专利名称：氨氮智能变送系统及氨氮原位高频检测方法
技术领域：
本发明涉及水质检测领域，特别涉及一种氨氮智能变送系统及氨氮原位高频检测方法。
背景技术：
水体的氨氮含量是指以游离态氨NH3和铵离子NH4+形式存在的化合态氮的总量，是反映水体污染的一个重要指标，游离态的氨氮到一定浓度时对水生生物有毒害作用，例如游离态的氨氮在0. 03毫克每升时即能对鱼类造成毒害作用。氨在水中的溶解度在不同温度和pH值下是不同的，当pH值偏高时，游离氨的比例较高，反之，则铵离子的比例较高。
一定条件下，水中的氨和铵离子有下列平衡方程式表示
NH3 + H20 O NH4+ + OH- 测定水体中氨氮含量有多种方法，现有的测定氨氮的方法主要有蒸馏分离后的滴定法，纳氏试剂分光光度法、苯酚-次氯酸盐(或水杨酸-次氯酸盐)分光光度法、电极法、光纤荧光法及光谱分析法等。上述方法均存在一些缺陷，比如滴定法的灵敏度不够高，分光光度法化学试剂用量大、步骤繁杂，铵离子电极法易受其它一价阳离子干扰，气敏电极测试水样PH值必须调整到大于11，光纤荧光法技术还不成熟、光谱分析法仪器成本昂贵等，均难以满足现场原位高频检测的需要。
发明内容
( — )要解决的技术问题 本发明的目的是提供一种氨氮智能变送系统及氨氮原位高频检测方法，以解决现
有测定氨氮含量的技术灵敏度不高、步骤繁杂以及成本昂贵等缺陷。
发明内容
为此，本发明提供一种氨氮智能变送系统，包括
氨气敏探头，用于采集水体的氨气(NH3)浓度信号；
铵离子敏探头，用于采集水体的铵离子(NH4+)浓度信号；
pH温度探头，用于采集水体的pH值信号和温度信号； 信号调理�？椋胨霭逼籼酵泛惋Ю胱用籼酵废嗔樱糜诮霭逼ǘ刃藕沤写砩砂逼ǘ鹊缪剐藕牛鲲Ю胱优ǘ刃藕沤写砩娠Ю胱优ǘ鹊缪剐藕牛鯬H值信号进行处理生成pH值电压信号，以及对所述温度信号进行处理生成温度电压信号； 存储器，用于存储TEDS参数； 微控制器，与所述信号调理模块和存储器相连接，用于根据所述氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、PH值电压信号、温度电压信号以及TEDS参数计算生成水体的氨氮含量、NH3-N含量、NH4+-N含量、pH值以及水体温度并发送；
电源�？椋ü缭垂芾砟？橛胨鑫⒖刂破飨嗔樱糜谙蛩鑫⒖刂破骱托藕诺骼砟？樘峁┕┑绲缪梗� 总线接口�？椋胨鑫⒖刂破飨嗔樱糜谑涑鏊鑫⒖刂破骷扑愕玫降乃宓陌钡�、NH3-N含量、NH4+-N含量、pH值以及水体温度。 其中，所述信号调理�？椤⒋娲⑵鳌⒌缭茨？楹妥芟呓涌谀？榧捎诒渌推飨呗钒迳希霰渌推飨呗钒迕芊庥诜阑さ燃段狪P68的接线盒外壳中。
所述信号调理�？榘� 三路高阻抗仪表放大器，与所述氨气敏探头、铵离子敏探头和pH探头相连接，分
别将所述氨气敏探头、铵离子探头和PH探头的输出信号处理生成相应电压信号； 滤波放大电路，与所述温度探头相连接，用于对所述温度信号进行处理生成温度
电压信号。 所述总线接口�？椴捎肦S485总线接口，所述总线接口�？樵谛樯现С諭EEE1451. 2标准。
还包括 电源管理�？椋胨鑫⒖刂破鳎藕诺骼砟？榱樱糜谖榷ㄋ龅缭茨？樘峁┑墓┑绲缪梗⒔┑绲缪固峁└鑫⒖刂破骱托藕诺骼砟？�。
为此，本发明还提供了一种氨氮原位高频检测方法，包括
步骤100、采集水体的NH3浓度信号、NH4+浓度信号、pH值信号和温度信号；
步骤200、处理所述NH3浓度信号和NH/浓度信号得到氨气浓度电压信号和铵离子浓度电压信号，处理所述PH值信号和温度信号得到pH值电压信号和温度电压信号；
