黄 健

西京学院信息工程学院，陕西西安 710123

盐水浓度检测在水资源保护、食品加工、医疗卫生等方面有广泛应用．常用的测量方法有比重计法和天平法等，近年来也出现了其他电子测量方法，如杨璇等[1]采用超声波测量乙醇溶液密度，对回波信号进行数据拟合分析，测量乙醇溶液密度；吴黎杰等[2]以声速测量为基础，用曲面拟合算法测量盐水质量分数；张述仁等[3]用超声波测量液体中的悬移物质的质量分数，并用蚁群算法进行了反演，测量误差最小达到10%．但是，这些方法均基于超声波进行测量，方法单一，且测量精度不高[4-7]，如文献[1]的测量精度达到1.2%，文献[2]的测量误差大于0.1%．同时，算法需对大量数据进行建模分析，算法复杂度较高，可靠性有待进一步验证．为此，本研究提出一种新的盐水质量分数测量方法，基于非接触式电容感测技术，用新型数字式电容传感器FDC2214检测盐水液位和质量分数变化．将单面覆铜板插入盐水中，铜板上的寄生电容会随盐水液位或质量分数的变化而变化．FDC2214传感器能够感知这种微弱变化，并将其转换为28 bit的二进制数，再从集成电路总线(inter-integrated circuit, IIC或I2C)接口输出给微处理器．同时，使用超声波测量液位高度，得到被测液体的体积；使用高精度电子秤测量液体的质量，进而得到液体的比重，融合处理后最终得到输出信号与盐水质量分数的关系．

1 系统设计

本研究设计的盐水质量分数检测系统框图如图1．其中，主控采用新型嵌入……