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第四章 浊度仪的整体设计 . 17
4.1 浊度仪硬件设计.. 17
4.1.1 整体硬件设计.. 17
4.1.2 传感器的设计.. 17
4.1.3 滤波放大电路的设计 23
4.1.4 AD转化的设置 26
4.1.5 STM32 与 PC 机的通信 . 26
4.2 浑浊度仪的软件设计 27
4.2.1 STM32 的开发环境 .. 28
4.2.2 主程序的设计.. 29
4.2.3 AD转化子程序设计 . 31
4.2.4 显示子程序设计. 32
4.2.5 通信子程序设计. 32
4.3 系统的功能测试结果 33
4.4 本章小结.. 35
总结展望 36
参考文献 37
致谢. 37
附录. 39
第一章 绪论 1.1 课题研究背景 在整个太阳系中，地球是唯一一个被水包围的星球，尽管地球的水资源丰富，但是能够适用于人类生存的水资源却极少。加上随着人口的不断增长，工业以及生活的污染加剧，导致了全人类可用水资源越发减少[1]。 在全世界，可用水资源分布特别不均匀，水资源的集中分布导致了全球个别国家陷入极度严重的缺水状态，像非洲的国家，每年约有2 万人死于缺水，大片的农作物业因缺水而颗粒无收，又间接导致相当一部分人死于饥饿[2]。由于水资源的大量污染和浪费，水资源缺失的情况也越来越严重，其影响的范围越来越广。 在我国，从上世纪 60 年代开始，工业的发展速度居全球第一，但是我国当时由于保护意识的淡薄，水资源的污染量极大[3]。中国的淡水量本是全球第四，可是我国由于工业污染，导致土地沙漠化[4]，让水资源在被严重污染的情况下又流失了不少，现在我国的淡水资源恐怕已经下降了很多，在加上我国人口世界第一，直接导致人均水资源世界倒数，因而我国也属于极度缺水的国家，而且我国的水资源大多在南方，因此北方的水资源陷入干涸状态[5]。加上我国的自来水由于长距离运输导致污染，然我国的生活用水雪上加霜[6]。近几年国家采取了一系列的措施保护水资源和平衡水资源的分布[7]，为了响应国家的号召，才决定研究关于水资源保护方面的课题，而保护水资源的前提是检测水资源，所以在这样的大环境下研究了这个课题。 1.2 浑浊度的概念 浑浊度是检测水质的一个标准，表示的是单位体积内，水所含有的微生物以及颗粒的数量，国际单位有 JTU NTU FTU 三种，我国使用第二种。早在 1976年，我国就颁布了生活用水的浑浊度标准，规定生活用水不得大于5NTU。 浊度在现在反应水的品质高低，是近几年被人们接受的。 在测量浑浊度时，需要配置标准的浊度液体，配置方法变迁如下：
1.在 1901 年的时候，ppm表示浊度单位，1ppm的浑浊度大约为1mg 的二氧化硅溶于 1L的水中。在当时，有一个叫杰克逊的美国人利用沉积在河床的淤泥加上高岭土，漂白土，硅藻土和蒸馏水调制出标准的 1000ppm 的浑浊度液体，他用燃烧蜡烛作为光源，用肉眼进行浑浊度的标准测试，这种方法在当时的条件下是比较先进的，但是该方法实现比较麻烦，操作要很精细，稍有差错便前功尽弃，并且溶液搁置时间如果很长还会发生变质。 2.美国水质专家克拉克先生，利用硫联氨和六亚甲基四胺在一定比例下混合成一种叫福尔马阱的物质[8]，他将 55克的福尔马肼融入到1000ml的蒸馏水中，等待两天两夜，溶液会产生白色浑浊物。利用这种方法配制的浑浊液客服了杰克逊所采用的浊液配制方法带来的溶液散射性差和保存时间短的缺点，克拉克利用的方法配制的溶液浑浊的大致为 4000JTU。这种标准的浑浊液可以用蒸馏水进行稀释以便得到本文实验中想要的浑浊度溶液，比如本文可以去 100mL 的该种溶液，加入蒸馏水至 1000mL，这时，溶液的浑浊度就将变为 400JTU。因此克拉克采用的方法比杰克逊的方法要好得多，只要配置出一定体积的标准浊度溶液便可以利用蒸馏水稀释法得到其他浓度的标准浊度液，不需要利用燃烧蜡烛来进行实验，避免了肉眼在观察中给标定实验带来的误差。由于福尔马肼配置的溶液比用硅藻土等物质配置的溶液稳定，源:自;751'-论.文,网·www.751com.cn/ 因此在实验室中，福尔马肼配置的标准浑浊度溶液可以保存更久，大约可以保存 30 天。在美国环保局先前颁布的（标准检查法第十三版）中就已将福尔马肼配制的浑浊度液作为了通用标准，单位定位FTU。 3.后来，另外一个浊度单位 NTU诞生了,将1mg的福尔马肼融入1000ml的水中配置成标准的浑浊度液，该浊度液的值定义为 1NTU。溶液配制方法同IS07027-1999 国际标准。