的特性參數。由于轉換函數是單調函數，XoX1，X2 Xn也應單調。第 3 步，也可以調節強度光源 I 使 Ui=Ui-19，第 步的插值，而直接取 X0=U1，X1=U2Xi=Ui+1。對光強為 I 的光照射探測器，經光電信號轉換得到U，因為 X0，X1，X2 Xn是單調的，對應 U 有唯一的 i 使 XiUXi+1則:S=i+(U-Xi)/

28、(Xi+1Xi) XiU選擇端口， 彈出如圖 6-2 的對話框。選擇儀器連接到計算機的串口名，如 COM2。默認選擇是COM1。再選擇菜單操作-檢查端口通訊。大概幾秒鐘。會彈出一個檢查結果息框。若報告不正確，檢查接插的端口是否與選擇的端口一致，儀器是否打開電源，硬件電路是否有問題。若報告正常，繼續對儀器進行線性校正。圖 6.1 儀器的界面圖 6.2 端口選擇對話框從菜單中選擇操作-線性校正。儀器會自動進行線性校正，并把校正數據保存。線性校正要花幾分鐘時間，狀態條會顯示“正在進行線性校正”字樣和一個進度條，當線性校正完成，狀態條會顯示“線性校正完成”，進度條消失來提示操作者。完成線性校正后，就可

29、對儀器標定。從菜單中選擇操作-標定儀器，彈出如圖 6-3圖 6.3 標定儀器對話框的對話框。對話框左邊顯示以標定的數據。它們是濁度值和該濁度對應的測量的數據。標定方法是：將探頭放入標準濁度液中，如放入到 500FTU 的標準濁度液，在“輸入標定濁度”文本框中鍵入濁度值，單擊添加按鈕。約一秒左右采樣值文本框會出現采樣值，同時左邊窗口中會添加這對數據。重復以上方法標定其他濁度值。標定的點越多儀器精度越高，但至少每 1000 標定 5 個點。當某對數據不正確，可在窗口點選這對數據，然后再點擊刪除按鈕就刪除了這對數據。標定完后，點擊完成按鈕，保存標定數據退出。若點擊取消按鈕，則本次標定無效退出。完成線

30、性校正和標定儀器后，才算是儀器完全制作完成，以后啟動程序不再顯示提示線性校正和標定消息框。這時才可以進行測量。讓使用者完成線性校正和標定儀器的原因是儀器的周期效驗問題。當儀器使用一段時間后，電路、光源的老化是不可避免的，必然影響測量結果。使用者可通過菜單方便地重新進行線性校正（重新進行線性校正，在線性校正之前點擊菜單的操作-清空校正數據）和標定儀器，確保儀器的測量精度。6.2 測量濁度和使用界面儀器有兩種測量濁度的方式，一種是恒光源測量方式。另一種是調制光源測量方式。默認的測量方式是恒光源測量。它們之間的切換通過選擇菜單的操作-恒光源測量，“恒光源測量”左邊有鉤符號則表示恒光源測量方式。點擊“

31、恒光源測量” 左邊的鉤符號消失，則表示在調制光源測量方式。從狀態條上也可看出測量方式情況。點擊右上的“啟動”按鈕，“啟動”按鈕改變狀態為“停止”按鈕。儀器就開始測量。左上的綠色 LED 顯示當前測量的濁度值，右邊的紅色 LED 則顯示當前的時間，四盞時鐘等閃爍表示正在測量中。左邊最大的一塊顯示區（稱它為儀器顯示屏）以時間為橫軸以濁度值為縱軸顯示時間濁度值曲線。右邊的統計項目默認顯示從開始測量到當前濁度值的各統計量。儀器顯示屏滾動顯示時間濁度值曲線。為查看前面的測量值，點擊“查看”按鈕，按鈕改變狀態為“跟蹤”按鈕，此時儀器顯示屏停止滾動，濁度值 LED 和時間 LED 不再顯示當前值。但四盞時鐘

32、仍閃爍表示儀器仍在進行測量，只是數據為顯示出。左擊儀器顯示屏出現一豎條游標，按下左鍵拖動游標，濁度值 LED 和時間 LED 顯示游標所在位置的濁度值和時間。若要查看的時間不在顯示圍，可在儀器顯示屏按下右鍵拖動儀器顯示屏向前或向后滾動，也可拖動水平滑塊調節時間軸的顯示圍。另外兩垂直滑塊可調節儀器顯示屏的縱軸，長滑塊調節縱向顯示圍，短滑塊調節縱向顯示位置。查看完畢，點擊“跟蹤”按鈕，儀器會將查看期間測量的數據添加到儀器顯示屏中。儀器顯示屏繼續滾動，濁度值 LED 和時間 LED 顯示當前值。測量完畢，點擊“停止”按鈕，儀器停止測量。從菜單中點擊文件-保存，彈出文件保存對話框，保存文件的是以啟動時

