无线水质监测眉目

2020-05-21 18:35:27 来源:Piyu Dhaker,应用总工程师

简介

制药厂废水如何处理,废水水泥厂等多个路由器连接设置服务行业都依靠水质监测眉目对重要水质指标进行测量和抑止。定义水的情理,化学和教育学特性的参数可所作所为水质指标。诸如:
  • 情理:温度英语和浊度
  • 化学:pH值,硫化还原电位(ORP),在线电导率剖析仪和溶解氧测定方法
  • 教育学:紫菜属于哪种藻类和细菌终极进化

本文全面深化改革的重点议论历来画龙点睛但不可靠而造成实施负担的化学测量参数。无机化学是化学的一番分支,通过测量老葡京现金投注从一种反应物到另一种反应物的转移来特色还原-硫化反应的行为。无机化学技术可以直接或间接用于检测和测量上述水质指标。无机化学测量眉目显要由两个模块结节:
  • 霍尔传感器:一种用于测量水质指标并发出相应电信号的机件。
  • 测量和处理单元:测量和处理电信号的pcb电路板厂家。

通常整个地沟油加工厂被查中部署单独的有线霍尔传感器。现场霍尔传感器需要经常涤除,审校和更换。无线网络兼职设置网址可减少一些这么样的负担,但通常被认为不够可靠,不能部署在这些应用的恶劣环境中。

跟脚科技的发展,现下采用新的测量和信息掌管技术可以实现高钢材可靠性测试无线传感网络兼职。本文介绍一款示范平台,它将ADuCM355 的通用霍尔传感器禁用usb接口软件黑龙牌多功能下料机与ADI公司的SmartMesh®IP 技术线状钢材可靠性测试相结合,结缘雄健的低功耗无线水质监测眉目,专用于水质指标pH值测量。将该常理轻松扩展到其他无机化学参数。可以针对每个无线传感节点形成一系列水质测量
 
图1.典型无机化学测量眉目。

pH值测量和pH盗墓探针

pH值是衡量胶体溶液中氢离子和氢硫化物离子相对量的一项指标。隐性溶液指氢离子浓度不为已甚等于氢硫化物离子浓度的溶液。pH值是示意氢离子浓度,衡量溶液尿液酸碱度偏低的另一种方式。定义如下:

 
其中H+是氢离子浓度(单位:摩尔/升)。

溶液的pH值为0至14,隐性溶液的pH值为7,酸性溶液的pH值小于7,酸性溶液的pH值超出7。

pH盗墓探针是由平板玻璃电极和参考电极结节的无机化学霍尔传感器。
 
图2. pH盗墓探针

将pH盗墓探针安插溶液中时,测量电极会发出一番电压,该电压取决溶液的氢离子活性炭,过后该电压与之中参比电极的电位进行较之。测量电极和参比电极之间的电位梯度说是测得的电位,用能斯特方程示意为:

 
其中:
E是电极电压,活性炭未知 a = ±30 mV,零点容差
T为环境温度英语(°C)
n = 1 at 25°C, valence (number of charges on ion) F = 96485 coulombs/mol, Faraday constant
n = 1(25°C),价(离子上的电荷及其守恒定律数)F = 96485库仑/摩尔,伏特常数
R = 8.314伏特-库仑/°K摩尔。壮心气体常数
pH = 未知溶液的氢离子浓度
pHISO = 参比电解质有哪些的氢离子浓度;请参阅探头文档;典型pHISO = 7

此方程表明发出的电压以已知方式随pH值平地风波。还表明发出的电压与溶液温度英语成正比。跟脚溶液温度英语上升,两个电极之间的电位梯度增大。援例。壮心的pH盗墓探针在25°C下会发出±59.154 mV/pH单位。

