基于DSP芯片的便携式重金属检测系统的开发

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在重金属污染日趋严重的情况下,适用于各种现场检测的便携式重金属检测系统显得尤为重要。本论文在课题组前面多年的研究的基础上,参考CMCVs-HM便携式重金属检测仪器的经验,开发了基于DSP芯片的便携式重金属检测系统。本文主要工作内容如下:(1)为了满足重金属检测系统便携和高灵敏度的要求,确定了以电化学方法为基础的便携式重金属检测系统方案。DSP作为主控芯片,满足了系统便携集成的基本需求外,还为以后做连续在线自动监测的发展提供了可能。不同的上位机,为不同的目标人群和实验情况提供了多种选择。系统的扫描范围确定为±4V,相比于一般的重金属检测系统,可应用范围除了重金属检测,还覆盖了生物监测和金刚石电极研究。(2)完成了硬件和软件的设计和实现。硬件部分主要包括电源模块,DSP最小系统,恒电位仪模块,IV转换电路,信号调理模块,电机驱动模块,串口通信模块,蓝牙通信模块。软件部分包括基于Labview、C#和Android的上位机软件以及下位机软件。(3)完成了硬件电路的所有功能测试,和软件调试工作;对模拟电阻进行了所有电化学方法的测试;完成了对10ppm和20ppm的铁氰化钾的测试;完成了对重金属Zn、Cr、Pb、Cu从1ppm到50ppm不同浓度的测试。结果显示Zn、Cr、Pb、Cu峰电位平均误差控制在6.25%以下,基本稳定;重金属浓度与峰电流的线性相关度最高可达0.9978,最低为0.9577,与理想值1接近,以上测试证明了系统的可执行性和可靠性。
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