CN108593752A - 一种环保领域的重金属水质检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了环保技术领域的一种环保领域的重金属水质检测系统，包括远程监控端、微控制器、转换模块、恒电位检测模块、重金属检测池、变换模块、滤波模块、放大模块、数据库以及电源模块；所述重金属检测池为用于存储经过滤膜过滤除去悬浮物和腐殖质后的污水和原水，并与载液混合的电解池，通过所述微控制器控制进水电磁阀实现水样的流动进入，本发明能够实现快速、实时、连续和自动化的检测重金属的污染，利用远程监控端为下位机，实现对系统的远程控制与监控，根据重金属检测池中的三电极体系阳极溶出伏安法检测重金属的含量以及类别，结合计算机进行数据处理和分析，能够显著提高系统测试的稳定性和测量精度。
Description
技术领域
本发明公开了一种环保领域的重金属水质检测系统，具体为环保技术领 域。
背景技术
随着我国社会和经济的快速发展，环境问题的情况也变得十分严峻，导致 了大量的无序开发和过度开采，上马了许多重型污染的工业和企业，环境状况 日益恶化。自然环境对人类社会生存的重要性越来越大，因而环境保护问题越 来越引起国家和公众的高度关注。
物联网的迅速发展，为环境保护提供了新技术、新方法、新思路。物联 网就是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和 物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物的互联，实现信息化、远 程化管理控制和智能化的网络。重金属污染已经成为水体污染的重要来源， 其工业来源主要是通过采矿、金属加工、化工、印染、电镀以及造纸行业等 排放的工业废水，但是现有的重金属污染水质系统在进行检测时，其监测范 围较小，涵盖范围小，不能满足环境保护的整体需求目前，我国水污染的状 况日益严重，加强水资源管理，保障水资源安全成为关系国计民生的大事， 因此，水资源的治理就显得尤为关键。为此，我们提出了一种环保领域的重 金属水质检测系统投入使用，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保领域的重金属水质检测系统，以解决上 述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保领域的重金属水 质检测系统，包括远程监控端、微控制器、转换模块、恒电位检测模块、重 金属检测池、变换模块、滤波模块、放大模块、数据库以及电源模块；
所述重金属检测池为用于存储经过滤膜过滤除去悬浮物和腐殖质后的污 水和原水，并与载液混合的电解池，通过所述微控制器控制进水电磁阀实现 水样的流动进入；
所述恒电位检测模块的电极位于所述重金属检测池中，用于使相对于参 比电极的工作电极电位恒定保持在设定的电位上，不因负载变换而变化；
所述变换模块同于切换不同的电解池的阻抗放大通路以求得不同倍数的 放大增益，并具备四个高精密通道，导通电阻低；
所述滤波模块针对所述变换模块中的特定阻抗频率的频点或该频点以外 的频率进行滤除，得到特定频率的检测信号，并将该信号导入至所述放大模 块中；
所述放大模块用于消除检测信号的数据干扰，并放大检测信号的特定频 率；
所述转换模块用于对信号进行数模或模数转换，并被所述微控制器接收；
所述电源模块用于通过USB口从PC端提供5V电压，利用低压线性稳压 器将5V电压转换为3.3V，用于提供负载的电源；
所述数据库用于存储所述微处理器中处理的检测信号，并提供实时数据 查询端口供用户查询检索。
优选的，所述微控制器为增强型8051微处理器，包括两个USART、三个 计时器/定时器、两个数据指针以及24个通用I/O引脚。
优选的，所述恒电位检测模块包括基准电压源、直流负反馈电路以及参 比电极反馈电路。
优选的，所述变换模块包括运算放大器、模拟开关以及电阻电容，所述 模拟开关为MAX333A，并设置I/O端口。
优选的，所述微处理器与所述远程监控端之间通过网络无线传输模块、USB传输、RS232或RS485传输进行通信。
优选的，所述网络无线传输模块为GPRS无线传输、GSM无线传输、蓝牙 传输或ZigBee无线传输。
优选的，所述数据库包括实时数据库和历史数据库，所述实时数据库用 于实时存储检测的重金属污染信号，所述历史数据库用于存储历史同期的水 质检测值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够实现快速、实时、 连续和自动化的检测重金属的污染，利用远程监控端为下位机，实现对系统 的远程控制与监控，根据重金属检测池中的三电极体系阳极溶出伏安法检测 重金属的含量以及类别，结合计算机进行数据处理和分析，能够显著提高系 统测试的稳定性和测量精度。
附图说明
图1为本发明系统原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种环保领域的重金属水质检测 系统，包括远程监控端、微控制器、转换模块、恒电位检测模块、重金属检 测池、变换模块、滤波模块、放大模块、数据库以及电源模块；
所述重金属检测池为用于存储经过滤膜过滤除去悬浮物和腐殖质后的污 水和原水，并与载液混合的电解池，通过所述微控制器控制进水电磁阀实现 水样的流动进入；
所述恒电位检测模块的电极位于所述重金属检测池中，用于使相对于参 比电极的工作电极电位恒定保持在设定的电位上，不因负载变换而变化；
所述变换模块同于切换不同的电解池的阻抗放大通路以求得不同倍数的 放大增益，并具备四个高精密通道，导通电阻低；