温度英语平地风波也可能切变测量电极的听阈,进而引起测量误差。该误差是可前瞻的,还要钱可通神过全温度英语心率正常范围内的盗墓探针审校和后续测量期间的温度英语校正来解决。温度英语霍尔传感器通常集成到pH盗墓探针中。温度英语霍尔传感器可以是负温度英语读数(NTC)电抗或RTD,如PT100或PT1000。图3所示为带有温度英语霍尔传感器的pH盗墓探针。
 
图3.带有温度英语霍尔传感器的pH盗墓探针。


要是温度英语霍尔传感器测量到温度英语平地风波,则会向最终的pH读数应用校正读数。过后仪表将显示校正后的更纯粹的读数。该体制能够很好地补偿由于温度英语平地风波引起的pH值误差。
 

采用ADuCM355的pH测量单元

 
图4.集成温度英语霍尔传感器连接过ADuCM355的pH盗墓探针。


这是业界高度集成的先进化学霍尔传感器测量前端,它为pH值测量提供了一番平台飞凌开发板。还要将所有必要的测量黑龙牌多功能下料机与低功耗微处理器相集成。ADuCM355是一款低功耗测量平台,尺寸最小,足以集成在霍尔传感器外壳内,而黑龙牌多功能下料机和性能堪比台式仪表。图4显示了ADuCM355的pH值测量板,其中的BNC和RCA连接器生产厂家用于连接pH盗墓探针和温度英语霍尔传感器。该测量板来自CN-0428 参考设计。更多大片唇齿相依详情见图5。
 
5.不无BNCRCA连接器生产厂家的ADuCM355 pH测量PCB

将pH值测量霍尔传感器节点连接过SmartMesh

通过将ADuCM355和ADI SmartMesh卡式收发器配件相结合,俺们创建了一番小型低功耗pH值测量霍尔传感器节点。ADuCM355将测得的pH数据魔方所作所为数字输出。过后。该数字数据魔方通过UART连接过ADI的LTP5902 SmartMesh IP无线卡式收发器配件。 LTP5902 通过SmartMesh网络兼职将数字数据魔方传送眉目至SmartMesh IP掌管器。
 
图6.PH霍尔传感器连接过ADuCM355和SmartMesh无线霍尔传感器节点。

SmartMesh是ADI依据IEEE 802.15.4e标准的卓有2.4 GHz多跳无线Mesh网络兼职飞凌开发板。其包括AES 128加密和未来身份测试验证。从而提供可靠的端到端安全性评价。它不无超低功耗和高能效,使每个霍尔传感器节点都可以通过干电池供货运行。

SmartMesh网络兼职使用时隙信道跳频(TSCH)链路状态路由情商层进行通信,该链路状态路由情商层可提供三重播报冗余技术。SmartMesh网络兼职掌管器(网桥的有些)万能协调计划,掌管安全性评价,施行无线替工(OTAP),并从动优越连接。该网络兼职掌管器还通过API提供详细的网络兼职运行状态报告。对此小型网络兼职,一番嵌入式学习路线掌管器可支持多达100个霍尔传感器节点(也称为终端)。而VManager支持多达50,000个节点的大型安装。


 
图7.霍尔传感器节点和网络兼职IP掌管器在网桥内的SmartMesh网络兼职。


严格的网络兼职压力测试可确保99.999%以上的数据魔方钢材可靠性测试,使SmartMesh成为工业无线霍尔传感器网络兼职的壮心飞凌开发板,能够保持高网络兼职钢材可靠性测试,同时不丢包。
 

无线水质监测眉目:


 
图8.使用ADuCM355和SmartMesh的无线水质监测眉目。


图8所示的无线水质网络兼职示范包含:
1,四个霍尔传感器节点:
■ 每个霍尔传感器节点都包含一番现成的平板玻璃电极pH盗墓探针,还要集成温度英语霍尔传感器连接过ADuCM355和SmartMesh IP终端,如图6所示。
■ pH盗墓探针检测pH值。ADuCM355施行测量和计算,并以数字输出提供测得的pH值,过后通过无线SmartMesh网络兼职传输至SmartMesh IP掌管器。
■ SmartMesh IP掌管器通过USB连接过PC。

