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

【摘要】： 隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水對人民生活、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。濁度作為檢測水質(zhì)好壞的主要技術(shù)參數(shù)，是水質(zhì)檢測的必檢項目。濁度儀，顧名思義是測量水渾濁度的儀器，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，國產(chǎn)濁度儀無論在性能上、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濁度的理論基礎(chǔ)，通過分析進(jìn)一步加深對濁度儀工作原理的了解。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO7027可知，現(xiàn)今測量水的濁度主要以光學(xué)濁度儀測量法為主，主要包括散射光法和透射光法兩種，散射光法主要用于測量低濁度水，但也可用于高濁度水的測量；而透射光法更適合于測量高濁度水。在分析和比較其優(yōu)缺點(diǎn)后，針對課題要求選擇散射光式測量方法；并選擇以90°角作為檢測角度，以減小雜散光的影響。 通過比較白熾燈／鎢燈和發(fā)光二極管／激光二極管的各項性能指標(biāo)，考慮到水對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、發(fā)光光譜窄等優(yōu)點(diǎn)，且用波長大于800nm的紅外光進(jìn)行測量可以大大減小水中光吸收物質(zhì)的影響；通過對光敏電阻、光電池、光敏二極管和光敏三極管等光敏器件的各項性能的分析與比較，選擇響應(yīng)時間短、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)的硬件平臺設(shè)計濁度儀硬件電路�？紤]到在實際測量中水樣的濁度較小，所以選擇兩級信號放大電路，其中一級放大電路采用儀表放大器AD623，提高其檢測信號的靈敏度。為了消除背景光、雜散光等的影響，設(shè)計了簡易而多用途的水樣槽。 最后，，進(jìn)行了濁度儀的實驗室驗證。分別對其在處理水中的氣泡、水體的顏色以及水中有機(jī)物等方面對濁度測量的干擾進(jìn)行了實驗分析。通過大量的實驗表明散射光式濁度儀可以完成對水渾濁度的測量任務(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 國內(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 濁度測量方法24-30
• 2.3.1 透射光式測量法25
• 2.3.2 散射光式測量法25-27
• 2.3.3 透射——散射比較測量法27-28
• 2.3.4 其它測量法28-29
• 2.3.5 濁度測量方法的確定29-30
• 2.4 散射光式濁度測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45-65
• 4.1 引言45
• 4.2 電源供電電路45-46
• 4.3 光源驅(qū)動電路46-47
• 4.4 信號放大電路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60-64
• 4.8.1 水樣槽設(shè)計介紹60-61
• 4.8.2 水樣槽設(shè)計61-64
• 4.9 本章小結(jié)64-65
• 第五章 濁度儀的軟件設(shè)計65-79
• 5.1 AVR開發(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 濁度儀實驗數(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)性實驗86
• 6.4 水樣中氣泡的處理及其分析86-91
• 6.4.1 實驗方案設(shè)計86-87
• 6.4.2 實驗結(jié)果分析87-91
• 6.5 水體顏色對濁度影響的定性分析91-95
• 6.5.1 實驗方案設(shè)計91-92
• 6.5.2 吸收峰的測量92-94
• 6.5.3 顏色對濁度影響的分析94-95
• 6.6 水中有機(jī)物對濁度測量的影響95-97
• 6.6.1 實驗方案設(shè)計95-96
• 6.6.2 有機(jī)物對濁度的影響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)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 汪坤;大氣渾濁度檢測方法研究及裝置設(shè)計[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測量系統(tǒng)的研發(fā)[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

3 劉甲賓;谷物脂肪酸值自動測定儀的研究與設(shè)計[D];南京財經(jīng)大學(xué);2011年

4 徐靈艷;小型微流控芯片—環(huán)介導(dǎo)等溫擴(kuò)增反應(yīng)實時濁度檢測系統(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處理的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：331059