CN108956927A - 一种高精度溶解氧检测装置 - Google Patents
一种高精度溶解氧检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108956927A CN108956927A CN201811107604.0A CN201811107604A CN108956927A CN 108956927 A CN108956927 A CN 108956927A CN 201811107604 A CN201811107604 A CN 201811107604A CN 108956927 A CN108956927 A CN 108956927A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dissolved oxygen
- data
- oxygen detection
- control chip
- detection device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 96
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 96
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012952 Resampling Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/18—Water
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/25—Pc structure of the system
- G05B2219/25098—Detect connected sensors, set parameters, gain automatically
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/25—Pc structure of the system
- G05B2219/25187—Transmission of signals, medium, ultrasonic, radio
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/26—Pc applications
- G05B2219/2605—Wastewater treatment
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高精度溶解氧检测装置，包括溶解氧检测电路、无线发射接收模块、控制芯片、液晶显示存储模块和电源模块。溶解氧检测电路由溶解氧传感器组和信号调理电路组成，通过检测电路的输出电流，计算溶解氧含量，无线发射接收模块实现数据的上传和运行参数的修改，控制芯片实时采集溶解氧检测电路输出的信号，对数据进行分析和计算，液晶显示存储模块用于计算后的数据显示和存储，电源模块为溶解氧检测装置的各模块供电，控制芯片通过对多组采集数据的分析和计算，再通过液体温度的补偿计算，得出最终溶解氧的数值。本发明通过对溶解氧检测装置结构改进和算法优化，提高了液体溶解氧含量的检测精度，增强数据可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及溶解氧检测领域，具体是一种高精度溶解氧检测装置，特别涉及一种用于污水处理的溶解氧检测装置。
背景技术
目前，多数的城市污水处理采用AO或A2O生产工艺，该工艺下通过在好氧池底部安装曝气头，使得氧气和污水充分接触，提高污水中的溶解氧含量，促进好氧池中微生物的繁殖和生长。据统计，A2O生产工艺下，污水处理厂50%以上的电量消耗在曝气环节。
污水处理时，通过检测好氧池出水口的溶解氧含量，控制曝气设备的出气量。正常生产时，控制出水口DO的含量为2mg/L。由于市面上的溶解氧传感器在实际运行过程中误差较大，不能够满足检测要求，导致曝气设备不能有效实现闭环控制。生产过程中，污水处理企业多采用人工取样检测的方式检测好氧池出水口DO值，然后手动控制曝气机房的工作频率。这种方式下，造成好氧池过度曝气，浪费了大量的电能。因此，设计一种高精度溶解氧检测装置对精确控制好氧池DO值和降低企业能耗意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种高精度溶解氧检测装置，其利用多个溶解氧传感器探头检测水中的溶解氧含量，通过数据分析、算法处理和温度补偿，提高装置的溶解氧检测精度，实现水中溶解氧含量的准确检测。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种高精度溶解氧检测装置，其特征在于：溶解氧检测电路、无线发射接收模块、控制芯片、液晶显示存储模块和电源模块。
溶解氧检测电路包括溶解氧传感器组和信号调理电路，溶解氧传感器组用于将液体中的溶解氧含量转化成电流信号，信号调理信号实现信号的放大、隔离和滤波。无线发射接收模块包括信号发射单元和信号接收单元。控制芯片用于数据的采集、分析和计算。液晶显示存储模块用于存储控制芯片采集的数据和溶解氧检测装置的运行数据显示。电源模块用于溶解氧检测装置中各模块的供电，保证各模块的正常运行。