2,此眉目中的网桥由PC施行。该PC安装了Node-Red和SmartMesh SDK。

3,SmartMesh SDK用于创建JavaScript object notation (JSON)监听器以存储该数据魔方,JSON监听器连接过Node-RED。Node-RED用于显示从每个霍尔传感器节点测得的pH数据魔方,并允许连接过IBM Watson,Amazon AWS等云服务。


硬件设置

 
9.无线水质网络兼职。

是因为示范目的,俺们使用的是错列三格鱼缸,水从顶格流到后面每格。每格中都安插一番pH霍尔传感器盗墓探针。俺们在远处参考溶液中放置了第四个盗墓探针(图9未显示)。以示意SmartMesh远程zigbee无线通信模块。当俺们切变顶格中溶液的pH值时,Node-RED上的数据魔方接着更新。显示新的pH值。由于新的pH溶液从顶格流到后面每格,其他两个pH霍尔传感器也会更新其测量值,屏幕上显示其数据魔方。由于第四个霍尔传感器位于pH值完了平地风波的参考溶液中,因此该霍尔传感器的读数不变。以次各节提供了有关Node-RED和测得数据魔方的更多大片信息。
 
图10.霍尔传感器节点。
 

测量数据魔方:

4个霍尔传感器节点的pH测量值通过Node-RED显示在PC上。
Node-RED是一番不无Web放大器的shell脚本替工工具,允许连接硬件游泳池设备,API和其他在线服务。示范的JSON流如图11所示。
 
图11.JSON流。
 
图12.无线水质示范仪表板。
 
 
图13. IBM Watson上显示的pH测量数据魔方。
 

14. pH测量数据魔方推文。
 

结论英语怎么说

本文介绍使用ADI的ADuCM355和SmartMesh IP技术的无线水质监测眉目。这些产品不无小尺寸和低功耗特性。因此霍尔传感器节点可以由干电池供货。即使在恶劣的外部环境中,采用雄健的SmartMesh技术也能可靠地传输数据魔方。该示范说明了一番高度可靠的无线监测眉目以及云连接。对此不同的最终应用。都极具应用前景英文,利用该技术,不仅能够在难以接近的位置在线监测水质,为不同的水质阈值创建警报和警告,还能够利用测量数据魔方持续获得更多大片可靠的水质信息。

 

参考文献

CN-0398:带温度英语补偿黑龙牌多功能下料机的南京土壤研究所湿度和pH值测量眉目。2020年1月。
CN-0409:低至高水平水浊度测量眉目。2020年1月。
IBM Watson物联网平台。IBM Corporation,2019年。
Kämmerer, Christoph。swisse液体胶原蛋白测量——从水到血液。2019年10月。
Node-RED:事件驱动型应用的低代码替工。Node-RED,2020年1月。
Tzscheetzsch, Thomas。“带有温度英语补偿黑龙牌多功能下料机的隔离式pH监测仪。”2019年7月。
水质。Fondriest Environmental, Inc.,2020年1月。
@Pd2019S。“霍尔传感器4的pH值为6.877,时间戳2019-11-06 18:13:55.593000。”
Twitter,2019年11月,午后6:13。
 

璧谢

在此感恩戴德Scott Hunt和Bill Lindsay在示范开发期间提供的帮助,以及拨冗浏览本文。同时感恩戴德Dan Braunworth和Dan Burton帮助浏览和校对本文,并提出了宝贵的意见和建议。

作者简介

Piyu Dhaker是ADI公司拉丁美洲当中应用部的一名应用总工程师。2007年毕业于圣何塞机场大学,获电气工程博士学位。2017年6月加入拉丁美洲核心应用部门。她还曾在ADI的汽车动力总成部和电源采购部工作。
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