近年來,國家高度重視水資源治理與防控,水資源質(zhì)量關(guān)系到國計(jì)民生。水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)是水資源治理與防控的基礎(chǔ),是了解水體質(zhì)量的重要手段。在常規(guī)水質(zhì)檢測(cè)方面,COD、濁度、溫度、pH都是水體質(zhì)量的重要參數(shù)。對(duì)于濁度、溫度、pH都可以通過物理法進(jìn)行檢測(cè),而對(duì)于COD的檢測(cè),國內(nèi)大部分仍使用傳統(tǒng)的化學(xué)法進(jìn)行分析測(cè)定。化學(xué)法檢測(cè)不僅實(shí)時(shí)性差、檢測(cè)參數(shù)單一,檢測(cè)的廢液還難以處理,易造成二次污染。為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行綠色、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè),本文提出并設(shè)計(jì)了一種搭載紫外-可見波段光譜儀的多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本課題研制的多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)原型機(jī)不僅利用吸收光譜法可以實(shí)現(xiàn)在線測(cè)定COD和濁度雙參數(shù),還利用傳感器數(shù)據(jù)采集技術(shù)將溫度、pH和GPS地理位置等信息進(jìn)行同步采集,此水質(zhì)監(jiān)測(cè)原型機(jī)具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。本課題主要對(duì)多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)原型機(jī)進(jìn)行了研究和試制。研究內(nèi)容主要包含硬件和軟件兩部分內(nèi)容。硬件上設(shè)計(jì)了一套光路系統(tǒng)和電路系統(tǒng)。光路系統(tǒng)主要由低壓鎢燈光源、比色皿、光纖光譜儀等組成,負(fù)責(zé)吸光度實(shí)驗(yàn)和光譜數(shù)據(jù)采集工作。電路系統(tǒng)主要是由STM32單片機(jī)與各傳感器及外設(shè)組成,負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)收發(fā)等工作。軟件部分主要研究了Keil和LabVIEW兩種開發(fā)環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)。基于Keil開發(fā)環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了下位機(jī)通過控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和收發(fā)工作。基于LabVIEW開發(fā)環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)下位機(jī)的指令發(fā)送以及數(shù)據(jù)接收、處理、顯示和保存等功能。本課題對(duì)不同濃度的鄰苯二甲酸氫鉀溶液進(jìn)行了吸光度測(cè)試,并建立了COD濃度與溶液在254 nm處吸光度的關(guān)系模型。對(duì)濁度影響因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,通過硅藻土濁度液的吸光特性,建立了濁度值與其在254 nm和546 nm的吸光度關(guān)系模型。此外,還探究了溫度和pH變化對(duì)鄰苯二甲酸氫鉀溶液、腐殖質(zhì)土溶液以及實(shí)地采集水樣吸光度的影響,并建立了濁度補(bǔ)償?shù)碾p波長檢測(cè)模型用于COD參數(shù)檢測(cè)。通過使用本課題研制的原型機(jī)對(duì)多種不同來源的水樣進(jìn)行了測(cè)試,并對(duì)COD和濁度兩參數(shù)的測(cè)量值與國標(biāo)法的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果表明本儀器對(duì)一般性地表水的COD值和濁度值具有較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。最后,使用原型機(jī)進(jìn)行了實(shí)地工作測(cè)試并分析了誤差來源。本課題研制的原型機(jī)具有多參數(shù)同步監(jiān)測(cè)、小型化、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),適用于河道水質(zhì)監(jiān)測(cè)、市政供水監(jiān)測(cè)等場(chǎng)合。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X84;TP368.1;TP212
【部分圖文】：

奧地利 SCAN 公司在線光譜水質(zhì)分析儀工作示測(cè)量天然地表水和一般性污水中溶解的該儀器通過測(cè)量水體對(duì) 254 nm 處紫外。通過雙光束系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)濁度補(bǔ)償，從進(jìn)行樣品預(yù)處理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水體溶解性用于需要監(jiān)測(cè)有機(jī)物濃度趨勢(shì)的中小型續(xù)而穩(wěn)定的水質(zhì)參數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)。哈�；�

奧地利 SCAN 公司在線光譜水質(zhì)分析儀工作測(cè)量天然地表水和一般性污水中溶解的該儀器通過測(cè)量水體對(duì) 254 nm 處紫外通過雙光束系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)濁度補(bǔ)償，從進(jìn)行樣品預(yù)處理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水體溶解性用于需要監(jiān)測(cè)有機(jī)物濃度趨勢(shì)的中小型續(xù)而穩(wěn)定的水質(zhì)參數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)。哈�；�

圖 1-3 日本島津在線水質(zhì)測(cè)定儀[24]的先進(jìn)技術(shù)相比，我國相關(guān)企業(yè)和科研無論是研究深度還是產(chǎn)品化方面都有一吸引著我國眾多科研院所和企業(yè)的關(guān)注學(xué)王曉萍研究團(tuán)隊(duì)，研制了一種基于紫儀器通過采集特定波長的吸光度，運(yùn)用和 COD 的數(shù)學(xué)模型[25]，在實(shí)際測(cè)量中 值。儀器采樣、測(cè)量和分析過程都實(shí)現(xiàn)鐘，測(cè)量效率得到極大提升。除此之外研究，通過機(jī)器學(xué)習(xí)方法中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和明此模型能有效的提高測(cè)量精度，為解題提供了實(shí)際可行的檢測(cè)方案[26]。學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)研制出的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不定，還能直接投入水中工作[27]。該系統(tǒng)4 nm 作為 COD 測(cè)量波長并用 546 nm
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本文編號(hào)：2860288