APMS-10G智能化混浊度传感器的性能、使用注意事项及应用范围

2022-02-23 14:42分类：传感器阅读：

浑浊度（turbidity）亦称不透明度，关键用来表明水或其它溶液的不全透明水平。当可见光根据带有飘浮颗粒的药液时，飘浮颗粒造成的光透射会使可见光的硬度被衰减系数，其衰减系数量就可以用于意味着液态的浑浊度。浑浊度是个比率，其公司用ＮＴＵ来表明。精确测量浑浊度针对生态环境保护和日常日常生活有着关键实际意义。在我国早在１９８６年就制订了《生活饮用水卫生标准》（ＧＢ５７４９－８５），要求城市供水公司在出厂生活用水的浑浊度不能超出３ＮＴＵ。２００１年国家卫生部制订的《生活饮用水卫生规范》又作出了更严苛的要求，规定生活用水的浑浊度务必做到１ＮＴＵ才符合规定。精确测量浑浊度的办法是选用浊度仪（ｔｕｒｂｉｍｅｔｅｒ），又被称为浊度计。传统式浊度仪的检测特性非常差并且作用单一，不能满足当代精确测量的必须。近些年，从海外引入的线上浊度仪因价格比较贵也无法很多营销推广（比如西班牙哈纳企业的商品市场价就达到７万余元～１２万余元RMB）。近期，英国霍尼韦尔（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）企业发布了ＡＰＭＳ－１０Ｇ型带微控制器和单线插口的智能化系统浑浊度感应器，该感应器能与此同时精确测量溶液的浑浊度、氧化还原电位和溫度，可以用设计制作多主要参数自动检测系统软件，因此可广泛运用于污水净化，清洗机械及化工厂、食品类、医疗服务等单位中。

１、ＡＰＭＳ－１０Ｇ的使用性能特性

ＡＰＭＳ－１０Ｇ含有浑浊度感应器、氧化还原电位感应器、温度感应器、Ａ／Ｄ转化器、微控制器（μＰ）和单线Ｉ／Ｏ插口，能同时测定溶液的浑浊度、氧化还原电位及溫度并转化成数据輸出。它是根据手机软件的虚似感应器，必须应用Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ企业的专用型APP来进行检验每日任务（不包括操纵）。ＡＰＭＳ－１０Ｇ的浑浊度精确测量結果其实是漫射光强与发送光照强度之比，其輸出范畴是０～４０００ＮＴＵ（相匹配的导出信息为０．０３～１０），响应速度为１．３ｓ。精确测量氧化还原电位的范畴是０．０００１ｍＳ～１５ｍＳ（所相对应的导出信息为４～２５５），ｍＳ表明毫西门子PLC。因为氧化还原电位与电阻器呈最后关联，故所相匹配的阻值为１０ＭΩ～１ｋΩ。精确测量氧化还原电位的反应时间为０．８５ｓ。精确测量浑浊度及氧化还原电位的偏差均为±３个字。测量温度范畴是＋６８°Ｆ～＋１４０°Ｆ（即＋２０℃～＋６０℃），可重复性偏差低于±４°Ｆ，响应速度为０．０３ｓ，做到平稳的时长为４ｍｉｎ。

ＡＰＭＳ－１０Ｇ可根据９脚ＲＳ－２３２插口与电子计算机相接，电子计算机做为服务器，感应器工作中在从机方式。通讯速度为２４００ｂ／ｓ。

ＡＰＭＳ－１０Ｇ选用８Ｖ～３０Ｖ直流稳压电源供电系统，开关电源电流量为１６ｍＡ（典型值）。较大尺寸为φ３９．４ｍｍ×６０．７ｍｍ。

２、ＡＰＭＳ－１０Ｇ的测定基本原理

ＡＰＭＳ－１０Ｇ的內部框架图如图所示１所显示，３个引出来端各自为开关电源端（ＵＣＣ）、地（ＧＮＤ）和单线键入／輸出插口（Ｉ／Ｏ）。內部关键包含四一部分：第一是浑浊度感应器一部分，包含红外线ＬＥＤ推动操纵电源电路、红外光源、发送光探测仪、漫射光探测仪和Ａ／Ｄ转化器Ⅰ；第二是氧化还原电位感应器一部分，含电镀镍不锈钢板探头、氧化还原电位精确测量线路和Ａ／Ｄ转化器Ⅱ；第三一部分和第四一部分分别是温度传感器温度感应器和微控制器（μＰ）一部分。

２．１浑浊度精确测量基本原理

精确测量浑浊度的工作原理如图所示２所显示。精确测量时，将控制器的正脸渗入被测液态，使药液进到凹形槽中。随后选用光波长为９２５ｎｍ的红外线发光二极管（ＬＥＤ）做灯源，并由红外线ＬＥＤ推动控制回路使之发送红外线，最终让红外线越过液态射到漫射光探测仪上。因为漫射光探测仪与发送光探测仪互相垂直，因而它只有接受被测药液中细小颗粒物所透射来的光源。再把双路光学数据信号各自送至Δ－Σ式Ａ／Ｄ转化器Ⅰ转化成数据量，最终根据μＰ测算出漫射光强与发送光照强度的比率，即是被测浑浊度。