33、刻的時間為默認文件名。最好接受默認文件名以便于查找，當然也可根據需要和自己喜好改變它。全局統計，只需點選“全局統計圍”。統計 LED 就會顯示整個儀器中濁度測量的各統計量。若只統計某一段數據，首先調節水平滑塊使要統計的圍在顯示圍。然后把游標移動到要統計段的一端（借助時間 LED 的顯示可找準位置）按下 Shift 鍵和鼠標左鍵，拖動鼠標，儀器顯示屏上出現以剛才那點為頂點的矩形，同樣借助時間 LED 的顯示找到統計段的另一端，釋放Shift 鍵和鼠標左鍵，則儀器顯示屏的顯示圍為這統計段，點選“統計顯示圍”的 radio，這段統計數據就顯示在統計 LED 中。需要說明部分統計不能在測量的追蹤狀態下

34、進行，因為這時儀器顯示屏的顯示是滾動的。此外，文件的打開-新建-幫助等都是標準操作，就不再介紹了。第7章 實驗結果與展望7.1 實驗結果實驗首先對該儀器標定，由于實驗條件的限制，標準的零濁度液和標準濁度液都無法得到，只好用平裝純凈水假定為零濁度液，用純凈水稀釋到一定濃度的牛奶假定為標準濁度液。然后稀釋到各種濃度對儀器進行標定，例如，假定一定濃度的牛奶為 1000FTU，1：1 的比例與平裝純凈水混合得到 500FTU，然后 500FTU按 1：1 比例與純凈水混合得到 250FTU，1：4 比例與純凈水得到 100FTU以此類推。任意兩種已知濁度液的混合得到新的濁度液的濁度按下式計算：T3=(

35、T1p+T2)/(p+1)T3為混合液的濁度值，T1為第一種已知濁度液的濁度值，T2為第二種已知濁度液的濁度值，p 第一種濁度液與第二種濁度液的體積比。對儀器標定以下點：1000，500，250，187.5， 125， 93.75， 62.5， 46.8， 31.25 23.4， 15.6 11.7，7.8 5.85， 3.9， 2.925， 1.95， 0.98， 0。表 7-1 實驗結果計算值最大值最小值平均值標準方差518.71503.23510.702.80255.35265.71264.15265.310.34132.655133.81133.32133.500.1066.7566.

36、2866.1166.190.0433.1033.2133.1833.200.0116.6016.6216.6016.610.008.308.348.298.310.014.154.204.174.180.012.092.202.152.170.011.081.100.991.040.01表 7.1 為實驗的結果。表的第一行為取一定濃度的牛奶用該儀器測量 100 次的最大值、最小值、平均值、標準方差。以后各行數據是上一次的一定濃度的牛奶與純凈水 1：1 比例混合后測量 100 次的數據，計算值是假定上一次測量的平均值為真值，來計算混合后應得到的濁度值。與實際測量值比較可以大致看到儀器的精度。從實

37、驗數據看。在 200 以下儀器的穩定性，精度較為滿意。200 以上穩定性精度較差。但還是可以大致測量濁度圍。以上對調制光強測量濁度的方法進行分析和實踐。實踐證明此方法測量濁度能有效地消除環境光的干擾，也能消除電路噪聲的干擾，簡化濁度儀的結構。而且對硬件的精度要求都不高，電路也較為簡單。尤其是該儀器采用軟硬件結合的線性校正法、軟件濾波處理和標定儀器。使儀器更具靈活性。周期效驗也很簡單容易操作，從這方面解決電子元件的老化而影響儀器的精度的問題。該儀器線性校正方法和標定儀器的方法很值得推廣到其他智能測量儀器和虛擬儀器的設計。7.2 后續研究工作的展望雖然本文介紹的儀器從實驗角度已能達到一定的精度和穩

38、定性，滿足一定的要求。但要使它面向市場還要做大量的工作。（1） 硬件的電路的優化。本文介紹的電路雖然能實現它應有的功能，但不是最優的，也不是最簡的。從市場成本的角度和儀器的穩定性的角度，都需要進一步的優化。（2） 軟件程序的優化。設計與其他程序外部數據接口，用于比如控制程序、數據遠程傳送和對該儀器的擴展等，即程序進程之間傳遞數據。此外還應考慮多點同時測量的問題。（3） 探頭的自動清洗裝置。真正要進入市場，要考慮惡劣的工作環境。探頭的自動清洗裝置是必不可少的。（4） 硬件與計算機連接的端口問題。本儀器采用 RS232 串口與計算機連接。但計算機的 RS232 串口很有限。一臺計算機往往有很多外部設備。有時 RS232串口顯得不夠用。所以儀器最好采用 USB 口（通用串行接口）以緩解 RS232串口的壓力。此外，談到儀器測量不得不提到近十幾年出現的虛擬儀器，它的出現是測量領域的一場革命，它有與專業儀器相比的強大優勢。本儀器還應考慮結合虛擬儀器技術，利用市場上的虛擬儀器軟件如，使儀器的開發成本降低。柔性更大。總之，為使儀器真正面向市場，具用市場競爭力，后期還需做大量的工作。參考文獻1 盧文祥 杜潤生。 機械工程測試.信息.信號分析。 華中理工大學 19992 貢獻 工業過程濁度測量的新進展 化工自動化與儀表 1999，26（6）：1-73 胡誕康 濁度測量的新進