[发明专利]一种极谱式溶氧仪以及溶解氧测量补偿方法

说明书

本发明提出一种极谱式溶氧仪以及溶解氧测量补偿方法，极谱式溶氧仪包括：电极、溶解氧模块、温度传感器模块、通讯模块、清洁模块，所述电极内部包括：铂金电极、纯银电极、阳极电缆、阴极电缆、选择性透气薄膜、电解液腔体外壳、电解液腔体、NTC温补电极、电极主壳体；本发明针对电极的工作特性提出了一种符合设计要求的硬件电路，使得电极的稳定性和可靠性更高，并且分析了对溶解氧数据有影响的因素，对温度、大气压以及盐度进行补偿，本发明提出的极谱式溶氧仪与高精度的荧光猝灭法溶氧仪相比，符合国内大部分养殖池的精度要求和成本要求。

技术领域

本发明涉及电子设备领域，特别是涉及一种极谱式溶氧仪以及溶解氧测量补偿方法。

背景技术

溶解氧简称DO。指的是水中溶解的氧分子浓度，单位是mg/L。在水产养殖中，溶解氧作为一个极其重要的水质参数质量，影响着水中生物的生长繁殖。对于高度密集的工厂化养殖模式来说，溶解氧具有更重要的意义。由于现有的溶氧设备均存在溶氧测定效率低，因此有必要对现有设备进行结构改进，以提高溶氧装置的检测效率。

发明内容

本发明针对市面上昂贵的溶氧仪器，以高性能和低成本的理念，采用STM32处理器以及高可靠性的ADI运算放大器提出一种实时在线测量的溶解氧传感器。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种极谱式溶氧仪，包括：

溶解氧模块：用于与电解质溶液产生氧化还原反应；

温度传感器模块：用于测定电解质溶液的温度；

通讯模块：用于与外部进行通信；

清洁模块：用于对传感器探头进行清洗；

所述溶解氧模块、温度传感器模块、通讯模块、清洁模块共同构成溶氧仪的中控系统。

优选地，所述中控系统以32位ARM Cortex-M0单片机为核心，所述中控系统的模拟电路数据采集部分与数字电路处理部分都采用单点接地的原则进行设计。

优选地，所述溶解氧模块包括：电解质溶液、选择性透气薄膜、电极，所述电极包括阴极、阳极，所述阴极、阳极与所述电解质溶液被所述选择透过性膜封装成一个密闭的腔体。

优选地，所述电极内部包括铂金电极、纯银电极、阳极电缆、阴极电缆、选择性透气薄膜、电解液腔体外壳、电解液腔体、NTC温补电极、电极主壳体，所述铂金电极与所述阴极电缆连接，所述纯银电极与所述阳极电缆连接，所述阳极电缆、阴极电缆、NTC温补电极与外部相连。

优选地，所述溶解氧模块采用稳压源和电阻分压得到极化电压，在所述极化电压输出后端有电压跟随器，降低整体输出阻抗。

优选地，所述温度传感器与单片机通过总线完成通讯，设备与外部主机之间的通信由485串行总线实现，协议采用工业现场MODBUS通信协议，所述总线采用差分收发方式搭配屏蔽层双绞线，实现超远距离传送。

优选地，所述清洁模块包括潜水泵、潜水泵驱动器、滤波隔离电路和吸收单元，所述潜水泵通过所述吸收单元与所述潜水泵驱动器连接，所述潜水泵驱动器与所述滤波隔离电路连接。

一种溶解氧测量补偿方法，包括以下步骤：

通过计算得到电极透气膜的扩散电流与被测液体温度的关系；

由于水中氧分子浓度与当地的大气压相关，则补偿方式为：

其中，C_ss1为被测溶液大气压为P时的溶解氧值，单位为mg/L，C_s为常温纯水下的饱和溶解氧值，单位为mg/L，P为当前大气压，单位为KPa，f为当前大气压P与标准大气压101.325KPa之比；