基于紫外-可见吸收光谱的饮用水多参数检测系统的研究
发布时间：2022-12-07 18:50
承载着生命起源的水资源是大自然不断发展的“杰作”。水资源的普遍性和重要性可以在生活的各个领域得到肯定。但是,近年来随着经济的飞速发展,人们却忽视了水质安全问题,尤其是饮用水的污染会严重威胁人类的健康与发展。因此,及时、有效、全面、准确地获取水质参数以应对突发性饮用水事故、确保饮用水安全是至关重要的。水质检测,作为最有效的实时分析技术,为水资源的管理、保护和发展规划提供了科学依据。本文以吉林省环保厅“饮用水水源地水质现场应急监测方法研究”项目和吉林省科技发展计划项目“饮用水安全检测仪的研制”为依托,研究基于紫外-可见吸收光谱法的水质检测技术,设计了一款实时在线多参数水质检测系统。该检测系统具有低成本、快速准确、自动化、稳定性好等优点,可同时检测硝酸根、COD、总磷三种重要水质参数的浓度,适用于低浓度范围的饮用水水质参数的实时测量。本文从以下几个方面进行了研究:（1）首先提出了水质检测研究背景和意义,对常见水质检测方法进行分类,还探究了基于紫外-可见吸收光谱的原理以及饮用水中三个参数的重要意义。最后,结合国内外基于紫外-可见吸收光谱的检测仪的研究进展和现阶段所存在的问题,确定本文研究的检测...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 水质检测的常用方法
1.2.1 光电检测技术
1.2.2 光谱技术
1.2.3 建模与算法
1.3 基于紫外-可见吸收光谱的检测
1.3.1 紫外-可见吸收光谱检测原理
1.3.1.1 光谱的分类
1.3.1.2 紫外-可见吸收光谱产生和特征
1.3.1.3 朗伯-比尔定律
1.3.2 紫外-可见吸收光谱检测应用
1.3.2.1 硝酸盐
1.3.2.2 化学需氧量
1.3.2.3 总磷
1.3.3 UV-Vis水质检测仪的研究现状
1.4 主要研究内容
第二章 紫外-可见吸收光谱水质检测系统的设计
2.1 检测系统的总体结构设计
2.2 检测系统的光路结构设计
2.2.1 光源
2.2.2 分光系统
2.2.3 样品池
2.2.4 光电检测器
2.3 检测系统的硬件电路设计
2.4 检测系统的软件设计
2.5 本章小结
第三章 多参数检测系统的测试与结果分析
3.1 实验器材
3.1.1 主要试剂
3.1.2 实验仪器
3.2 实验方法
3.2.1 配制标准溶液
3.2.2 紫外-可见吸收光谱测试与分析
3.2.2.1 硝酸根光谱的标准曲线
3.2.2.2 COD光谱的标准曲线
3.2.2.3 总磷光谱的标准曲线
3.2.3 检测系统的测试与分析
3.2.3.1 硝酸根吸收特征曲线
3.2.3.2 COD吸收特征曲线
3.2.3.3 总磷吸收特征曲线
3.3 实验结果
3.3.1 检测系统硝酸根测试结果
3.3.1.1 硝酸根标准曲线模型建立
3.3.1.2 硝酸根误差分析
3.3.2 检测系统COD测试结果
3.3.2.1 COD标准曲线模型建立
3.3.2.2 COD误差分析
3.3.3 检测系统总磷测试结果
3.3.3.1 总磷标准曲线模型建立
3.3.3.2 总磷误差分析
3.4 实验验证
3.4.1 系统应用验证
3.4.2 其他性能验证
3.5 本章小结
第四章 总结与展望
4.1 工作总结
4.2 工作展望
参考文献
作者简介及所取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
博士论文
[1]基于多光谱信息融合的水质COD检测模型与实验研究[D]. 周昆鹏.燕山大学 2017
硕士论文
[1]基于紫外—可见光谱水质检测光学系统的研究与设计[D]. 邓思兴.重庆理工大学 2018
