溶液濃度變化的測量是環(huán)境污染領域十分關注的研究課題。盡管現(xiàn)有的濃度檢測技術及相應的檢測設備很多,但主要用于實驗室且設備體積大,而水樣測定地域范圍廣,采集現(xiàn)場分布離散,受使用條件和電能消耗等的限制難以攜帶到野外使用。本文課題的來源項目中,涉及一些性質不穩(wěn)定的溶液,無法帶回實驗室進行測量,因此需要研究一種濃度檢測方法使其能對樣本濃度實時檢測。本文主要針對溶質是膠體的溶液進行研究,基于膠體溶液的光學特性將圖像處理技術應用于膠體溶液濃度的測量。膠體溶液具有丁達爾現(xiàn)象,丁達爾光強滿足瑞利散射定律,在入射光一定的條件下丁達爾光強隨光徑距離的增加會產生衰減。光在均勻、非散射溶液中的衰減滿足朗伯比爾定律,由于膠體溶液顆粒的大小的特殊性,在膠體溶液既有光的散射又有光的吸收。根據線性疊加原則,膠體溶液中光的衰減是散射和吸收之和,利用膠體溶液的光學性質,本文研究了丁達爾光在膠體溶液中的傳輸模型I_Ttyn=I₀e^{-（μ_a+μ_a）L},通過Monte Carlo方法模擬光子在膠體溶液中的傳輸過程驗證了該模... 

【文章來源】：桂林理工大學廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題來源
    1.2 研究背景與意義
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外溶液濃度檢測研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內溶液濃度檢測研究現(xiàn)狀
        1.3.3 數(shù)字圖像處理技術在濃度測量中研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內容
    1.5 本論文的組織結構安排
第2章 基本原理及相關技術
    2.1 溶液及膠體溶液
        2.1.1 溶液濃度的概念
        2.1.2 膠體溶液性質
    2.2 濃度檢測技術
        2.2.1 化學滴定法
        2.2.2 分光光度法
        2.2.3 光電檢測技術
        2.2.4 超聲波檢測技術
        2.2.5 熒光相關光譜法
    2.3 圖像處理技術在膠體溶液濃度測量中的優(yōu)勢
    2.4 Tyndall現(xiàn)象
        2.4.1 Tyndall現(xiàn)象與光的散射
        2.4.2 瑞利(Rayleigh)公式
        2.4.3 散射光強與入射光強度的關系
        2.4.4 Tyndall光強度與傳輸距離、濃度的相關性
    2.5 數(shù)字圖像進行光學測量的基本原理
        2.5.1 數(shù)字圖像
        2.5.2 數(shù)字圖像傳感器
        2.5.3 數(shù)字圖像與光學測量
    2.6 數(shù)字圖像處理技術
        2.6.1 圖像濾波方法
        2.6.2 圖像的幾何操作
    2.7 Monte Carlo方法
    2.8 本章小結
第3章 圖像的采集及處理
    3.1 基本方法
        3.1.1 基本測量方法
        3.1.2 丁達爾光測量方法
        3.1.3 光源控制電路設計
    3.2 圖像采集系統(tǒng)的搭建
        3.2.1 圖像采集系統(tǒng)框架
        3.2.2 光源的選擇
        3.2.3 傳感器選擇
        3.2.4 傳感器的數(shù)據讀取方法與時序
        3.2.5 遮光模塊
    3.3 圖像采集裝置
    3.4 圖像采集與預處理
        3.4.1 圖像采集
        3.4.2 圖像預處理
    3.5 本章小結
第4章 光在膠體溶液中傳輸衰減特性分析
    4.1 光在膠體溶液中的傳輸
    4.2 膠體溶液中光學傳輸衰減模型建立
        4.2.1 膠體溶液的光吸收和散射
        4.2.2 數(shù)據分析與模型建立
    4.3 激光波長能量隨丁達爾光通路距離的衰減模擬
        4.3.1 蒙特卡羅模擬方介紹
        4.3.2 Monte Carlo方法模擬光子在膠體溶液中的傳輸
        4.3.3 模擬結果
    4.4 考慮傳輸衰減后濃度對衰減系數(shù)的影響
    4.5 本章小結
第5章 濃度與丁達爾光特性關系分析
    5.1 算法仿真與模型建立
        5.1.1 丁達爾光強與膠體溶液濃度
        5.1.2 光衰減系數(shù)與膠體溶液濃度
    5.2 實驗與結果分析
        5.2.1 氫氧化鐵膠體溶液濃度測量
        5.2.2 實驗結果誤差分析
    5.3 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 研究展望
參考文獻
個人簡歷、申請學位期間的研究成果及發(fā)表的學術論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3206711