溶液浓度变化实时检测系统的设计

摘要

设计了一套基于DSP视频信号处理的浓度检测系统,用于实时动态监测溶液的二维浓度分布变化.利用马赫曾德尔干涉仪检测溶液折射率变化,用CCD现场记录干涉条纹,最后用DSP实时处理干涉条纹视频图像以获取溶液浓度变化.介绍了系统的硬件框架以及视频信号处理算法.实验测试显示,该系统能对单一溶质溶液浓度变化进行实时定量检测;在多溶质条件下,通过分析主要溶质浓度的变化,能定量估算主要溶质的浓度变化.以铁在浓度为0.5 mol/L的H2 SO4溶液中、扫描速度为2mV·s-1的动电位极化实验为例,测得阳极活化区的电位为-0.428 V时,电极/溶液界面处FeSO4的浓度峰值为(9.2±0.2)×10-3 mol/L.实验结果表明,该系统精度较高,稳定性好,能够对溶液浓度变化进行实时在线检测.