基于藻类叶绿素荧光动力学曲线的水质监测系统的设计
发布时间：2023-01-15 18:07
随着社会经济的快速发展，工业、农业及居民的生活用水量日益增加，由此产生大量相应的工业废水、农业污水和生活废水。工业废水经常含有重金属，容易引起动植物死亡；农业和生活废水排放到水域中会引起水域的富营养化，导致水中藻类和浮游植物的大量繁殖产生赤潮。水质的污染给人类的生活、生产和生命健康都带来了极大的危害。因此，对水质状况进行实时监控非常有意义。 水域中的藻类含有叶绿素，可以作为监测水质的指示物。快速获取藻类叶绿素荧光动力学曲线可以监测水域水质情况，对水质污染有预警作用。本文采用叶绿素荧光动力学测量法监测水质污染。首先获取水域中的藻类，采用一定波长的光激发藻类叶绿素产生荧光信号，绘出动力学曲线，对比健康状况下该藻类的动力学曲线就可以判断该水域是否被污染。本论文主要的研究内容有： ①在比较了目前水质检测的方法和分析了水质检测国内外现状的基础上，提出了一种检测水质的新方法—藻类叶绿素荧光动力学法； ②在研究了荧光测量的基本原理上，提出了藻类叶绿素荧光动力学检测系统的总体方案； ③设计系统的光路并且利用微弱信号检测技术中的锁相放大技术搭建光电检测系统的硬件电路，设计低通滤波...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要研究内容
2 藻类叶绿素测量原理和总体方案设计
2.1 叶绿素介绍
2.2 叶绿素的重要地位
2.3 叶绿素检测方法
2.4 荧光理论概述
2.4.1 荧光的概念
2.4.2 荧光产生的机理及条件[31]
2.4.3 荧光强度和溶液浓度的关系
2.4.4 影响荧光强弱的因素
2.5 叶绿素诱导荧光及意义
2.5.1 Kautsky 效应
2.5.2 荧光产量变化及参数
2.5.3 叶绿素诱导荧光技术
2.6 藻类监测水质的可行性及意义
2.6.1 藻类监测水质的可行性
2.6.2 藻类监测水质的荧光参数
2.6.3 藻类监测水质的意义
2.7 检测系统总体方案
2.8 本章小结
3 测量系统的设计
3.1 系统的光路设计
3.1.1 光源的选择
3.1.2 滤光片的选择
3.2 系统的电路设计
3.2.1 电源选择
3.2.2 光电转换电路
3.2.3 LED 驱动电路
3.2.4 前置放大电路
3.2.5 锁相放大电路设计
3.2.6 滤波电路设计
3.3 检测系统的电路原理图
3.4 测量系统的软件设计
3.4.1 MSP430 单片机简介
3.4.2 系统软件设计
3.4.3 模数转换及程序设计
3.4.4 通讯电路及软件设计
3.5 本章小结
4 实验测量与结果分析
4.1 引言
4.2 叶绿素荧光激发波长和发射峰波长实验
4.2.1 实验方案
4.2.2 实验结果
4.2.3 实验结果分析与结论
4.3 叶绿素诱导荧光动力学曲线
4.3.1 实验方案
4.3.2 实验结果
4.3.3 实验结果分析与结论
4.4 藻类叶绿素诱导荧光动力学曲线
4.4.1 实验方案
4.4.2 实验结果
4.4.3 实验结果分析与结论
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 结论
5.2 不足与展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]水生藻类的环境指示作用[J]. 冯天翼,宋超,陈家长. 中国农学通报. 2011(32)
[2]电源纹波的产生、测量和抑制[J]. 姚晓平. 电源世界. 2009(11)
[3]电源纹波的产生、测量和抑制[J]. 姚晓平. 电源世界. 2009 (11)
[4]微弱信号检测技术[J]. 章克来,朱海明. 航空电子技术. 2009(02)
[5]调制叶绿素荧光动力学参数及其计量关系的意义和公理化讨论[J]. 张阿宏,齐孟文,张晔晖. 核农学报. 2008(06)
[6]藻类生物学评价在水质监测中的应用[J]. 刘宇,沈建忠. 水利渔业. 2008(04)
[7]水质监测中藻类植物的应用研究进展[J]. 王丙莲,杨艳,张利群,杨俊慧,孟庆军,马耀宏,史建国. 山东科学. 2007(01)
[8]微弱信号检测技术综述[J]. 于丽霞,王福明. 信息技术. 2007(02)
[9]叶绿素荧光分析技术及应用进展[J]. 李晓,冯伟,曾晓春. 西北植物学报. 2006(10)