步骤300、根据所述氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、pH值电压信号、温度电压信号以及存储的TEDS参数计算生成水体的氨氮含量、NHfN含量、MV-N含量、pH值以及水体温度。 所述根据所述氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、pH值电压信号、温度电压信号以及存储的TEDS参数计算生成水体的氨氮含量、NH3-N含量、MV-N含量、pH值以及水体温度包括 其中，所述步骤300包括 步骤301、对所述步骤200得到的氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、pH值电压信号和温度电压信号进行模拟数字转换处理生成数字化的氨气浓度电压信号、数字化的铵离子浓度电压信号、数字化的PH值电压信号和数字化的温度电压信号；
步骤302、根据所述数字化的pH值电压信号和数字化的温度电压信号计算当前水体温度和pH值，再根据所述水体温度和pH值计算出NH3和NH4+在水体的氨氮含量中的权重比例； 步骤303、根据所述数字化的氨气浓度电压信号计算水体中的NH3含量浓度，根据所述数字化的铵离子浓度电压信号计算水体中的NH/含量浓度； 步骤304、分别根据所述NH3含量浓度，所述NH4+含量浓度，以及所述NH3含量浓度和NH4+含量浓度的加权平均值计算出水体的三个氨氮含量； 步骤305、比较所述步骤304计算出的三个氨氮含量，如果误差超过TEDS设定阈值，则转到步骤306，否则，转到步骤307 ;
步骤306、设置传感探头校准标志，提示探头需要校准； 步骤307、根据存储的TEDS参数、当前水体温度、ffl值以及传感探头工作情况，对所述数字化的氨气浓度电压信号、数字化的铵离子浓度电压信号进行数据融合处理，修正水体的氨氮含量、NH3含量和NH4+含量。
(三)有益效果 上述技术方案具有如下优点通过对氨气敏电极、铵离子电极、pH电极、温度探头、信号调理�？椤⒈渌推鞯缱颖砀馮EDS存储器、微控制器、电源�？楹妥芟呓涌谀？榈挠行Ъ桑晌⒖刂破鞲軹EDS存储器存储的TEDS参数以及经过多传感器数据融合计算出水体的氨氮含量以及NH3-N含量、MV-N含量、pH值、水温等参数，实现了对水体氨氮含量的长时间在线检测，满足了自动化监测技术的检测要求，且具有测量精度高、稳定性好以及可靠性高等优点。
图1为本发明氨氮智能变送系统实施例的工作原理示意图； 图2为本发明氨氮智能变送系统实施例的结构示意图； 图3为本发明氨氮原位高频检测方法实施例流程图； 图4为本发明氨氮原位高频检测方法中的校正补偿方法流程图。 其中，1 :氨气敏探头；2 :铵离子探头；3 :pH探头；4 :温度探头；5 :高阻仪表放大器；6 :滤波放大电路；7 :TEDS存储器；8 :微控制器；9 :总线接口�？椋�10 :电源管理�？椋�11 :电源�？椋�12 :氨氮复合探头保护套；13 :保护套流通孔；14 :探头螺旋压帽；15 :接线盒底座；16 :探头密封圈；17 :变送器线路板；18 :四芯电缆；19 :接线盒外壳；20 :接线盒密封圈；21 :电缆线密封圈；22 :电缆螺旋压帽。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 图l为本发明氨氮智能变送系统实施例的工作原理示意图，如图l所示，本实施例的氨氮智能变送系统包括氨气敏探头1、铵离子探头2，pH探头3和温度探头4，与氨气敏探头1、铵离子探头2以及pH探头3相连接的高阻仪表放大器5，与温度探头4相连接的滤波放大器6，变送器电子表格(Transducer Electronic Data Sheets,简称TEDS)存储器7，分别与高阻仪表放大器5和TEDS存储器7连接的微控制器8，与微控制器8相连接的总线接口�？