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水质是指水和水中所含杂质共同构成水的物理、化学和生物学的综合性质。水质的特性决定了水质传感器区别于传统传感器,具有多样性、跨学科性等特点。随着人为污染日趋严重,工业生产释放的废水、废渣,农业生产使用的农药、化肥以及大量的生活污水和垃圾排入水中,水体特征更加复杂,导致水质传感器的研究更加复杂。随着微电子技术的迅猛发展,以及各种新材料、新元件、新工艺及新技术的引入,水质传感器技术得到了快速发展。针对目前水质传感器仍然存在的一些问题,本文研究和实现了一种新型多参数在线水质传感器。本文的主要研究内容概括如下：(1)研究了水质传感器系统的三个关键问题：可靠性、低功耗、自维护。
在线智能型叶绿素A传感器
AMT-YLS300
用户手册
用户须知
- 使用前请详细阅读本说明书，并保存以供参考。
- 请遵守本说明书操作规程及注意事项。
- 在收到仪器时，请小心打开包装，检视仪器及配件是否因运送而损坏，如有发现损坏，请立即通知生产厂家及经销商，并保留包装物，以便寄回处理。
- 当仪器发生故障，请勿自行修理，请直接联系生产厂家的维修部门。
目录
一、 应用环境说明 4
二、 技术性能和规格 4
1. 技术参数 4
2. 尺寸图 5
三、 安装和电气连接 6
1. 安装 6
2. 电气连接 6
四、 维护和保养 6
1. 维护日程和方法 6
2. 注意事项 6
3. 常见问题 6
五、 质量和服务 7
1. 质量保证 7
2. 配件和备件 7
一、 应用环境说明
自清洁叶绿素传感器采用的光学技术，带有自动清洁刷，一体化设计，具有高效率的电源管理、坚固的结构、稳定的传感器性能，免于维护和频繁校准，可*在线使用。可用于河流、湖泊、池塘、海洋调查、养殖业、饮用水源、藻类和浮游植物状况的研究、调查和监测。
- 数字传感器，RS485输出，支持Modbus
- 0～400ug/L或0～100RFU
- 分辨率：0.1ug/L
- 0～50℃；IP68防护，水深20米以内
- 内置温度传感器
- 带自动清洁刷，有效消除气泡，减少沾污对测量的影响
二、 技术性能和规格
1. 技术参数
量程范围 | 0～400ug/L或0～100RFU |
分辨率 | 0.1 ug/L |
防护等级 | IP68 |
深深度 | 水下20米 |
温度范围 | 0～50℃ |
传感器接口 | 支持RS-485，MODBUS协议 |
电源信息 | DC12V±5%，电流＜50mA（非清洗时） |
外壳直径 | 33mm |
外壳长度 | 156mm |
探头线缆长度 | 10米，其它长度可定制 |
功耗 | ＜1W |
外壳材质 | POM |
尺寸图
atI;33-I648-O324
一、 安装和电气连接
1. 安装
安装距离要求：与侧壁保持3cm 以上，与底部保持10cm 以上。
2. 电气连接
- 红色线---电源(VCC)
- 黑色线---地线(GND)
- 绿色线---485数据_A(485_A)
- 白色线---485数据_B(485_B)
- 裸露线---屏蔽层
完成接线后，应仔细检查，避免通电前的错误连接。
线缆规格说明：考虑到线缆*浸泡在水中（包括海水）或暴露在空气中，线缆具有一定的防腐蚀能力。线缆外径Φ5mm，所有接口均已做防水处理。
二、 维护和保养
1. 维护日程和方法
在线叶绿素传感器带有自动清洁刷，可以自动进行清洁，不需要频繁地进行清洗。
l 传感器外表面：用自来水清洗传感器的外表面，如果仍有碎屑残留，用湿润的软布进行擦拭，对于一些顽固的污垢，可以在自来水中加入一些家用洗涤液来清洗。
l 检查传感器的线缆：正常工作时线缆不应绷紧，否则容易使线缆内部电线断裂，引起传感器不能正常工作。
l 检查传感器的测量窗口是否有脏污，清洁刷是否正常。
l 检查传感器的清洁刷的海绵有否有破损。
2. 注意事项
探头中含有敏感的光学部件和电子部件，确保探头不要受到剧烈的机械撞击。探头内部没有需要用户维护的部件。
3. 常见问题
错误 | 可能的原因 | 解决方法 |
操作界面无法连接或不显示测量结果 | 控制器与线缆连接出错 | 重新连接控制器和线缆 |
线缆故障 | 请 | |
测量值过高、过低或数值持续不稳定 | 传感器视窗被外物附着 | 清洗传感器视窗表面 |
传感器海绵破损 | 更换传感器海绵 |
在线智能型叶绿素A传感器
三、 质量和服务
1. 质量保证
- 质检部门有规范的检验规程，具备*完善的检测设备和手段，并严格按照规程检验，对产品做72小时老化实验、稳定性实验，不让一支不合格产品出厂。