[10]非调制式荧光仪测定叶绿素荧光参数的研究[J]. 赵弢,高志奎,徐广辉,王梅,高荣孚. 生物物理学报. 2006(01)
硕士论文
[1]叶绿素荧光检测技术及仪器的研制[D]. 魏红艳.天津大学 2009
[2]叶绿素a荧光计设计与开发[D]. 范陈清.中国石油大学 2009
[3]海水中叶绿素a含量监测系统的研究[D]. 付晓丹.哈尔滨工业大学 2007
[4]用于海藻现场检测的荧光光谱仪的研究[D]. 王宝涛.中国海洋大学 2007
本文编号：3731339
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要研究内容
2 藻类叶绿素测量原理和总体方案设计
2.1 叶绿素介绍
2.2 叶绿素的重要地位
2.3 叶绿素检测方法
2.4 荧光理论概述
2.4.1 荧光的概念
2.4.2 荧光产生的机理及条件[31]
2.4.3 荧光强度和溶液浓度的关系
2.4.4 影响荧光强弱的因素
2.5 叶绿素诱导荧光及意义
2.5.1 Kautsky 效应
2.5.2 荧光产量变化及参数
2.5.3 叶绿素诱导荧光技术
2.6 藻类监测水质的可行性及意义
2.6.1 藻类监测水质的可行性
2.6.2 藻类监测水质的荧光参数
2.6.3 藻类监测水质的意义
2.7 检测系统总体方案
2.8 本章小结
3 测量系统的设计
3.1 系统的光路设计
3.1.1 光源的选择
3.1.2 滤光片的选择
3.2 系统的电路设计
3.2.1 电源选择
3.2.2 光电转换电路
3.2.3 LED 驱动电路
3.2.4 前置放大电路
3.2.5 锁相放大电路设计
3.2.6 滤波电路设计
3.3 检测系统的电路原理图
3.4 测量系统的软件设计
3.4.1 MSP430 单片机简介
3.4.2 系统软件设计
3.4.3 模数转换及程序设计
3.4.4 通讯电路及软件设计
3.5 本章小结
4 实验测量与结果分析
4.1 引言
4.2 叶绿素荧光激发波长和发射峰波长实验
4.2.1 实验方案
4.2.2 实验结果
4.2.3 实验结果分析与结论
4.3 叶绿素诱导荧光动力学曲线
4.3.1 实验方案
4.3.2 实验结果
4.3.3 实验结果分析与结论
4.4 藻类叶绿素诱导荧光动力学曲线
4.4.1 实验方案
4.4.2 实验结果
4.4.3 实验结果分析与结论
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 结论
5.2 不足与展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]水生藻类的环境指示作用[J]. 冯天翼,宋超,陈家长. 中国农学通报. 2011(32)
[2]电源纹波的产生、测量和抑制[J]. 姚晓平. 电源世界. 2009(11)
[3]电源纹波的产生、测量和抑制[J]. 姚晓平. 电源世界. 2009 (11)
[4]微弱信号检测技术[J]. 章克来,朱海明. 航空电子技术. 2009(02)
[5]调制叶绿素荧光动力学参数及其计量关系的意义和公理化讨论[J]. 张阿宏,齐孟文,张晔晖. 核农学报. 2008(06)
[6]藻类生物学评价在水质监测中的应用[J]. 刘宇,沈建忠. 水利渔业. 2008(04)
[7]水质监测中藻类植物的应用研究进展[J]. 王丙莲,杨艳,张利群,杨俊慧,孟庆军,马耀宏,史建国. 山东科学. 2007(01)
[8]微弱信号检测技术综述[J]. 于丽霞,王福明. 信息技术. 2007(02)
[9]叶绿素荧光分析技术及应用进展[J]. 李晓,冯伟,曾晓春. 西北植物学报. 2006(10)
[10]非调制式荧光仪测定叶绿素荧光参数的研究[J]. 赵弢,高志奎,徐广辉,王梅,高荣孚. 生物物理学报. 2006(01)
硕士论文
[1]叶绿素荧光检测技术及仪器的研制[D]. 魏红艳.天津大学 2009
[2]叶绿素a荧光计设计与开发[D]. 范陈清.中国石油大学 2009
[3]海水中叶绿素a含量监测系统的研究[D]. 付晓丹.哈尔滨工业大学 2007
[4]用于海藻现场检测的荧光光谱仪的研究[D]. 王宝涛.中国海洋大学 2007
本文编号：3731339
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3731339.html