�9、通过电源管理�？�10与微控制器8和信号调理�？橄嗔拥牡缭茨？�11。其中pH探头3和温度探头4合称为pH温度探头，高阻仪表放大器5和滤波放大器6合称为信号调理�？�。 其中，氨气敏探头1用于检测水体的溶解氨气浓度信号，铵离子探头2用于检测水体的铵离子浓度信号，pH探头3用于检测水体的pH值信号，温度探头4用于检测水体的温度信号，高阻仪表放大器5为三通道高阻仪表放大器，用于将氨气敏探头1检测到的氨气浓度信号、铵离子探头2检测到的铵离子浓度信号以及pH探头3检测到的pH值信号分别转换为电压信号，并对电压信号进行放大处理生成氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号和pH值电压信号；信号调理�？橹械穆瞬ǚ糯笃�6用于对温度探头4检测到的温度信号进行放大处理生成温度电压信号。 TEDS存储器7用于存储TEDS参数，该TEDS参数包括符合IEEE1451. 2标准的通道信息和校准补偿参数；微控制器8用于对氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、pH值电压信号和温度电压信号进行模拟数字转换处理，生成数字化的氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、数字化的PH值电压信号和数字化的温度电压信号，并根据TEDS存储器7存储的TEDS参数对数字化的氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、pH值电压信号和温度电压信号进行数据融合，计算出水体的氨氮含量、NH3-N含量、NH4+-N含量pH值以及水体温度。 电源模块11通过电源管理�？�10向整个氨氮智能变送系统提供能量，在微控制器8的控制下向高阻仪表放大器5提供供电电压；总线接口�？�9用于输出微控制器8生成的水体的氨氮含量、NHfN含量、MV-N含量、pH值以及水体温度，并可完成参数设置等通讯任务。 图2为本发明氨氮智能变送系统实施例的结构示意图，如图3所示，本实施例的氨氮智能变送系统还包括设置在氨气敏探头1、铵离子探头2、 pH探头3和温度探头4外部的带有保护套滤网的氨氮复合探头保护套12，各探头及保护套统称为氨氮复合探头装置。氨氮复合探头保护套12可以增加氨气敏探头1、铵离子探头2、 pH探头3和温度探头4的使用寿命，还便于对以上各个探头进行在线清洗。本实施例的氨氮复合探头装置可以广泛应用于水产养殖场、自来水厂、城市污水处理厂和环境监测部门等对水体氨氮的测定。
进一步地，氨氮复合探头保护套12上可以设置有保护套流通孔13，该保护套流通孔13用于进行水交换，以便氨气敏探头1、铵离子探头2、ra探头3和温度探头4采集相应信号。 进一步地，氨气敏探头1、铵离子探头2、 pH探头3和温度探头4分别通过探头螺旋压帽14与接线盒底座15连接，在各个探头的螺旋压帽14与接线盒底座15之间还设置有探头密封圈16。 再如图3所示，本实施例氨氮智能变送系统还可以包括变送器线路板17，变送器线路板14内集成了信号调理�？�、TEDS存储器7、微控制器8、总线接口�？�9、电源�？�11和电源管理�？镮O。 其中总线接口�？�9可采用RS485总线接口 ，变送器线路板17可通过四芯电缆18连接电源、接地以及连接总线接口�？�9中的RS485总线接口的正极和负极。变送器线路板17外部设置有接线盒外壳19，接线盒外壳19和接线盒底座15之间设置有接线盒密封圈20。即，变送器线路板17密封于接线盒外壳19中；四芯电缆18穿通接线盒外壳19，通过电缆螺旋压帽14与接线盒外壳19连接，并且在电缆螺旋压帽14与接线盒外壳19之间设置有电缆线密封圈21。接线盒密封圈20和电缆线密封圈21可以保证整个氨氮智能变送系统对水体完全封闭，防护等级为IP68，使氨氮智能变送系统可以浸没于水体中工作，以便测定水体中不同深度的水体的氨氮含量、NH3-N含量、NH4+-N含量、pH值以及水体温度。
