發(fā)布時(shí)間：2017-04-27 17:17

  本文關(guān)鍵詞：散射光式濁度儀及信號(hào)處理的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水對(duì)人民生活、工業(yè)生產(chǎn)的影響日益加強(qiáng)，所以水質(zhì)的好壞直接關(guān)系著人民大眾的身體健康，關(guān)系著工業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。濁度作為檢測(cè)水質(zhì)好壞的主要技術(shù)參數(shù)，是水質(zhì)檢測(cè)的必檢項(xiàng)目。濁度儀，顧名思義是測(cè)量水渾濁度的儀器，在很多方面有著廣泛的用途，如：環(huán)保、水文、食品工業(yè)、醫(yī)藥、電子和能源等行業(yè)。 電子技術(shù)的快速發(fā)展為濁度儀朝著集成化、多功能化、智能化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。由于起步較晚，國(guó)產(chǎn)濁度儀無(wú)論在性能上、穩(wěn)定性上都與進(jìn)口濁度儀有著明顯的差距，但是進(jìn)口濁度儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，不適合推廣。因此，濁度儀的研制將具有非常重要的意義。 本文介紹了光的吸收定理和散射定理——這是濁度儀之所以能夠分析并檢測(cè)濁度的理論基礎(chǔ)，通過(guò)分析進(jìn)一步加深對(duì)濁度儀工作原理的了解。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO7027可知，現(xiàn)今測(cè)量水的濁度主要以光學(xué)濁度儀測(cè)量法為主，主要包括散射光法和透射光法兩種，散射光法主要用于測(cè)量低濁度水，但也可用于高濁度水的測(cè)量；而透射光法更適合于測(cè)量高濁度水。在分析和比較其優(yōu)缺點(diǎn)后，針對(duì)課題要求選擇散射光式測(cè)量方法；并選擇以90°角作為檢測(cè)角度，以減小雜散光的影響。 通過(guò)比較白熾燈／鎢燈和發(fā)光二極管／激光二極管的各項(xiàng)性能指標(biāo)，考慮到水對(duì)光線具有選擇性吸收作用，選擇890nm的紅外發(fā)光二極管作為濁度儀的發(fā)光器件，其有發(fā)光光強(qiáng)穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、發(fā)光光譜窄等優(yōu)點(diǎn)，且用波長(zhǎng)大于800nm的紅外光進(jìn)行測(cè)量可以大大減小水中光吸收物質(zhì)的影響；通過(guò)對(duì)光敏電阻、光電池、光敏二極管和光敏三極管等光敏器件的各項(xiàng)性能的分析與比較，選擇響應(yīng)時(shí)間短、輸出特性線性度好的光敏二極管作為光接收器件，并與紅外發(fā)光二極管相配套，構(gòu)成濁度儀工作的重要系統(tǒng)——光電系統(tǒng)。 采用ATMEL公司的ATmega16增強(qiáng)型、低功耗8位單片機(jī)作為系統(tǒng)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)濁度儀硬件電路�？紤]到在實(shí)際測(cè)量中水樣的濁度較小，所以選擇兩級(jí)信號(hào)放大電路，其中一級(jí)放大電路采用儀表放大器AD623，提高其檢測(cè)信號(hào)的靈敏度。為了消除背景光、雜散光等的影響，設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)易而多用途的水樣槽。 最后，，進(jìn)行了濁度儀的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證。分別對(duì)其在處理水中的氣泡、水體的顏色以及水中有機(jī)物等方面對(duì)濁度測(cè)量的干擾進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)表明散射光式濁度儀可以完成對(duì)水渾濁度的測(cè)量任務(wù)。
【關(guān)鍵詞】：濁度 顆粒 紅外LED 散射光 干擾
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TH83
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 濁度儀應(yīng)用概述15-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 課題研究的背景與內(nèi)容19-21
• 1.3.1 選題背景19
• 1.3.2 課題內(nèi)容19-21
• 第二章 濁度測(cè)量原理21-33
• 2.1 濁度的定義及其單位21-22
• 2.2 光的吸收和散射作用22-24
• 2.2.1 朗伯-比耳光吸收定理22-23
• 2.2.2 散射定理23-24
• 2.3 濁度測(cè)量方法24-30
• 2.3.1 透射光式測(cè)量法25
• 2.3.2 散射光式測(cè)量法25-27
• 2.3.3 透射——散射比較測(cè)量法27-28
• 2.3.4 其它測(cè)量法28-29
• 2.3.5 濁度測(cè)量方法的確定29-30
• 2.4 散射光式濁度測(cè)量范圍及非線性分析30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第三章 光電器件選型及模型分析33-45
• 3.1 發(fā)光器件選型及模型分析33-37
• 3.1.1 白熾燈/鎢燈33-34
• 3.1.2 發(fā)光二極管/激光二極管34-35
• 3.1.3 發(fā)光器件的確定35-37
• 3.2 光接收器件選型及模型分析37-42
