本课题是根据污水处理厂对污水处理的需要进行设计的。由于污水流过管道,会有污泥沉淀,在沉淀达到一定程度的时候,就有可能堵塞管道,引发事故。为实时了解管道污泥沉淀的情况,避免事故的发生,而为污水处理厂研发的一款采用光电式原理实时在线检测污泥浓度的仪器。本文研究了污泥浓度测量的原理,采用郎伯比尔定律推导出浓度计算公式,得出浓度只与光电探测器接收到信号的电流有关,并使用参数标定的方法,清楚未知常量,得出最终的浓度计算公式。传感器是根据污泥自身的特性,采用近红外发光二极管作为光源,采用内部集成有放大器的OPT101型光敏器件作为光电探测器,进行设计的。硬件采用多级放大、滤波、电压真有效值计算、模数转换等模块对传感器传输过来的信号进行二次处理,最终得到与浓度相关的电压值。在软件设计方面,使用C语言进行嵌入式程序设计,克服了汇编语言灵活性太低的缺点,并且大幅提高了工作效率。最后根据由硬件电路得到的电压值,通过嵌入式软件计算得出当前的污泥浓度,并显示在人机接口界面上。通过大量的实验和对硬件电路的多次修改,以及对检测结果的比对,结果表明,本课题使用光电式的原理所设计的污泥浓度计,已经可以稳定的应用在像污水处理厂这样的场合,并且运行可靠,测量精度高。