本实施例的TEDS存储器7，用于存储TEDS参数，该TEDS参数包括符合IEEE1451. 2标准的通道信息和校准补偿参数，符合IEEE1451. 2标准的通道信息可以为Channel-TEDS，符合IEEE1451. 2标准的校准补偿参数可以为Calibration-TEDS。另夕卜，TEDS参数还可以包括符合IEEE1451. 2标准的Meta-TEDS。其中，Calibration-TEDS可用于实现PH补偿和温度补偿，其可存放0 4(TC水的离子积常数Kw和NH3碱离解度常数Kb的对应曲线等。本实施例TEDS存储器8存储的TEDS信息量多，相互之间关系复杂，TEDS需要的存储空间较大，所以将其存储于FM24CL16的2KB非易失铁电存储器中。 为增强系统的集成度，本实施例的微控制器8可采用美国TI公司的MSP430系列单片机集成电路芯片，也可以采用其它能够实现数据处理和控制的芯片。其中，MSP430系列单片机为16位超低功耗单片机，适合各种功率要求低的场合，特别适合于电池应用的场合或手持设备。MSP430单片机具有12位8路模数转换器(Analog to DigitalConverter，简称ADC)和直接存储器存取(Direct Memory Access, DMA,简称DMA)控制单元，可以分别为系统采样电路和数据传输部分采用，使得系统的硬件电路更加集成化、小型化。可通过MSP430单片机内的ADC对氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、pH值电压信号和温度电压信号进行模拟数字转换生成数字化的氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、pH值电压信号和温度电压信号，由于上述转换后的结果可在微控制器8内部根据温度、pH值和氨氮之间的相互影响进行融合，从而生成氨氮含量、NHfN含量、MV-N含量、pH值以及水体温度。此外，为了方便TEDS存储器8中存储内容的升级与更新，可采用异步串行接口来下载TEDS参数并通过I2C总线转存至FM24CL16铁电存储器中。 水体中的氨气和铵离子的浓度与水的离子积常数Kw和NH3碱离解度常数Kb有关，而不同温度下水的离子积常数Kw和NH3碱离解度常数Kb是变化的，通过查表可以得到0 4(TC范围水的离子积常数Kw和NH3碱离解度常数Kb，进而微控制器可以通过如下公式计算水体中的 1——^ = ~^ 氨气和铵离子的浓度比例。 其中A * = pKw_pKb ;pKw = _logKw ;pKb = _logKb 电源�？�11通过电源管理�？�10向微控制器8提供供电电压，并在微控制器8的控制下向信号调理�？樘峁┕┑绲缪�。电源�？�11还通过电阻分压方法，为供电状况自诊断提供依据。进一步地，电源管理模块10与微控制器8能够实现对信号调理�？榈穆龀迨焦┑纾拐霭钡悄鼙渌拖低晨梢栽诔凸南略诵�。 本实施例的总线接口�？�9在硬件实现上可采用RS485总线接口，通过该总线接口�？�9可以与上位机或其它设备进行通讯。总线接口�？