溶解氧检测电路采用两组溶解氧传感器组和信号调理电路组成。溶解氧传感器组采用圆形结构，传感器均匀分布在圆形基座表面，基座中心预留长方体凹槽，用于信号调理电路放置，基座侧面预留固定螺丝孔。溶解氧检测电路同时输出液体温度和压强值。
控制芯片采用ARM或DSP芯片，芯片将采集的溶解氧数据存放到芯片的指定寄存器，对每次采集数据按照从大到小顺序进行排列，判断出数组的中位数，根据采样数据，计算出溶解氧的平均值。控制芯片对数组数据进行处理，计算出处理后数组的均方差值，同给定的数值进行比较，判断样本的可靠性。控制芯片对可靠样本的数据进行加权运算，求出计溶解氧的数值，并根据采集的温度和压强数据，计算出温度和压力补偿值。
控制芯片实时采集溶解氧检测电路输出的温度信号和压强信号，通过温度补偿和压力补偿，计算出最终的溶解氧值。控制芯片将计算后的数据通过液晶显示存储模块进行显示和存储，温度、压力和溶解氧数据通过无线发射接收模块上传至中控平台。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用阵列式溶解氧传感器组，通过高速控制芯片实现数据采集、数据处理，结合反馈温度和气压值，计算出最终的溶解氧数值。本发明有效提高了溶解氧的检测精度，为曝气装置的闭环控制提供可靠的数据支持。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的传感器组结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种高精度溶解氧检测装置包括溶解氧检测电路1、无线发射接收模块2、控制芯片3、液晶显示存储模块4和电源模块5。溶解氧检测电路1包括溶解氧传感器组和信号调理电路，溶解氧传感器组用于将液体中的溶解氧含量转化成电流信号，信号调理信号实现信号的放大、隔离和滤波。无线发射接收模块2包括信号发射单元和信号接收单元，信号发射单元用于将溶解氧检测装置的最终DO值实时上传，信号接收单元用于接收外部设备的。控制芯片3用于溶解氧检测电路输出数据组的采集、数据分析和温度补偿计算。液晶显示存储模块4用于存储控制芯片采集的数据和溶解氧检测装置的运行数据显示。电源模块5用于溶解氧检测装置中各模块的供电，保证各模块的正常运行。
溶解氧检测电路1通过电缆连接至控制芯片3集成电路板的对应接插口，无线发射接收模块通过SDA和SCL两路引脚连接至控制芯片3，液晶显示存储模块4通过排线和控制芯片3集成电路相连接。电源模块5的输出端经过屏蔽电缆连接至溶解氧检测电路1、无线发射接收模块2、控制芯片3和液晶显示存储模块4，为各模块的运行提供电能。
溶解氧检测电路1采用两组溶解氧传感器组和信号调理电路组成。溶解氧传感器组采用圆形结构，电路结构如图2所示。传感器均匀分布在圆形基座表面，基座中心预留长方体凹槽，用于信号调理电路放置，基座侧面预留固定螺丝孔。溶解氧传感器安装在预留槽孔中，输出信号连接至信号调理电路的对应引脚。为提高溶解氧检测电路1的使用寿命，上端采用耐腐蚀材料密封。溶解氧检测电路1具有温度检测和压力检测功能，电路集成温度探头和压力传感器，按照设定的周期将液体温度和压强值上传至控制芯片3。
控制芯片3采用ARM或DSP芯片，芯片将采集的溶解氧数据存放到芯片的指定寄存器，对每次采集数据按照从大到小顺序进行排列。对数据进行累加运算，求出平均值。根据数组的排列顺序，找出数组的中位数。将数组中较大的3组数据和较小的3组数据删除，对余下的数据进行数学运算。计算出数组的均方差值，同给定的数值进行比较，若小于给定数值，则认为采集的数据组可靠，否则重新采样计算。对判定可靠数据组中的数据进行加权运算，距离中位数越近，则权重越高，以此计算获取溶解氧计算数据。
由于实际运行过程中，温度和压力对溶解氧的数值有一定的影响，因此，为降低温度和压力参数的影响，计算出温度和压力补偿值，最终的溶解氧数据可表示为：
溶解氧浓度=溶解氧计算值+温度和压力补偿值
控制芯片3实时采集溶解氧检测电路输出的温度信号和压强信号，通过温度补偿和压力补偿，计算出最终的溶解氧值。控制芯片将计算后的数据通过液晶显示存储模块进行显示和存储，温度、压力和溶解氧数据通过无线发射接收模块上传至中控平台。
以上所述仅为本发明部分实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改和同等替换改进等，均应包含在本发明的保护之列。
Claims (6)
1.一种高精度溶解氧检测装置，其特征在于：包括溶解氧检测电路(1)、无线发射接收模块(2)、控制芯片(3)、液晶显示存储模块(4)和电源模块(5)。
2.根据权利要求1所述的一种高精度溶解氧检测装置，其特征在于：所述的溶解氧检测电路(1)包括溶解氧传感器组和信号调理电路，溶解氧传感器组用于将液体中的溶解氧含量转化成电流信号，信号调理信号实现信号的放大、隔离和滤波，无线发射接收模块(2)包括信号发射单元和信号接收单元，控制芯片(3)用于数据的采集、分析和计算，液晶显示存储模块(4)用于存储控制芯片(3)采集的数据和溶解氧检测装置的运行数据显示，电源模块(5)用于溶解氧检测装置中各模块的供电。
3.根据权利要求1所述的一种高精度溶解氧检测装置，其特征在于：所述溶解氧检测电路(1)采用两组溶解氧传感器组和信号调理电路组成，溶解氧传感器组采用圆形结构，传感器均匀分布在圆形基座表面，基座中心预留长方体凹槽，用于信号调理电路放置，基座侧面预留固定螺丝孔。
