基于光电传感的pH值检测研究

发布时间：2024-05-12 15:40

　　介绍一种新型的利用检测待测溶液的反射光谱实现pH值传感的测量方法研究。测量系统主要由LED光源,光电传感器和智能微处理结合组成,其结构紧凑,可自动读取pH值。实验数据证明,光电池输出光生电动势与pH值具有较好的相关性,拟合系数为0.95。通过拟合公式或查找表形式反演pH值,与传统的色卡比对法和常用的氢离子浓度电位测定法相比,该pH值检测方法不受人为因素影响和测量客观环境影响,可连续实时非接触测量,工作于强碱或强酸条件下,具有广阔的应用前景。

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【部分图文】：

图1不同pH值溶液的吸收光谱

据国外研究发现,当527nm波长的绿光照在溶液上,会因溶液的pH值不同,在绿光处的反射光谱强度不同,如图1所示[10]。pH值从4.0～10.4变化,对同一光强的绿光,吸收光谱在pH=10.4时最大,随着pH值减小到7.6时,在527nm波长的峰值逐渐消失,在480nm处出....

图2光电传感pH检测系统组成

本文需要解决两个关键问题:首先,需将待测溶液的pH值变化转换为光谱变化;其次,需将光电转换的输出与pH值建立对应的线性关系。问题一,利用试纸对溶液pH的敏感性,将待测溶液的pH值变化转换为试纸色彩变化。再利用白色光源将试纸色彩变化转化为光谱的波长变化。不同的光电传感器有不同的光谱....

图3光电传感

图2光电传感pH检测系统组成光电池对试纸反射光谱的光电转换需要线性的光电响应特性。光电池的工作模式有开路电压模式,线性电压输出模式和短路电流模式3种形式,只有在短路电流(线性电流)模式时,输入光强和输出电信号才是一个线性关系。只有给光电池提供较小的后续负载电阻,才能使其工作于近....

图4光电检测放大器电路

式中:V01为第一放大器输出;ISC为光电池的短路电流;Rf为反馈电阻。根据式(2),较大的输出电压要求运放选用较大的反馈电阻,然而反馈电阻越大,意味着电阻上的热噪声越大。电阻上的热噪声电压均方值为:

本文编号：3971533