�9与微控制器8之间还可以连接有RS485转换电路(该RS485转换电路还可以附加光电耦合电路，以提高抗干扰能力)，用于将微控制器8的接口转换为RS485总线接口 。即由于作为微控制器的MSP430单片机不能直接连接RS485总线接口 ，因此还须在MSP430单片机与RS485总线接口之间设置RS485转换电路，RS485转换电路可采用美国TI公司生产的一种RS485总线接口芯片SN75LBC184芯片。总线接口模块9在软件协议上支持IEEE1451.2标准。该总线接口�？�9可实现即插即用功能。 本实施例的氨氮智能变送系统由于具有支持IEEE1451. 2标准的TEDS存储器7和总线接口�？�9，能够实现IEEE1451. 2标准中定义的智能变送器�？�(Smart TransducerInterface Module,简称STIM)的功能。STIM是IEEE1451. 2定义的网络化智能传感器之
8一，根据定义该STIM可实现所有与变送相关的功能，例如信号调理、测量信号或驱动执行器功能；并且STIM包含格式化的TEDS信息，可进行传感器数据的读入和参数的设定，从而实现传感器的"即插即用"功能。但IEEE1451. 2标准中仅定义了网络化智能传感器各部分的功能，未对其结构进行描述，而本发明实施例的TEDS存储器7可将对氨气敏探头1、铵离子探头2和ra温度探头3的标定以及数据的校正等工作转化为微控制器8承担的例行任务，TEDS存储器7是氨氮智能变送系统实现自校准、自补偿等智能功能的基础。
图3为本发明氨氮原位高频检测方法实施例流程图，如图3所示，本实施例包括以下步骤 步骤100、采集水体的NH3浓度信号、NH4+浓度信号、pH值信号和温度信号；
步骤200、处理NH3浓度信号、NH4+浓度信号、pH值信号和温度信号得到氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、PH值电压信号和温度电压信号； 具体地，将采集到的NH3浓度信号、NH4+浓度信号、pH值信号和温度信号分别转化为电压信号，并对各电压信号进行放大处理分别生成氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、PH值电压信号和温度电压信号； 步骤300、根据氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、pH值电压信号和温度电压信号以及存储的TEDS参数计算生成氨氮含量、NHfN含量、M^-N含量、pH值以及水体温度。 本步骤也可称为校正补偿方法。 图4为本发明氨氮原位高频检测方法中的校正补偿方法流程图，如图4所示，包括 步骤301、对步骤200得到的氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、ra值电压
信号和温度电压信号进行A/D转换处理，生成数字化的氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、PH值电压信号和温度电压信号； 步骤302、根据数字化的pH值电压信号和数字化的温度电压信号计算当前水体温度和pH值，再根据水体温度和pH值计算出NH3和NH4+在水体的氨氮含量中的权重比例；