4.根据权利要求1所述的一种高精度溶解氧检测装置，其特征在于：所述控制芯片(3)采用ARM或DSP芯片，控制芯片(3)将采集的溶解氧数据存放到芯片的指定寄存器，对每次采集数据按照从大到小顺序进行排列，判断出数组的中位数，控制芯片(3)根据采样数据，计算出溶解氧的平均值，对数组数据进行处理，计算出处理后数组的均方差值，同给定的数值进行比较，判断样本的可靠性，控制芯片(3)对可靠样本的数据进行加权运算，求出计溶解氧的数值。
5.根据权利要求3所述的一种高精度溶解氧检测装置，其特征在于：所述溶解氧检测电路(1)同时输出液体温度和压强值，控制芯片(3)根据采集的温度和压强数据，计算出温度和压力补偿值。
6.根据权利要求4所述的一种高精度溶解氧检测装置，其特征在于：所述控制芯片(3)实时采集溶解氧检测电路(1)输出的温度信号和压强信号，通过温度补偿和压力补偿，计算出最终的溶解氧值，控制芯片(3)将计算后的数据通过液晶显示存储模块(4)进行显示和存储，温度、压力和溶解氧数据通过无线发射接收模块(2)上传至中控平台。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811107604.0A CN108956927A (zh) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | 一种高精度溶解氧检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811107604.0A CN108956927A (zh) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | 一种高精度溶解氧检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108956927A true CN108956927A (zh) | 2018-12-07 |
Family
ID=64471534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811107604.0A Pending CN108956927A (zh) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | 一种高精度溶解氧检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108956927A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109502747A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-22 | 中国科学院电工研究所无锡分所 | 一种污水处理节能控制系统 |
| CN109916885A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-21 | 思源电气股份有限公司 | 绝缘油溶解氧气含量实时在线检测装置 |
| CN112255387A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-01-22 | 南京工业大学 | 一种自适应智能溶解氧检测仪 |
| CN112858611A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-05-28 | 天津农学院 | 一种溶解氧传感器接口中间件 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102253024A (zh) * | 2011-06-08 | 2011-11-23 | 中国农业大学 | 光学溶解氧传感器 |
| CN102749368A (zh) * | 2012-07-16 | 2012-10-24 | 天津理工大学 | 一种溶解氧测量系统 |
| CN203011836U (zh) * | 2012-12-25 | 2013-06-19 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 一种溶解氧浓度检测装置 |
| CN104807862A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-29 | 中国农业大学 | 检测水中溶解氧的方法及装置 |
| CN106442680A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-02-22 | 山东省计量科学研究院 | 一种便携式电化学法溶解氧测定仪检定方法 |
| CN106645330A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-10 | 福州微启迪物联科技有限公司 | 一种便携式NB‑IoT水质检测装备及其参数修正方法 |
| CN107991417A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-04 | 华南理工大学 | 一种测定水中溶解氧含量的方法 |
-
2018
