3。1 单片机的选择 7

3。2 温度传感器 11

3。3 pH 传感器 14

3。4 氨气敏传感器 15

3。5 电源模块 17

3。6 存储器模块 18

3。7 RS485 总线的应用及介绍 20

4 氨氮传感器的软件设计 22

4。1 设计思想与功能模块划分 22

4。2 基于 LabVIEW 的上位机的设计 24

5 总结 28

参考文献 29

致谢 31

附录 32

1 绪论

1。1 课题综述及研究意义

氨氮是指以离子态的铵或者游离态的氨这两种氨的形式存在的化合氨[1]。氨 氮的主要来源有农业用药残余物排入的河水日常生活排出的废水以及动物或人 的排泄物等还有微生物也可分解一部分得到氨氮产物，日常生活中的污水其平均 含氮量约为每人每年二到四千克。氨氮的重要来源还有农药化肥的残留以及被污 染了的雨水径流等等[2]。另外，氨氮还来自冶金和石油化工、煤气的泄露、油漆 的颜料、鞣革产生的有毒气体、炼焦产生的废气和废料、化肥的流失等工业废水。 氨氮作为水中主要的消耗耗氧的污染物，由于水中的高含量的氨氮从而会导 致地表水的富营养化，其主要表现为大量繁殖的蓝藻以及水草等生物，由于其过 量的消耗水质中的含氧有机物，从而导致水质收到了严重的影响，并且还会导致 鱼虾等水生生物严重的缺氧而最终死亡[3]。而其氧化而生成的产物皿硝酸盐氮也 是具有很强的毒性，浓度不太高的亚硝酸盐氮能使得水中动物的身体抵抗力下降

很快，从而使其更容易受到多种疾病的感染，并且其体内的红血球也会被破坏， 最终使得血液在供氧的这一能力方面的大大降低[4]。除此之外，亚硝酸盐氮还及 其容易引起人和动物的肾脏、脾脏和肝等器官的功能下降，从而导致导致体力的 逐渐衰退、精神的萎靡不振。因此监测水中氨氮含量对保护生态环境，减轻水体 污染具有重要意义。

1。2 课题研究现状

1。2。1 分光光度法

分光光度法大致分为两种方法，第一种方法为纳氏试剂比色法[5]：即将纳氏 试剂与以游离态的非离子氨或离子态的铵等形态存在的铵离子相融合使其产生 化学反应从而生成暗黄色的物质，生成的暗黄色的物质的颜色深度与水质中氨氮 的含量成正比关系，可用分光光度法来测定又或者可以采用目视比色法来测定。 这种方法操作简便迅速但缺点在于试剂用量较大导致实验过程中产生了较多的 废液从而对环境造成了危害。第二种方法为水杨酸分光光度法[6]：使用分光光度 计来测定在硝普钠存在的状态下，氨与次氯酸离子以及水杨酸盐发生反应生成颜 色为蓝色的化合物。这种方法较灵敏，化学反应稳定但操作较复杂。论文网

1。2。2 蒸馏和滴定法

在水质样品处于微碱的条件下再将样本进行蒸馏处理，反应释放出的氨气被 吸收入硼酸溶液中，使用指示剂甲基红—亚甲蓝[7]作为检测试剂来测量溶液所吸 收的氨气。

1。2。3 水质光谱分析法

水质光谱分析法是在光学原理的基础上实行的水质分析方法，分析速度快且 不产生任何化学污染是未来水检测发展的方向[8]。但缺点在于精度不满足实验需 求。