步骤303、根据数字化的氨气浓度电压信号计算水体中的NH3含量浓度，根据数字化的铵离子浓度电压信号计算水体中的NH/含量浓度； 步骤304、分别根据NH3含量浓度，NH4+含量浓度，以及NH3含量浓度和NH4+含量浓度的加权平均值计算出水体的三个氨氮含量； 步骤305、对步骤304计算出的三个氨氮含量，相比较得到两两之差，然后将差值与设定的TEDS阈值相比较，如果差值误差超过TEDS设定阈值，转到步骤306，否则，转到步骤307 ; 步骤306、设置传感探头校准标志，提示探头需要校准； 步骤307、根据存储的TEDS参数、当前水体温度、pH值以及传感探头工作情况，对数字化的氨气浓度电压信号、数字化的铵离子浓度电压信号进行数据融合处理，修正水体的氨氮含量、NH3含量和NH4+含量。 由以上实施例可以看出，本发明氨氮智能变送系统及氨氮原位高频检测方法具有如下有益效果 (1)氨氮智能变送系统通过集成氨气敏电极、铵离子电极、pH电极、温度探头、信号调理�？�、TEDS存储器、微控制器、电源�？楹妥芟呓涌谀？椋晌⒖刂破鞲軹EDS存
储器存储的TEDS参数以及经过多传感器数据融合计算出水体的氨氮含量以及NHfN含量、
NH4+-N含量、pH值、水温等参数，并通过总线接口�？槎约扑愠龅囊陨喜问惺涑觯佣�
实现了对水体氨氮含量的长时间在线检测，满足了自动化监测技术的检测要求。 (2)本发明氨氮智能变送系统采用单片机技术和电化学测试技术相结合，简化了
硬件电路，降低了成本，扩充了测量功能，并采用IEEE1451.2的自动补偿校准方法。氨气敏
探头、铵离子探头、PH和温度探头集成在一个接线盒外壳中，在微控制器的控制作用下可同
时读取各种数据，从而使氨气、铵离子、PH和温度信号多个参数获取的同时性得到保证，并
且通过内嵌的数据融合换算方法，提高测量精度。 (3)本发明采用全数字总线传送信号，解决了现有技术中传感器输出4 20mA模
拟电流标准信号导致的分辨率低而限制测量范围的问题，扩充了测量范围。 (4)本发明可实现IEEE1451. 2标准中的网络化智能变送器的功能。通过RS485总
线接口�？槭迪侄晕⒖刂破骱蚑EDS存储器数据的读出和参数的设定，并且通过RS485总线
接口�？槭涑鑫⒖刂破魃傻乃宓陌钡恳约癗H3-N含量、NH4+-N含量、ra值、水温等
参数，从而实现传感器的"即插即用"功能。 (5)本发明通过电源�？楹偷缭垂芾砟？榭墒迪值凸脑诵校徊⒕哂心芰考嗖夂妥远锒瞎δ埽槐痉⒚髦械牡缏吩疾捎锰庾埃渌推飨呗钒迕芊庥诮酉吆型饪侵校迪至宋⑿突胍惶寤杓疲璞肝榷ㄐ院�、可靠性高。 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
10
权利要求
一种氨氮智能变送系统，其特征在于，包括氨气敏探头，用于采集水体的氨气(NH3)浓度信号；铵离子敏探头，用于采集水体的铵离子(NH4+)浓度信号；pH温度探头，用于采集水体的pH值信号和温度信号；信号调理�？椋胨霭逼籼酵泛惋Ю胱用籼酵废嗔樱糜诮霭逼�(NH3)浓度信号进行处理生成氨气浓度电压信号，将所述铵离子(NH4+)浓度信号进行处理生成铵离子浓度电压信号，将所述pH值信号进行处理生成pH值电压信号，以及对所述温度信号进行处理生成温度电压信号；存储器，用于存储变送器电子表格(TEDS)参数；微控制器，与所述信号调理�？楹痛娲⑵飨嗔樱糜诟菟霭逼ǘ鹊缪剐藕拧Ю胱优ǘ鹊缪剐藕�、pH值电压信号、温度电压信号以及TEDS参数计算生成水体的氨氮含量、NH3-N含量、NH4+-N含量、pH值以及水体温度并发送；电源�？椋ü缭垂芾砟？橛胨鑫⒖刂破飨嗔樱糜谙蛩鑫⒖刂破骱托藕诺骼砟？樘峁┕┑绲缪梗蛔芟呓涌谀？椋胨鑫⒖刂破飨嗔樱糜谑涑鏊鑫⒖刂破骷扑愕玫降乃宓陌钡俊H3-N含量、NH4+-N含量、pH值以及水体温度。
2. 如权利要求1所述的氨氮智能变送系统，其特征在于，所述信号调理�？�、存储器、 电源�？楹妥芟呓涌谀？榧捎诒渌推飨呗钒迳希霰渌推飨呗钒迕芊庥诜阑さ燃段� IP68的接线盒外壳中。