在带有ｆｏｒｍａｚｉｎ（一种呈漂浮情况并具备电子光学特点的有机化学高聚物颗粒物）的规范体试件中，评测ＡＰＭＳ－１０Ｇ的比例频率特性曲线图如图所示３所显示。精确测量应在常温下开展，以做为感应器的校准方式。

２．２氧化还原电位精确测量

精确测量浑浊度只有体现出液态中溶解性总固体颗粒的是多少，导电率则在于融解于溶液中正离子总数的是多少。比如当水里放进清洁液时，其导电率将变好，氧化还原电位值增大，因而精确测量出氧化还原电位值就可以判断液态的导电率。ＡＰＭＳ－１０Ｇ最先由2个电镀镍不锈钢板探头传出低电压交流电流数据信号，随后根据检验液态中的电流量数据信号来测算氧化还原电位值，计算方法为：

Ｇ＝Ｉ／Ｕ

该氧化还原电位数据信号历经Δ－Σ式Ａ／Ｄ转化器Ⅱ转化成数据量后就可以赠给μＰ。氧化还原电位感应器的频率特性趋势图４所显示。

２．３温度检测

ＡＰＭＳ－１０Ｇ选用一只温度传感器来测量温度，溫度差分信号被送至μＰ中，温度测量范畴为＋６８°Ｆ～＋１４０°Ｆ（相匹配数值＋２０℃～＋６０℃）。

２．４微控制器

ＡＰＭＳ－１０Ｇ中的微控制器主要是用来将４路数据信号（发送数据信号、透射数据信号、氧化还原电位数据信号和溫度数据信号）转化成模拟信号，并根据ＲＳ－２３２串行通信将传输数据给外界主控制板。该感应器沒有脉冲信号輸出，必需时，客户可根据外界Δ－Σ式Ｄ／Ａ转化器来得到感应器的模拟输出。

３、ＡＰＭＳ－ＫＩＴ．ｅｘｅ手机软件及通讯协议

Ｈｏｎｙｗｅｌｌ企业专业为ＡＰＭＳ－１０Ｇ设计方案了一套ＡＰＭＳ－ＫＩＴ．ｅｘｅ手机软件，以做为感应器与电子计算机实现通讯的媒介，其首要目标是进行精确测量和开展数据处理方法，而自动控制系统手机软件则要由客户设计制作。其标识符文件格式最先是起止位，随后是８个数据位（数据信息０～数据信息７），最终是终止位。传输一个字符需４．１６ｍｓ。

表1 感应器键入的信息

该感应器的信息有二种：一种是感应器键入信息内容，另一种是感应器輸出信息内容。感应器键入的信息见表１所列。它仅有３种合理的信息内容，标识符１、标识符２和标识符３各自相应于信息内容总体目标、感应器编码和校验和。

４、应用常见问题

ＡＰＭＳ－１０Ｇ根据９脚ＲＳ－２３２电源插座连到电子计算机，布线方法如图所示５所显示。Ｉ／Ｏ端该接一只下拉电阻，以使系统总线上信号不好时为０Ｖ。感应器的輸出特性阻抗为４４０Ω～５４０Ω。ＲＳ－２３２插口是用＋５Ｖ意味着逻辑性１，用０Ｖ意味着逻辑性０的逻辑性数据信号。

应用ＡＰＭＳ－１０Ｇ型浑浊度感应器时，必须留意以下几个方面：

（１）该感应器没加反方向工作电压保障措施，因而，电源电压接反很有可能破坏感应器。

（２）感应器的反面沒有密封性，因而，应防止水或其他杂物进到感应器和射频连接器內部。进到感应器的水份在感应器的电子光学表层浓缩会更改浑浊度读值。渗水比较严重的时候会导致永久危害。此外，要是没有对控制器的电气设备部份开展维护，就不必清理或泡浸感应器。

（３）在应用全过程中，感应器的亮面应维持湿冷。

（４）该感应器含有电子光学光敏电阻器，因此应预防与没加静电感应充放电（ＥＳＤ）维护的终端设备相触碰。

（５）必须特别注意的是，液态中的汽泡也会造成电子光学透射效用，其功能功效与飘浮颗粒同样。

该浑浊度感应器针对汽泡、泡沫塑料和吹泡泡非常比较敏感，大泡沫塑料会造成輸出毛边，使仪表盘比较严重跳数，即便气泡，也非常容易导致读值偏差，因而应保证感应器与环境因素的防护，并不被泡沫塑料危害，以防获得不正确的浑浊度读值。清洗带该感应器的设备时，务必小心地置放感应器，必需时可提升泡沫塑料分离设备。另一种方式是将搅拌系统软件关掉一段时间，使泡沫塑料升高到感应器上边。