- 2018-09-21 CN CN201811107604.0A patent/CN108956927A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102253024A (zh) * | 2011-06-08 | 2011-11-23 | 中国农业大学 | 光学溶解氧传感器 |
| CN102749368A (zh) * | 2012-07-16 | 2012-10-24 | 天津理工大学 | 一种溶解氧测量系统 |
| CN203011836U (zh) * | 2012-12-25 | 2013-06-19 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 一种溶解氧浓度检测装置 |
| CN104807862A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-29 | 中国农业大学 | 检测水中溶解氧的方法及装置 |
| CN106442680A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-02-22 | 山东省计量科学研究院 | 一种便携式电化学法溶解氧测定仪检定方法 |
| CN106645330A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-10 | 福州微启迪物联科技有限公司 | 一种便携式NB‑IoT水质检测装备及其参数修正方法 |
| CN107991417A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-04 | 华南理工大学 | 一种测定水中溶解氧含量的方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109502747A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-22 | 中国科学院电工研究所无锡分所 | 一种污水处理节能控制系统 |
| CN109916885A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-21 | 思源电气股份有限公司 | 绝缘油溶解氧气含量实时在线检测装置 |
| CN109916885B (zh) * | 2019-03-26 | 2024-04-26 | 上海思源光电有限公司 | 绝缘油溶解氧气含量实时在线检测装置 |
| CN112255387A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-01-22 | 南京工业大学 | 一种自适应智能溶解氧检测仪 |
| CN112858611A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-05-28 | 天津农学院 | 一种溶解氧传感器接口中间件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108956927A (zh) | 一种高精度溶解氧检测装置 | |
| CN204389475U (zh) | 一种多参数水质在线监测装置 | |
| CN204214881U (zh) | 一种自动定量加液装置 | |
| CN107179260B (zh) | 基于物联网技术的地下水潜水蒸发测量系统和方法 | |
| CN210604376U (zh) | 一种多参数水质监测装置 | |
| CN106772702B (zh) | 一种基于质量式雨量计自动检定装置及检定方法 | |
| CN205262894U (zh) | 一种小型蒸渗仪 | |
| CN103364530A (zh) | 远程气体监测系统及方法 | |
| CN203164704U (zh) | 远程实时水质监测与控制系统 | |
| CN211627551U (zh) | 一种集成型土壤及周围环境检测系统 | |
| CN201697681U (zh) | 光控计量装置 | |
| CN208313977U (zh) | 一种土壤参数分层测试装置 | |
| CN106405035A (zh) | 基于mems气压传感器的自动增氧装置及方法 | |
| CN206990002U (zh) | 一种土壤温湿度检测仪 | |
| CN214472665U (zh) | 管道微生物腐蚀监测预警系统 | |
| CN213689329U (zh) | 一种用于风电装备的自供电环境腐蚀监测系统 | |
| CN205619988U (zh) | 含气量解吸气体定量计 | |
| CN115060867A (zh) | 可持续校准的高精度水质监测方法 | |
| CN111013829B (zh) | 一种浮选机充气量检测装置 | |
| CN2695924Y (zh) | 液位计 | |
| CN209878735U (zh) | 水质监测装置 | |
| CN106441445A (zh) | 一种分立式养殖水质检测方法 | |
| CN203561877U (zh) | 一种火电厂氨、联胺泄露在线监测系统 | |
| CN206832682U (zh) | 一种液体折射率原位测量装置 | |
| CN202765633U (zh) | 料位检测装置及搅拌设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20181207 |