• 3.2.1 光敏電阻37-38
• 3.2.2 光電池38-39
• 3.2.3 光敏二極管39-41
• 3.2.4 光敏三極管41
• 3.2.5 光接收器件的確定41-42
• 3.3 光路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 濁度儀的硬件設(shè)計(jì)45-65
• 4.1 引言45
• 4.2 電源供電電路45-46
• 4.3 光源驅(qū)動(dòng)電路46-47
• 4.4 信號(hào)放大電路47-53
• 4.4.1 放大器選擇47-49
• 4.4.2 放大電路49-53
• 4.5 鍵盤接口電路53-54
• 4.6 LCD顯示電路54-56
• 4.7 ATmega16控制電路56-60
• 4.7.1 晶振電路57
• 4.7.2 同步串行接口SPI57
• 4.7.3 JTAG接口57
• 4.7.4 A/D轉(zhuǎn)換電路57-58
• 4.7.5 USART異步串行通信接口58-59
• 4.7.6 復(fù)位電路59-60
• 4.8 濁度儀水樣槽的設(shè)計(jì)60-64
• 4.8.1 水樣槽設(shè)計(jì)介紹60-61
• 4.8.2 水樣槽設(shè)計(jì)61-64
• 4.9 本章小結(jié)64-65
• 第五章 濁度儀的軟件設(shè)計(jì)65-79
• 5.1 AVR開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹65-66
• 5.1.1 ICC AVR編譯器65-66
• 5.1.2 AVR Studio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境66
• 5.2 A/D轉(zhuǎn)換寄存器設(shè)置66-67
• 5.2.1 ADC多工選擇寄存器ADMUX66-67
• 5.2.2 ADC控制和狀態(tài)寄存器ADCSR67
• 5.3 異步串行口通信67-69
• 5.3.1 USART控制和狀態(tài)寄存器A-UCSRA67-68
• 5.3.2 USART控制和狀態(tài)寄存器B-UCSRB68
• 5.3.3 USART控制和狀態(tài)寄存器C-UCSRC68
• 5.3.4 異步串行口通信程序68-69
• 5.4 鍵盤掃描程序69-70
• 5.5 LCD顯示程序70-71
• 5.6 濁度儀的標(biāo)定71-72
• 5.7 氣泡的處理72-78
• 5.8 本章小結(jié)78-79
• 第六章 濁度儀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析79-99
• 6.1 數(shù)據(jù)處理的基本概念79-83
• 6.1.1 真值和平均值79-80
• 6.1.2 誤差的產(chǎn)生80-81
• 6.1.3 精密度和準(zhǔn)確81-82
• 6.1.4 回歸分析的基本原理和方法82-83
• 6.1.5 相關(guān)系數(shù)83
• 6.2 濁度儀標(biāo)定液的制備83-86
• 6.2.1 Formazine標(biāo)準(zhǔn)液的制備83-85
• 6.2.2 零濁度水的制備85-86
• 6.3 濁度儀重復(fù)性實(shí)驗(yàn)86
• 6.4 水樣中氣泡的處理及其分析86-91
• 6.4.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)86-87
• 6.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析87-91
• 6.5 水體顏色對(duì)濁度影響的定性分析91-95
• 6.5.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)91-92
• 6.5.2 吸收峰的測(cè)量92-94
• 6.5.3 顏色對(duì)濁度影響的分析94-95
• 6.6 水中有機(jī)物對(duì)濁度測(cè)量的影響95-97
• 6.6.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)95-96
• 6.6.2 有機(jī)物對(duì)濁度的影響96-97
• 6.7 本章小結(jié)97-99
• 第七章 總結(jié)與展望99-101
• 參考文獻(xiàn)101-105
• 附錄105-107
• 致謝107-109
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄109

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 汪坤;大氣渾濁度檢測(cè)方法研究及裝置設(shè)計(jì)[D];南京信息工程大學(xué);2011年

2 邢靜芳;基于濁度法的抗生素效價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的研發(fā)[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

3 劉甲賓;谷物脂肪酸值自動(dòng)測(cè)定儀的研究與設(shè)計(jì)[D];南京財(cái)經(jīng)大學(xué);2011年

4 徐靈艷;小型微流控芯片—環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)實(shí)時(shí)濁度檢測(cè)系統(tǒng)研制[D];浙江大學(xué);2011年

5 彭鵬;基于物聯(lián)網(wǎng)的水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：散射光式濁度儀及信號(hào)處理的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：331059