[2]光谱法水质参数检测技术研究[D]. 颜青.浙江大学 2018
[3]紫外—可见光谱水质COD检测的原理、仪器及方法技术研究[D]. 张峥.重庆大学 2017
[4]基于紫外吸收光谱法水质检测算法研究及系统设计[D]. 韩博宇.吉林大学 2016
[5]多参数水质检测仪测控系统优化设计与实验[D]. 于志强.重庆大学 2015
[6]基于ARM的多参数水质检测仪测控系统设计与实验[D]. 周小峰.重庆大学 2014
[7]硝酸盐、磷酸盐溶液的紫外吸收光谱的研究[D]. 王睿.江南大学 2009
本文编号：3712651
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 水质检测的常用方法
1.2.1 光电检测技术
1.2.2 光谱技术
1.2.3 建模与算法
1.3 基于紫外-可见吸收光谱的检测
1.3.1 紫外-可见吸收光谱检测原理
1.3.1.1 光谱的分类
1.3.1.2 紫外-可见吸收光谱产生和特征
1.3.1.3 朗伯-比尔定律
1.3.2 紫外-可见吸收光谱检测应用
1.3.2.1 硝酸盐
1.3.2.2 化学需氧量
1.3.2.3 总磷
1.3.3 UV-Vis水质检测仪的研究现状
1.4 主要研究内容
第二章 紫外-可见吸收光谱水质检测系统的设计
2.1 检测系统的总体结构设计
2.2 检测系统的光路结构设计
2.2.1 光源
2.2.2 分光系统
2.2.3 样品池
2.2.4 光电检测器
2.3 检测系统的硬件电路设计
2.4 检测系统的软件设计
2.5 本章小结
第三章 多参数检测系统的测试与结果分析
3.1 实验器材
3.1.1 主要试剂
3.1.2 实验仪器
3.2 实验方法
3.2.1 配制标准溶液
3.2.2 紫外-可见吸收光谱测试与分析
3.2.2.1 硝酸根光谱的标准曲线
3.2.2.2 COD光谱的标准曲线
3.2.2.3 总磷光谱的标准曲线
3.2.3 检测系统的测试与分析
3.2.3.1 硝酸根吸收特征曲线
3.2.3.2 COD吸收特征曲线
3.2.3.3 总磷吸收特征曲线
3.3 实验结果
3.3.1 检测系统硝酸根测试结果
3.3.1.1 硝酸根标准曲线模型建立
3.3.1.2 硝酸根误差分析
3.3.2 检测系统COD测试结果
3.3.2.1 COD标准曲线模型建立
3.3.2.2 COD误差分析
3.3.3 检测系统总磷测试结果
3.3.3.1 总磷标准曲线模型建立
3.3.3.2 总磷误差分析
3.4 实验验证
3.4.1 系统应用验证
3.4.2 其他性能验证
3.5 本章小结
第四章 总结与展望
4.1 工作总结
4.2 工作展望
参考文献
作者简介及所取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
博士论文
[1]基于多光谱信息融合的水质COD检测模型与实验研究[D]. 周昆鹏.燕山大学 2017
硕士论文
[1]基于紫外—可见光谱水质检测光学系统的研究与设计[D]. 邓思兴.重庆理工大学 2018
[2]光谱法水质参数检测技术研究[D]. 颜青.浙江大学 2018
[3]紫外—可见光谱水质COD检测的原理、仪器及方法技术研究[D]. 张峥.重庆大学 2017
[4]基于紫外吸收光谱法水质检测算法研究及系统设计[D]. 韩博宇.吉林大学 2016
[5]多参数水质检测仪测控系统优化设计与实验[D]. 于志强.重庆大学 2015
[6]基于ARM的多参数水质检测仪测控系统设计与实验[D]. 周小峰.重庆大学 2014
[7]硝酸盐、磷酸盐溶液的紫外吸收光谱的研究[D]. 王睿.江南大学 2009
本文编号：3712651
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