基于紫外吸收光谱法水质检测算法研究及系统设计

发布时间：2017-11-19 18:00

  本文关键词：基于紫外吸收光谱法水质检测算法研究及系统设计

  更多相关文章： 紫外吸收光谱法 FPGA 修正算法 硝酸盐氮 化学需氧量

【摘要】：水是生命之源,它哺育了地球的文明,人类社会的发展更离不开水的滋润。水质检测系统为我们提供了安全可靠的保障,实时在线水质检测仪,不但检测速度快,实时性高,而且成本低、操作简单,适合广泛使用。目前水质检测仪正向着自动化、智能化、多功能化以及集成化方向发展。本文基于吉林省科技厅基础处“多传感器水环境监测系统设计研究(20140101224JC)”项目,利用紫外吸收光谱法,设计了一款实时在线水质检测系统。以FPGA(现场可编程逻辑门阵列)为控制核心,充分发挥FPGA运行速度快、有并行处理数据能力等特点。该水质检测系统具有无化学试剂添加、快速、现场显示检测结果等优点。可同时测定硝酸盐氮、COD(化学需氧量)浓度,适于水源地及清洁地表水的水质实时检测。本文从以下几个方面进行研究:1.研究紫外吸收光谱法检测硝酸盐浓度的修正算法。直接紫外吸收光谱法检测水样中硝酸盐及COD浓度,会受到水体中干扰物质的影响,产生不确定偏差。本文对比双波长法、一阶导数、二阶导数光谱法消除干扰的能力,结合所设计的检测系统性能,选择双波长修正法检测水中硝酸盐浓度,以220nm处的吸光度值为测量值,利用275nm处的吸光度进行光谱修正。2.设计水质检测系统整体结构。本文基于紫外吸收光谱法所设计的水质检测系统主要包括以下几个部分:光源、分光系统、样品池及光电检测系统。选择氘灯为检测系统的光源,凹面全息光栅为分光系统核心部件,通过控制步进电机,选择输出紫外波段所需波长。光电检测系统由光电池接收信号进行光电转换,电信号经放大电路及模数转换电路,将最终测量参数浓度数据显示在LCD屏上。该检测系统体积小,可完成样品自动采集,具有检测速度快,可实时显示等特点。3.设计水质检测系统控制软件。本文将现场可编程门阵列FPGA用于水质检测系统中,利用硬件描述语言Verilog进行程序编写及软件控制,实现精确地定位输出选定的紫外波长及采集光谱数据、建立算法和反演模型等。4.利用检测系统进行水质检测实验。在完善检测系统、调试系统整体性能的基础上,对仪器性能做相应的分析,通过标准溶液实验与待测水样的应用实验,验证本文研制的水质检测系统的可靠性。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X832

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘耀东,张立军;舟山海岛水产品出口加工企业生产用水水质检测[J];预防医学文献信息;2000年03期

2 杨幼清,赵学峰,左丽华;洪水灌入深井后的水质检测[J];浙江预防医学;2001年01期

3 冯富华;;农村判断水质的简易方法[J];农家科技;2001年05期

4 沈碧莲,叶美霞,沈宏振,吴文有,廖瑞龙;庆元县农村自来水水厂水质检测分析[J];预防医学文献信息;2002年06期

5 冯敏;;气相色谱在水质检测中的应用[J];黑龙江水利科技;2009年01期

6 范爱萍;王洋;;应用水质检测的方法判断地面下漏水源头[J];城镇供水;2010年03期

7 贺红萍;;加强水质检测实验室仪器设备的管理工作分析[J];中国石油和化工标准与质量;2011年08期

8 罗玮;;浅谈污水水质检测[J];科技创新导报;2012年24期

9 黄惠蓉;;浅析如何利用日常水质检测手段协助供水稽查工作[J];科技信息;2013年18期

10 周海刚,邢志军,冯萍,毕毅;提高水质检测水平促进水质管理工作[J];中国科技信息;2005年13期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 刘玉莲;李寅生;薛桂萍;;水质有机污染与健康研究[A];吉林省预防医学会2004年预防医学学术研讨会论文集[C];2004年

2 程浩;郎兆新;张丽华;;利用化学反应平衡模型进行地下水质检测[A];第十四届全国水动力学研讨会文集[C];2000年

3 徐启龙;严婧;赵雪琴;梁自成;;太湖水质条件对旅游开发的影响[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

4 刘莎;谌志强;杨栋;邱志刚;王景峰;金敏;王新为;陈照立;李君文;;用于水中常见大肠杆菌的LAMP快速检测[A];2011年全国环境卫生学术年会论文集[C];2011年

5 纪秀荣;刘娴;赵连德;;2008年辽河油田一线员工生活饮用水水质检测情况[A];第六届预防医学学术交流会论文集[C];2009年

6 赵连德;纪秀荣;刘娴;;欢喜岭采油厂一线员工生活饮用水水质检测报告[A];第六届预防医学学术交流会论文集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 韩睿华 通讯员 陈玉璐;北京排水集团水质检测中心为京城水系诊脉[N];中国建设报;2006年

2 记者 董馨 通讯员 张继伟;四位水质检测专家飞赴平武[N];长春日报;2008年

3 记者 葛铸聪邋通讯员 陈洁瑜;东营区建成农村集中供水水质检测体系[N];东营日报;2008年

4 记者 陈志坚;在生命源头为健康把关[N];中山日报;2010年

5 记者 刘佳;辽宁输欧水产品水质检测完成[N];辽宁日报;2010年

6 YMG记者 孙致霞　孙长波 通讯员 孙荣;50多个检测点水质检测达标[N];烟台日报;2010年

7 记者 彭跃东　通讯员 宁兆新;水务集团引进国际尖端水质检测设备[N];沈阳日报;2011年

8 本报记者 陈莹莹　实习生 蒋敏;加强水质检测 保证用水安全[N];绵阳日报;2011年

9 记者 唐爱平;首批农村水质检测车交付使用[N];湖南日报;2012年

10 本报通讯员 许明芳 本报记者 许震宁;一个标准：跨越106项水质新国标[N];南京日报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 汤斌;紫外—可见光谱水质检测多参数测量系统的关键技术研究[D];重庆大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 刘国龙;自清洁非线性pH电极的研制[D];吉林建筑大学;2015年

2 韩博宇;基于紫外吸收光谱法水质检测算法研究及系统设计[D];吉林大学;2016年

3 刘付勇;常规参数水质检测系统的设计与实验[D];重庆大学;2011年

4 宋秀峰;海洋水质检测系统中多传感器数据融合技术的研究[D];燕山大学;2013年

5 陈杰;小型USV水质检测系统设计[D];厦门大学;2014年

6 王磊;吉林市松花江洪水期间水质检测与分析[D];吉林大学;2011年

7 马新乐;基于水质检测的化学研究性学习教学设计[D];天津师范大学;2014年

8 唐慧儒;典型褐煤脱水提质及所脱水分的净化回收研究[D];浙江大学;2015年

9 余小柳;面向紫外光谱水质分析系统的双光程差分结构探头设计与实现[D];重庆大学;2014年

，

本文编号：1204386