濁度是由水中的懸浮顆粒引起的,懸浮顆粒會漫反射入射光,通常采用90度那個方向的散射光做為測試信號。散射光與濁度符合多段線性關(guān)系,因此傳感器需要多點(diǎn)標(biāo)定。而且光源強(qiáng)度和溫度變化均會影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)研究和理論推算,發(fā)現(xiàn)散射光與透射光的比值與濁度符合線性關(guān)系。
該傳感器的工作原理是:傳感器內(nèi)部是一個IR958與PT958封裝的紅外線對管,當(dāng)光線穿過一定量的水時,光線的透過量取決于該水的污濁程度,水越污濁,透過的光就越少。光接收端把透過的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流大小,透過的光多,電流大,反之透過的光少,電流小。通過測量接收端電流的大小,就可以計(jì)算出水的污濁程度。
濁度電流信號經(jīng)過電阻R1轉(zhuǎn)換為0 V~5 V電壓信號,利用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣處理,單片機(jī)就可以獲知當(dāng)前水的污濁度。濁度傳感器有3個引腳。實(shí)際使用時需要通過實(shí)驗(yàn)獲得衣物污濁程度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
按鍵、顯示、負(fù)載驅(qū)動、輸人水位門開關(guān)信號等均為常規(guī)電路,與單片機(jī)的相應(yīng)端口連接即可。負(fù)載通常用可控硅驅(qū)動。通訊接口采用單片機(jī)具有的UART接口,可以連接其他外部設(shè)備,是備用接口。這里介紹帶有濁度傳感器的洗衣機(jī),通過濁度傳感器檢測當(dāng)前衣物的臟污程度來確定衣物的洗滌時間和漂洗次數(shù),以達(dá)到既洗凈衣物,又節(jié)省水電的目的。濁度傳感器連接單片機(jī)的A/D輸入接口,信號直接連接即可,也可在中間串聯(lián)一只1kΩ的電阻,并聯(lián)一只0.1μF的電容進(jìn)行濾波。
濁度儀采用雙光束光路,有二個高度對稱的光學(xué)、電學(xué)通道,產(chǎn)生相同的感應(yīng),測差不變,在除法電路中得以抵消,使儀器具有長期穩(wěn)定性和抗干擾能力;采用線性化電路,使測量結(jié)果成線性顯示;采用溫度補(bǔ)償,模擬除法等電路,噪音等專項(xiàng)技術(shù),保證了儀器的高度靈敏和優(yōu)良的重現(xiàn)性。