3. 如权利要求1所述的氨氮智能变送系统，其特征在于，所述信号调理模块包括 三路高阻抗仪表放大器，与所述氨气敏探头、铵离子敏探头和PH探头相连接，分别将所述氨气敏探头、铵离子探头和pH探头的输出信号处理生成相应电压信号；滤波放大电路，与所述温度探头相连接，用于对所述温度信号进行处理生成温度电压 信号。
4. 如权利要求1所述的氨氮智能变送系统，其特征在于，所述总线接口�？椴捎肦S485 总线接口，所述总线接口�？樵谛樯现С諭EEE1451. 2标准。
5. 如权利要求1所述的氨氮智能变送系统，其特征在于，还包括 电源管理�？椋胨鑫⒖刂破鳎藕诺骼砟？榱樱糜谖榷ㄋ龅缭茨？樘峁┑墓┑绲缪梗⒔┑绲缪固峁└鑫⒖刂破骱托藕诺骼砟？�。
6. —种氨氮原位高频检测方法，其特征在于，包括步骤100、采集水体的NH3浓度信号、NH4+浓度信号、pH值信号和温度信号；步骤200、处理所述NH3浓度信号和NH4+浓度信号得到氨气浓度电压信号和铵离子浓度电压信号，处理所述PH值信号和温度信号得到pH值电压信号和温度电压信号；步骤300、根据所述氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、pH值电压信号、温度电压信号以及存储的TEDS参数计算生成水体的氨氮含量、NH3-N含量、MV-N含量、pH值以及水体温度。
7. 如权利要求6所述的氨氮原位高频检测方法，其特征在于，所述步骤300包括 步骤301、对所述步骤200得到的氨气浓度电压信号、铵离子浓度电压信号、pH值电压信号和温度电压信号进行模拟数字转换处理生成数字化的氨气浓度电压信号、数字化的铵离子浓度电压信号、数字化的PH值电压信号和数字化的温度电压信号；步骤302、根据所述数字化的pH值电压信号和数字化的温度电压信号计算当前水体温 度和PH值，再根据所述水体温度和pH值计算出NH3和NH4+在水体的氨氮含量中的权重比 例；步骤303、根据所述数字化的氨气浓度电压信号计算水体中的NH3含量浓度，根据所述 数字化的铵离子浓度电压信号计算水体中的NH4+含量浓度；步骤304、分别根据所述NH3含量浓度，所述NH4+含量浓度，以及所述NH3含量浓度和 NH4+含量浓度的加权平均值计算出水体的三个氨氮含量；步骤305、比较所述步骤304计算出的三个氨氮含量，如果误差超过TEDS设定阈值，则 转到步骤306，否则，转到步骤307 ;步骤306、设置传感探头校准标志，提示探头需要校准；步骤307、根据存储的TEDS参数、当前水体温度、pH值以及传感探头工作情况，对所述 数字化的氨气浓度电压信号、数字化的铵离子浓度电压信号进行数据融合处理，修正水体 的氨氮含量、NH3含量和NH4+含量。
全文摘要
本发明公开了一种氨氮智能变送系统及氨氮原位高频检测方法。该氨氮智能变送系统包括氨气敏探头，铵离子敏探头，pH温度探头，信号调理�？椋娲⑵鳎⒖刂破鳎缭茨？橐约白芟呓涌谀？椤１痉⒚饔晌⒖刂破鞲軹EDS存储器存储的TEDS参数以及经过多传感器数据融合，能够计算出水体的氨氮含量以及NH3-N含量、NH4+-N含量、pH值、水温等参数，实现了对水体氨氮含量的长时间在线检测，满足了自动化监测技术的检测要求，且具有测量精度高、稳定性好以及可靠性高等优点。
文档编号G01N33/18GK101782567SQ20101011213
公开日2010年7月21日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者丁启胜, 李道亮, 马道坤 申请人:中国农业大学
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