?“以一敵五” 水質(zhì)pH值大測(cè)試，各種液體pH值連連看

如何檢測(cè)水的pH值呢？除了pH值之外，我們還應(yīng)該關(guān)注水質(zhì)哪些指標(biāo)呢？

 

首先，水質(zhì)常見(jiàn)的指標(biāo)有：

物理：溫度和濁度

化學(xué)：pH值、氧化還原電位(ORP)、電導(dǎo)率和溶解氧

生物學(xué)：藻類(lèi)和細(xì)菌

 

不同指標(biāo)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方法不同，下面就重點(diǎn)說(shuō)說(shuō)測(cè)量pH值的電化學(xué)法。

 

電化學(xué)測(cè)量系統(tǒng)主要由兩個(gè)模塊組成：傳感器、測(cè)量與處理單元。

 

傳感器：測(cè)量pH的電化學(xué)傳感器通常是pH電極，其中pH探針由一個(gè)玻璃測(cè)量電極和一個(gè)參考電極構(gòu)成，類(lèi)似于一塊電池。

 

當(dāng)把探針置于溶液中時(shí)，測(cè)量電極會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓（電壓大小具體取決于溶液中氫的活性），然后將該電壓與參考電極的電位進(jìn)行比較。隨著溶液酸性的增強(qiáng)（pH值變低），玻璃電極電位相對(duì)于參考電極陽(yáng)性增強(qiáng)(+mV)。隨著溶液堿性的增強(qiáng)（pH值變高），玻璃電極電位相對(duì)于參比電極陰性增強(qiáng)(-mV)。這兩個(gè)電極之差即為測(cè)得電位。

 

測(cè)量和處理單元：對(duì)傳感器測(cè)得的電信號(hào)進(jìn)行處理以及進(jìn)行下一步操作的控制電路。

在此，感謝技術(shù)型授權(quán)代理商世健公司為我們提供了上圖的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)ADuCM355評(píng)估板，可通過(guò)單個(gè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)五個(gè)參數(shù)的監(jiān)控測(cè)量，包括TEM(溫度)、DO(溶解氧)、EC(電導(dǎo)率)、濁度、pH值。

 

 

與其他分立式水質(zhì)檢測(cè)方案不同，ADuCM355實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可檢測(cè)多達(dá)5種參數(shù)指標(biāo)，這得益于ADuCM355的高集成度：

ADuCM355是一款基于Arm® Cortex™-M3處理器的超低功耗混合信號(hào)微控制器。該器件具有電流、電壓和阻抗測(cè)量功能。

 

ADuCM355內(nèi)置集成輸入緩沖器的16位、400 kSPS多通道逐次逼近寄存器(SAR)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、抗混疊濾波器(AAF)和可編程增益放大器(PGA)。電流輸入包括三個(gè)具有可編程增益的跨導(dǎo)放大器(TIA)和用于測(cè)量不同傳感器類(lèi)型的負(fù)載電阻。模擬前端(AFE)還包含兩個(gè)專門(mén)針對(duì)恒電勢(shì)器能力而設(shè)計(jì)的低功耗放大器，使外部電化學(xué)傳感器保持恒定的偏置電壓。這兩個(gè)放大器的同相輸入由片內(nèi)雙通道輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)進(jìn)行控制。模擬輸出包括高速DAC和用于產(chǎn)生交流信號(hào)的輸出放大器。

 

 

 

世健提供的這款A(yù)DuCM355實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由核心板和主板組成。核心板是ADuCM355的最小系統(tǒng)電路，通過(guò)兩排插針與主板相連接，這樣的配置方便ADuCM355芯片本身的更新與維護(hù)。

 

此平臺(tái)還有更多的優(yōu)勢(shì)：

• 與多個(gè)獨(dú)立測(cè)量環(huán)路集成的單平臺(tái)多參數(shù)檢測(cè)

• 系統(tǒng)校準(zhǔn)能力和自適應(yīng)參數(shù)調(diào)整

• 探頭診斷能力（pH探頭阻抗測(cè)量）和探頭數(shù)字化參考設(shè)計(jì)

• 低功耗、小尺寸和高精度

• 特別適合通過(guò)ADuCM355測(cè)量的便攜式應(yīng)用

• 電源和數(shù)字接口隔離

僅需簡(jiǎn)單幾步，即可體驗(yàn)ADuCM355平臺(tái)：

? PC端安裝上位機(jī)軟件，并打開(kāi)：ADuCM355-Water-Quality-Demo

? 將pH傳感器通過(guò)BNC線連接至ADuCM355平臺(tái)相應(yīng)的接口上

? 使用type-C線將ADuCM355與PC連接

? 上電，并按下開(kāi)關(guān)，給LDO供電輸出 3.3V給ADuCM355上電

? 在上位機(jī)軟件，選擇pH COM口，并開(kāi)啟star按鈕，即可在界面上看到數(shù)據(jù)波形圖以及精確的數(shù)值。