氯离子检测系统研究
水中氯离子引发的问题不断出现，使人们对水中氯离子的含量投入越来越多的关注。随着工业领域的不断发展，社会各个工业领域用水量不断增加，使水质监测系统和水质质量问题面临着巨大的挑战。氯含量过高的水用于工业领域，会对锅炉管道、冷凝水管道及钢筋混凝土等造成腐蚀，由此对工业生产系统和人生安全造成严重的威胁。因此氯离子的检测显得尤为重要。由于不同工业领域对氯离子的限制各不相同，因而对氯离子检测方法也有不同的限制，加大了氯离子的检测难度，为了更好、更快、更准的检测出水中氯离子含量，需要针对不同的应用领域研制出具有多样性或针对性的氯离子检测仪，从而能更好的进行在线或离线检测，更好地控制用水中氯离子的含量。随着对仪器仪表的检测精度的要求越来越高，以及对水质中氯离子的下限测量要求在不断的减小，检测环境也越来越苛刻，这就要求研制更加精密、更加稳定和更加智能的氯离子检测仪。 本文研究了氯离子检测系统，检测系统中研究了具有导电接触型全固态氯离子电极的制备技术，三电极体系脉冲计时法的检测技术。首先介绍了氯离子电极的原理，其次在氯离子电极中加入3，4-乙烯二氧噻吩导电聚合物，作为电极的导电接触层，研究电极的检测下限，pH、干扰阴离子、温度等参数对电极的影响。采用三电极体系脉冲计时电流法的测量原理，给出了系统的电路及水路设计。运用STM32F103RBT6处理芯片，研制并设计了系统的硬件电路，包括三电极检测电路，微电流信号放大电路等。通过能斯特方程，得到氯离子电极的电流值与浓度的对数呈线性关系，从而得出样品中的氯离子浓度。最后用标准氯离子试剂进行标定实验，分析检测系统的测试性能和测量误差。实验结果表明，检测系统稳定性好，准确度高，检测系统的检测最低浓度值达到10-4.6mol·L-1，实现了10-1-10-4.6mol·L-1范围内水中氯离子的准确测量，满足了本设计要完成的技术性能指标。 同时，使用了美国奥立龙(ORION)公司的氯离子检测仪作为验证检测精度的标准，本文氯离子检测系统的检测结果与美国奥立龙公司的氯离子检测系统测量结果相比，平均测量误差为4.14％，稳定性良好，可实现工业循环冷却水的氯离子含量检测。本文检测系统便捷、绿色环保，检测过程中不会产生污染，为氯离子检测的进一步研究奠定了基础。
氯离子检测仪;硬件设计;三电极体系;导电接触层
北京化工大学
硕士
控制科学与工程
陈娟
2018
中文
TH83;TH702
83
2018-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）