基于超声辅助技术的快速检测方法理论研究及应用

发布时间：2017-08-31 23:11

  本文关键词：基于超声辅助技术的快速检测方法理论研究及应用

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【摘要】：针对我国水资源短缺、水质污染事件层出不穷以及在我国缺乏可靠的多参数在线水质检测手段的现状,本文通过研究广大科技工作者在先进水质检测技术领域的大量有益工作,围绕国内外最新研究成果,提出通过超声辐照加速水样消解过程的技术,用以加快难检测水质参数(如COD、总磷、总氮等)的检测过程,研究了在水质检测前处理过程中对水样进行超声辐照的消解作用原理,提出了基于超声辅助消解水样技术的快速水质检测方法UASD (Ultrasonic Assisted Sample Digesting)法。本课题是环境检测科学、超声化学、超声学、仪器科学的交叉研究领域,以超声化学、声学原理和声学仿真技术作为研究手段,提出了应用于水质检测的超声化学系统的设计方案,选定了浸入式声化学反应器作为UASD法加快水样消解的声学系统模型,初步探讨了功率超声的频率、声强等物理因素对超声辅助水质检测的影响,初步优化了用于水样消解反应的超声频率、声强等物理参数,并配套设计了声变幅杆。针对该功率超声系统应用在水质检测上的实际效能,以水质COD参数为例,设计一系列实验验证了UASD法在常温常压下的水样消解效果,找到UASD法的最佳消解时间为4min,并验证了UASD-SP法的广泛适用性。以自行设计的功率超声水样消解系统为基础,以UASD-SP法为指导初步设计了基于功率超声辅助技术的快速水质检测系统(以水质COD的检测为例)。并选用一系列浓度的COD标准溶液(浓度10mg/L-400mg/L)对系统样机的初步性能进行测试,COD检测值的相对误差在-3.9%-2.1%(低于10%),相对标准误差RSD≤10%,测试结果表明该系统基本满足对COD标准溶液进行快速检测的技术需求。最后,对所做的研究工作做了总结,并针对研究内容对有待继续进行深入研究的问题进行了分析和展望。
【关键词】：水质检测 功率超声 声化学反应器 水质检测系统 实验分析
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X832
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 课题研究背景8-9
• 1.2 国内外水质检测技术的研究近况9-13
• 1.3 主要研究内容13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 第二章 超声辅助水质检测技术研究15-45
• 2.1 水样检测前处理消解方法原理15-19
• 2.2 已消解水样检测技术-分光光度法(SP)19
• 2.3 水质检测领域功率超声技术的应用研究19-44
• 2.4 本章小结44-45
• 第三章 超声辅助水质参数检测的实验研究45-56
• 3.1 实验平台搭建45-46
• 3.2 超声辅助消解检测水质COD实验46-55
• 3.3 本章小结55-56
• 第四章 超声辅助技术的水质快速检测系统设计56-66
• 4.1 总体设计56-61
• 4.2 控制系统硬件设计61-65
• 4.3 本章小结65-66
• 第五章 系统实现与实验66-72
• 5.1 水质自动采样性能检测66-68
• 5.2 超声辅助水质检测系统性能检测实验68-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第六章 结论72-74
• 6.1 总结72-73
• 6.2 展望73-74
• 参考文献74-79
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文79-80
• 致谢80

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本文编号：768482