20世紀(jì)60年代以來(lái),，人類就開(kāi)始認(rèn)識(shí)到水資源短缺、水體污染以及由此帶來(lái)的一系列問(wèn)題,，水處理工業(yè)也作為一個(gè)新興的行業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,。本論文從分析儀器智能化設(shè)計(jì)的全新理念出發(fā)，以嵌入式微控制器為核心,，結(jié)合水質(zhì)分析傳感器技術(shù),，研制開(kāi)發(fā)了智能化的多參數(shù)水質(zhì)在線分析系統(tǒng)，為水工業(yè)的節(jié)能降耗,、保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)提供了一種合理有效的解決方案,。系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上分為下位機(jī)和上位機(jī)兩個(gè)部分。下位機(jī)為獨(dú)立的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng),；上位機(jī)為運(yùn)行于WINDOWS平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集和處理程序,，能對(duì)下位機(jī)上發(fā)的各個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析轉(zhuǎn)換、圖線顯示,、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移和打印等,。
系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)基于高性價(jià)比的新型混合信號(hào)微控制器C8051F021,利用集成的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)進(jìn)行溫度、毫伏,、pH值和電導(dǎo)率四個(gè)通道的分時(shí)獨(dú)立數(shù)據(jù)采集,，利用控制器內(nèi)部的帶隙基準(zhǔn)源提供測(cè)量電路所需的參考電壓；信號(hào)放大電路中廣泛采用集成差分運(yùn)算放大器AD620,，簡(jiǎn)化了硬件電路結(jié)構(gòu),，獲得了較高的共模抑制比,，有效提高了測(cè)量精度；系統(tǒng)的人機(jī)接口電路由分辨率為128×64的液晶顯示器和六向獨(dú)立按鍵構(gòu)成,，人機(jī)界面友好,；下位機(jī)系統(tǒng)與上位機(jī)的通信通過(guò)USB方式進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了即插即用,；上位機(jī)程序設(shè)計(jì)采用Delphi7.0為開(kāi)發(fā)環(huán)境,，采用微軟公司的Access2000構(gòu)建了后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)；下位機(jī)程序設(shè)計(jì)采用模塊化方式,，包括：功能模塊的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì),、各水質(zhì)參數(shù)的測(cè)量程序設(shè)計(jì)以及下位機(jī)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)算法中通過(guò)冒泡法和萊特準(zhǔn)則進(jìn)行數(shù)字濾波,，建立了不同測(cè)量參數(shù)的數(shù)學(xué)模型,。
    相比于以往的水質(zhì)分析儀器，本系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.  多參數(shù)測(cè)量分析,。實(shí)現(xiàn)了水樣的溫度,、pH值、氧化還原電位,、電導(dǎo)率,、溶解性總固體（TDS）和鹽度的在線測(cè)量分析。
2. 穩(wěn)定的測(cè)量電路,?；旌闲盘?hào)微控制器C8051F021的選用使得由于漂移、增益變化和干擾等因素所引起的誤差可以通過(guò)程序軟件消除,，而大量高集成度集成電路的使用進(jìn)一步簡(jiǎn)化了硬件電路,。
3. 功能完善的上位機(jī)數(shù)據(jù)處理程序。
4. 實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)的在線分析,，可與工業(yè)用水的過(guò)程控制設(shè)備連接,。
5. USB通信方式，即插即用,。
6.有較高的測(cè)量精度,、相對(duì)低廉的成本。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看：溫度參數(shù)的測(cè)量范圍為0℃--100 ℃,，相對(duì)偏差4.26%,，單一量多次測(cè)量時(shí)相對(duì)平均偏差不大于1.90%；氧化還原電位的測(cè)量范圍為-850 mv -- +850mv,，測(cè)量誤差的值的zui大值為2.00mv,，單一量多次測(cè)量時(shí)平均偏差不大于0.8 mv；pH值測(cè)量的范圍為0-14，誤差的值的zui大值為0.06,，單一量多次測(cè)量時(shí)相對(duì)平均偏差在0.44%以內(nèi),；電導(dǎo)率測(cè)量的范圍為1 —20000，測(cè)量誤差的值的zui大值為346.28,，單一量多次測(cè)量時(shí)相對(duì)平均偏差在2.4%以內(nèi),；溶解性總固體（TDS）的測(cè)量范圍為0ppm—20000ppm，測(cè)量誤差滿足<3% FS,；鹽度的測(cè)量為現(xiàn)對(duì)鹽度值,，范圍為0.01-42.00，測(cè)量誤差滿足<3% FS,。
    本論文中關(guān)于多參數(shù)水質(zhì)在線分析系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,，為電化學(xué)類智能分析儀器的開(kāi)發(fā)提供了參考。設(shè)計(jì)的水質(zhì)分析系統(tǒng)可以就水質(zhì)一般的物理,、化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行在線的測(cè)量分析,，能夠在一定程度上滿足人們對(duì)水質(zhì)參數(shù)測(cè)量評(píng)估的要求，為生產(chǎn)和生活用水的水質(zhì)評(píng)估提供了一種有效和便利的解決方案,，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義,。