[发明专利]一种基于单片机的TDS水质检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及环保检测领域，尤其涉及一种基于单片机的TDS水质检测仪。

背景技术

水是生命之源，人类在生产生活中都离不开水。随着社会经济的发展、科学的进步和人民生活水平的提高，环境污染越来越严重，其中，水环境污染最为严重。在水资源日益短缺的今天，水质问题受到了更多地关注，因此对水质进行测试能使我们更好地保护水资源，保证合格的水质，这对正常生产、保证产品质量和人们健康具有非常重要的意义。

TDS是英文total dissolved solids的缩写，中文解释为溶解性总固体，又称总含盐量，定义为水中含有各种溶解性矿物盐类的总量，它包含无机盐和有机物的总量，测量单位为毫克/升(1mg/L＝1ppm)，它表明1升水中溶有多少毫克溶解性总固体，或者说1升水中的离子总量。通俗的说，TDS值代表了水中溶解物杂质含量，TDS值越大，水中溶解物杂质越多，说明水中的可导电物质的杂质含量大。就自来水而言，TDS值越高越表明水不纯(不考虑有机物污染的前提)。通过检测溶解性总固体(TDS)，可以分析水的总矿化度。TDS水质测试仪就是一种通过测量水的电导率来反映水质矿化程度的仪器。目前市场上出现的TDS水质测试仪通常采用复杂的采集单元、信号处理单元以及控制单元来实现，体积庞大、成本高，不利于水质检测仪的普及应用。

中国专利文献CN 204270486U公开了一种基于无线传感器网络的水质电导率监测节点装置，包括用于供电的电源、电导率传感器探头、核心控制单元，以及与核心控制单元双向连接的数据传输单元，所述电导率传感器探头通过信号调理单元与数据采集单元连接，所述核心控制单元采用STM32F407芯片，所述数据传输单元采用CC2530芯片。该水质电导率监测节点装置硬件电路简单、集成度高、成本低，通过水的电导率数据测试水质的TDS值；但是，电导率易受温度影响，而相同的水质在不同的温度下TDS值应该是一致的，当温度发生变化时，该装置测试的TDS值具有一定的失真性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于单片机的TDS水质检测仪，以STC89C52芯片为核心，利用单片机技术实现电导率测量、温度补偿、TDS值测量、按键锁存结果、显示数据等功能；通过电导率测量电路中的探头采集电导率信号，由于温度对电导率有很大的影响，所以温度也影响TDS值的测量，为了降低温度对最终TDS测量值的影响，引入了温度测量电路；在温度测量电路中，采用数字温度传感器DS18B20采集温度信号，补偿由于温度变化引起的电导率值测量误差，最后将补偿后的结果通过计算得出TDS值，并将其显示在数码管上，提高TDS值测量的准确性；同时单片机通过MAX232电平转换电路与PC机的RS232接口连接，便于数据的存储和分析。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于单片机的TDS水质检测仪，包括由单片机U1、时钟电路2、复位电路3组成的单片机最小系统，以及与单片机U1连接的电导率测量电路4、显示电路5，还包括温度测量电路6、MAX232电平转换电路7以及PC机，所述温度测量电路6直接与单片机U1连接，单片机U1通过MAX232电平转换电路7与PC机连接，且所述单片机U1的型号为STC89C52芯片。

具体地，所述电导率测量电路4包括电导率探头DBT1、555定时器U2、功率三极管Q2，所述功率三极管Q2的基极与555定时器U2的第3引脚连接，功率三极管Q2的基极集电极与555定时器U2的第4引脚连接，功率三极管Q2的发射极同时与555定时器U2的第7引脚、电导率探头DBT1的一极连接，电导率探头DBT1的另一极同时与555定时器U2的第2引脚和第6引脚连接，555定时器U2的第5引脚、第6引脚分别通过电容器C4、电容器C5接地，第1引脚直接接地，555定时器U2的第3引脚与STC89C52芯片的第15引脚连接，555定时器U2的第8引脚接电源VCC。

进一步地，所述温度测量电路6包括温度传感器U3和电阻器R3，所述温度传感器U3的第1引脚接地，第3引脚接电源VCC，第2引脚与STC89C52芯片的第7引脚连接，电阻R3连接在温度传感器U3的第2引脚与第3引脚之间。