一种直接电导率法TOC分析仪的设计
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摘 要 本文介绍一种直接电导率法TOC检测仪设计方案，以STM32微处理器为控制核心，通过测试两路电极中溶液导电率的差值计算TOC，具有数据存储、输出、打印、报警等功能。
【关键词】STM32 直接电导率 TOC
1 前言
当前制药、半导体等行业生产中，对纯水、去离子水中TOC（总有机碳）的含量要求越来越严格，需要实时对水中的TOC进行检测，因此需要一款TOC分析仪能够对生产用水进行在线检测，本文主要介绍一款直接电导率法的TOC分析仪的设计，能够满足当前制药、半导体等行业生产中对纯水及去离子水中TOC的在线检测。
2 系统原理
通过步进电机带动蠕动泵的转动，将测试样品采集到系统管路中，通过三通接头将进样水溶液一分为二，一路通过一段延长水路直接流过一个电极传感器进行测量，所得浓度值为IC（无机碳）的浓度；另外一路要经过氧化反应器的充分氧化，将水中所含的有机碳氧化成二氧化碳（作为一种导电离子存在），再流过另一个电极传感器进行测量，所得浓度值为TC（总碳）的浓度，TC与IC的差值即为TOC的浓度： TOC = TC – IC
系统原理如图1所示。
3 硬件设计
整个系统在硬件上分为：电源模块、主控模块、TOC检测模块、信号控制模块、温度采集模块、显示模块、存储模块等几个部分。
电源模块为整个系统提供电源，采用开关电源和变压器结合的供电方式，开关电源输出的电源直接为紫外灯、报警信号及步进电机驱动器提供电源；变压器输出的电源主要为电路板提供电源，变压器输出电源经过AC-DC转换成直流电源后，再经过线性稳压源给对应元器件供电，电路板的数字电路与模拟电路分割开来，数字地与模拟地进行单点连接，减小数字电路对模拟电路的干扰。
主控模块为整个硬件系统的控制处理模块，MCU采用意法半导体的STM32系列单片机，此单片机为ARM Cortex-M3内核的32位单片机，运行速度快，外部资源丰富，功能强大，是当前电子行业中的主流芯片。
TOC检测模块为系统的核心模块，由一片信号发生芯片产生频率可变的正弦波激励信号，作为电极传感器的驱动信号，电极传感器出来的信号经过滤波后，由有效值电路进行计算，转换成对应的直流电压，由ADC芯片转换成数字信号...
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