基于金属波导毛细管的柴油泄漏检测仪研制

摘要

水是生命之源，纯净无污染的水资源对于人类的生产生活至关重要。近代以来，伴随着人类的生产生活，石油类物质的漏油污染越来越严重。快速准确的检测石油污染，对于污染的控制以及后期治理就显得尤为重要。高灵敏度的石油类物质检测，具有极其重要的实用价值。
　　本文调研了石油污染测量的原理和方法，重点研究了红外分光光度法以及紫外分光光度法在水体中石油类物质测量中的应用，比较了二者的优缺点以及测量精度。本文还研究了石油的乳状液理论，包括超声对于乳状液形成的影响。在此基础上，本文提出了一种基于可见光波段的石油污染测量方法，并设计了一套完整的测量方案。该方案使用505nm青光光源，以柴油作为样品，测量了柴油的乳状液浓度。该方案的优点在于使用了液体金属波导毛细管传感器，提高了光程，同时提高了测试灵敏度。
　　在测试过程中，本文还研究了系统噪声对于测量灵敏度的影响，系统噪声的降低对于提高系统测量灵敏度具有非常重要的意义。为了降低噪声，本文优化了整体的系统设计，并研究了溶液的流速对于系统噪声的影响，选取了最佳流速。
　　本文用自制的液体金属波导毛细管测量了柴油的酒精溶液，以及柴油的乳状液，并分别用安捷伦紫外-可见光分光光度计进行了测试。经过数据处理，对比了二者的优缺点，得出了本文设计的金属波导毛细管传感器光度计的优势之处，在测量乳状液方面提高了测试精度，达到检测极限的油膜厚度为1.33nm。后总结了本文设计的液体金属波导毛细管传感器光度计的优缺点，并对后期优化提出了改进方向。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景及意义

1．1．1 石油污染现状

1．1．2 石油污染危害

1．2 石油污染检测研究现状

1．3 论文主要任务

2 实验原理

2．1 光学检测原理

2．1．1 分光光度计的原理及应用

2．1．2 液体波导毛细管

2．1．3 金属波导毛细管

2．1．4 朗伯比尔定律

2．2 乳状液理论

2．2．1 乳状液定义

2．2．2 乳状液分类

2．2．3 乳状液光学性质

2．3 乳化剂

2．3．1 乳化剂分类

2．3．2 表面活性剂

2．3．3 表面活性剂的选择

2．4 超声乳化

2．4．1 超声乳化原理

2．4．2 超声应用

3 实验设备及过程

3．1 金属毛细管传感器制作

3．2 系统搭建

3．2．1 激光光源系统

3．2．2 激光探测系统

3．3 紫外测试

3．3．1 溶液配制

3．3．2 分光光度计测试

3．3．3 金属波导毛细管测试

3．4 可见光测试

3．4．1 溶液配制

3．4．2 实验测试

4 实验总结

4．1 系统噪声测试

4．1．1 系统整体降噪

4．2 紫外波段测试

4．2．1 分光光度计测试

4．2．2 金属波导毛细管测试

4．3 可见光波段测试

4．3．1 分光光度计测试

4．3．2 金属波导毛细管光度计测试

4．4 油膜测试

4．4．1 油膜提取

4．4．2 测试结果分析

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