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基于紫外可见吸收光谱的水质色度测定标准与COD测试方法的研究
作 者: 赵晓伟
导 师: 沈为民
学 校:
专 业: 光学工程
关键词: 水质检测 光纤传感器 光纤光谱仪 光谱分析 色度 化学需氧量(COD)
分类号: O433.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 4次
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内容摘要
本文主要研究基于紫外可见吸收光谱的水质色度测定标准和COD(化学需氧量)测试方法。为了使该方法更好的应用于水质的自动化测量,设计开发一种宽光谱水质在线检测系统,该系统主要由光源、传感器、准直与分光系统、光电检测与转换系统、数据采集与处理系统等部分组成。相比传统的人工取样、实验室分析水质检测过程,该系统不使用任何化学试剂,能够实现水质的实时在线检测,具有携带方便、操作简单、成本低、响应迅速、可靠性高等优点。本文研究的内容主要包括以下几个方面:1、光纤水质传感器的设计与制备。传感器采用四通结构设计,由钛合金材料(TC4)加工而成;传感器的横向两端连接入射光纤和出射光纤,作为传感器的传感区域,光纤与传感器之间接有光纤准直透镜;传感器的纵向区域允许水样自由流动,两端均有一个中空的螺帽结构,用于固定滤网,防止水体中的悬浮物质对测量造成干扰。测量时,只需将传感器浸入水中即可。2、水体色度的光谱特性分析与计算研究。通过分析色度标准溶液(铂-钴标准溶液)的光谱特性,结合国家标准GB/T7921-2008推荐的色差公式,提出基于三波长透过率测量水体色度的光谱分析方法。3、COD的光谱特性分析与计算研究。分析邻苯二甲酸氢钾标准溶液的光谱特性,利用面积积分和多元线性回归测量水样的COD;研究同时测量混合有机物组分(苯、二甲苯、氯苯、硝基苯)含量的方法。4、USB光纤光谱仪设计与组装。将系统的准直与分光模块、光电探测与转换模块、A/D转换器集成,组装一台微型USB光纤光谱仪。光谱仪的波长准确度在0.3nm以内,光谱带宽小于2nm,满足溶液的光谱测量要求。5、系统测试。搭建宽光谱水质检测系统,基于该系统测量水样色度和COD,并建立标准校正曲线,应用于实际水样测量。
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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 光学 > 光谱学 > 光谱测量
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