所述滤波模块针对所述变换模块中的特定阻抗频率的频点或该频点以外 的频率进行滤除，得到特定频率的检测信号，并将该信号导入至所述放大模 块中；
所述放大模块用于消除检测信号的数据干扰，并放大检测信号的特定频 率；
所述转换模块用于对信号进行数模或模数转换，并被所述微控制器接收；
所述电源模块用于通过USB口从PC端提供5V电压，利用低压线性稳压 器将5V电压转换为3.3V，用于提供负载的电源；
所述数据库用于存储所述微处理器中处理的检测信号，并提供实时数据 查询端口供用户查询检索。
其中，所述微控制器为增强型8051微处理器，包括两个USART、三个计 时器/定时器、两个数据指针以及24个通用I/O引脚，所述恒电位检测模块 包括基准电压源、直流负反馈电路以及参比电极反馈电路，所述变换模块包 括运算放大器、模拟开关以及电阻电容，所述模拟开关为MAX333A，并设置 I/O端口，所述微处理器与所述远程监控端之间通过网络无线传输模块、USB 传输、RS232或RS485传输进行通信，所述网络无线传输模块为GPRS无线传 输、GSM无线传输、蓝牙传输或ZigBee无线传输，所述数据库包括实时数据 库和历史数据库，所述实时数据库用于实时存储检测的重金属污染信号，所 述历史数据库用于存储历史同期的水质检测值。
工作原理：使用时，重金属检测池为用于存储经过滤膜过滤除去悬浮物 和腐殖质后的污水和原水，并与载液混合的电解池，通过微控制器控制进水 电磁阀实现水样的流动进入，恒电位检测模块的电极位于重金属检测池中， 用于使相对于参比电极的工作电极电位恒定保持在设定的电位上，不因负载 变换而变化，变换模块同于切换不同的电解池的阻抗放大通路以求得不同倍 数的放大增益，并具备四个高精密通道，导通电阻低，滤波模块针对所述变 换模块中的特定阻抗频率的频点或该频点以外的频率进行滤除，得到特定频率的检测信号，并将该信号导入至放大模块中，放大模块用于消除检测信号 的数据干扰，并放大检测信号的特定频率，转换模块用于对信号进行数模或 模数转换，并被微控制器接收，电源模块用于通过USB口从PC端提供5V电 压，利用低压线性稳压器将5V电压转换为3.3V，用于提供负载的电源，数据 库用于存储微处理器中处理的检测信号，并提供实时数据查询端口供用户查 询检索，本发明能够实现快速、实时、连续和自动化的检测重金属的污染， 利用远程监控端为下位机，实现对系统的远程控制与监控，根据重金属检测 池中的三电极体系阳极溶出伏安法检测重金属的含量以及类别，结合计算机 进行数据处理和分析，能够显著提高系统测试的稳定性和测量精度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。
Claims (7)
1.一种环保领域的重金属水质检测系统，其特征在于：包括远程监控端、微控制器、转换模块、恒电位检测模块、重金属检测池、变换模块、滤波模块、放大模块、数据库以及电源模块；
所述重金属检测池为用于存储经过滤膜过滤除去悬浮物和腐殖质后的污水和原水，并与载液混合的电解池，通过所述微控制器控制进水电磁阀实现水样的流动进入；
所述恒电位检测模块的电极位于所述重金属检测池中，用于使相对于参比电极的工作电极电位恒定保持在设定的电位上，不因负载变换而变化；
所述变换模块同于切换不同的电解池的阻抗放大通路以求得不同倍数的放大增益，并具备四个高精密通道，导通电阻低；
所述滤波模块针对所述变换模块中的特定阻抗频率的频点或该频点以外的频率进行滤除，得到特定频率的检测信号，并将该信号导入至所述放大模块中；
所述放大模块用于消除检测信号的数据干扰，并放大检测信号的特定频率；
所述转换模块用于对信号进行数模或模数转换，并被所述微控制器接收；
所述电源模块用于通过USB口从PC端提供5V电压，利用低压线性稳压器将5V电压转换为3.3V，用于提供负载的电源；
所述数据库用于存储所述微处理器中处理的检测信号，并提供实时数据查询端口供用户查询检索。
2.根据权利要求1所述的一种环保领域的重金属水质检测系统，其特征在于：所述微控制器为增强型8051微处理器，包括两个USART、三个计时器/定时器、两个数据指针以及24个通用I/O引脚。
3.根据权利要求1所述的一种环保领域的重金属水质检测系统，其特征在于：所述恒电位检测模块包括基准电压源、直流负反馈电路以及参比电极反馈电路。
4.根据权利要求1所述的一种环保领域的重金属水质检测系统，其特征在于：所述变换模块包括运算放大器、模拟开关以及电阻电容，所述模拟开关为MAX333A，并设置I/O端口。
5.根据权利要求1所述的一种环保领域的重金属水质检测系统，其特征在于：所述微处理器与所述远程监控端之间通过网络无线传输模块、USB传输、RS232或RS485传输进行通信。
6.根据权利要求5所述的一种环保领域的重金属水质检测系统，其特征在于：所述网络无线传输模块为GPRS无线传输、GSM无线传输、蓝牙传输或ZigBee无线传输。
7.根据权利要求1所述的一种环保领域的重金属水质检测系统，其特征在于：所述数据库包括实时数据库和历史数据库，所述实时数据库用于实时存储检测的重金属污染信号，所述历史数据库用于存储历史同期的水质检测值。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110967334A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-07 | 成都理工大学 | 一种地下水重金属监测方法及其装置 |
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