- 收货方对不合格率达到2%的产品批次直接退回，所有产生的费用由供货方承担。考量标准参考供货方提供的产品说明。
- 保证货源数量和出货速度。
2. 配件和备件
此产品包括：
- 传感器1支
- 说明书1份
- 合格证1张
3. 售后服务承诺
本公司提供自销售日起一年内的本机售后服务，但不包括不当使用所造成的损坏，若需要维修或调整，请寄回，但运费需自负，寄回时需确定包装良好以避免运送途中损坏，本公司将免费维修仪器的损坏。
附录 数据通信
- 数据格式
Modbus通信默认的数据格式为：9600、n、8、1（波特率9600bps，1个起始位，8个数据位，无校验，1个停止位）。
数据类型为：浮点数型式
- 信息帧格式（xx代表一个字节）
- 读数据指令帧：
01 03 xx xx xx xx xx xx
地址 功能码 寄存器起始地址 寄存器数量 CRC校验码（低字节在前）
- 读数据应答帧：
01 03 xx xx……xx xx xx
地址 功能码 字节数 应答数据 CRC校验码（低字节在前）
- 写数据指令帧：
01 10 xx xx xx xx xx xx....xx xx xx
地址 功能码 寄存器地址 寄存器数量 字节数 写入数据 CRC校验码（低字节在前）
- 写数据应答帧：
01 10 xx xx xx xx xx xx
地址 功能码 寄存器地址 寄存器数量 CRC校验码（低字节在前）
- 寄存器地址
寄存器地址 | 名称 | 说明 | 寄存器个数 | 访问方式 |
0x2500 | 开机指令 | 让探头连续发光。 | 0（0字节） | 读 |
0x2600 | 测量值+温度 | 获取探头的温度和叶绿素值（小端存储模式，浮点数）。 | 4（8字节） | 读 |
0x1100 | 用户校准参数 | 获取两个校准参数K、B。 设置两个校准参数K、B。（K、B：小端存储模式，浮点数） | 4（8字节） | 读/写 |
0x3100 | 开启刷子 | 让刷子开始转动，建议刚上电开启一次刷子（默认关闭）。 | 0（0字节） | 读 |
0x3200 | 刷子转动间隔 | 获取刷子的转动间隔，默认为30min转一次。 设置刷子的转动间隔，单位为min。 | 1（2字节） | 读/写 |
0x2E00 | 停止测量 | 当数值稳定后可以停止测量。 | 0（0字节） | 读 |
0x3000 | 传感器地址 | 默认为1，写入数据范围1-247。 | 1（2字节） | 写 |
- 命令示例
- 设置设备ID地址：
作用：设置电极的Modbus设备地址；
将设备地址01改为14，范例如下
请求帧：01 10 30 00 00 01 02 14 00 99 53
应答帧：01 10 30 00 00 01 0E C9
- 开机指令：
作用：让探头连续发光，开始叶绿素测量。
请求帧：01 03 25 00 00 00 4E C6
应答帧：01 03 00 20 F0
- 开始测量指令：
作用：获取测量探头的温度和叶绿素值，温度的单位为摄氏度，叶绿素的单位为ug/L或0～100RFU。
请求帧：01 03 26 00 00 04 4F 41
应答帧：01 03 08 00 00 8D 41 00 00 8D 41 12 65
读数示例：
温度值 | 叶绿素值 |
00 00 8D 41 | 00 00 8D 41 |
如：温度值和叶绿素值，小端储存模式，浮点数。此时温度为17.625℃，叶绿素为17.625ug/L。
- 校准指令：
作用：设置两个校准参数K、B；一般默认值为：K=1，B=0。
请求帧：01 10 11 00 00 04 08 00 00 80 3F 00 00 00 00 81 AE
应答帧：01 10 11 00 00 04 C4 F6
叶绿素采用一点或两点校准。校准溶液为染料罗丹明WT。然而，必须强调的是：用染料做为校准物并不能真正提高传感器的准确度。
一点校准：将传感器置于200ug/L的标准液中，读取数值，记为Y。
由公式K=200/Y,计算出K值，B=0。根据新计算出的K、B值，发送指令。
若再次进行校准，则先恢复K=1，B=0，再重复以上步骤。
两点校准：将传感器置于去离子水中，读取数值，记为X。将传感器置于200ug/L标准液中，读取数值，记为Y。
由公式K=200/(Y-X),B=-KX,计算K、B值。根据新计算出的K、B值，发送指令。
从功能与系统角度分析水质传感器的可靠性问题,提出了硬件、软件设计以及系统构建的具体可靠性措施；在传统低功耗技术基础上,提出了“谁工作谁上电”的电源管理策略,进一步降低了设备功耗：针对水质传感器的使用环境,提出了微型增压泵与超声脉冲扫频相结合的方法,实现了水质传感器的自维护功能。
