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加强水中一些痕量离子(如铁,亚硝酸盐等)的在线监测是当前水环境监测中的热点。而传统的分析方法难以实现实时在线监测。 本文提出的基于虚拟仪器的双波长离子浓度分析仪可用于对水质进行在线实时连续分析监测。方案以 Cortex-M3内核的微处理器 STM32F103VCT6为核心,以μC/OS-II为操作系统,采用数控恒流源和等精度测频技术,通过USB接口与PC机进行通信,使用虚拟仪器技术编写PC机上位机软件,实现了水质检测数据的计算机自动采集、处理、显示和存储等功能,操作简便,人机界面友好。 文中详述了分析仪的检测原理以及自动检测技术,在此基础上对分析仪的总体结构设计进行了说明。对硬件电路作了相应的介绍,并对各电路模块的功能及分析仪的抗干扰设计作了必要的论述。介绍了μC/OS-II操作系统的移植,对分析仪的功能进行了任务划分,实现了多任务操作,采用LabVIEW编写了上位机界面和数据处理程序。 论文完成了分析仪器硬、软件的设计和制作,使用自行研制的测试电路板对系统软硬件进行了综合调试与系统联调。以测量铁离子浓度为例,对分析仪进行了现场测试。测试结果表明,分析仪的操作方便、快速、灵敏,稳定性好,适用于水质的在线实时连续监测。通过更换反应试剂和 LED光源,即可实现铁离子、亚硝酸盐或其他可发生显色反应的目标物的分析。