一种斜光路光电比色结构水质在线分析仪的研究

摘要

基于分光光度法的水质在线分析仪在检测水质因子时，如果水质因子的浓度及仪器光电比色结构的灵敏度过低，测量精度将受到很大影响。如果可以进一步提高灵敏度，这种检测方法将具有新的生命力。根据朗伯-比尔定律可知，增加吸收光程的长度，灵敏度则相应成比例的提高，因此，对增加吸收光程的研究在分光光度法水质分析领域具有重要的意义。本课题研究的斜光路光电比色结构水质分析仪是一种基于分光光度法的单因子监测型水质检测设备，比色部分采用了一种新型斜光路光电比色结构，这种光路结构与传统垂直入射光路结构相比，可以在不改变比色皿规格的情况下增加吸收光程，提高测量的灵敏度，同时保证了测量精度不受影响。
　　本课题研究的斜光路光电比色结构水质分析仪控制部分采用了运行稳定可靠的PLC控制系统;监测部分采用了多模块设计，维护更加方便，设备利用率更高。本设计采用精确的步进电机驱动蠕动泵工作，可视化光电液位计量系统进行精确计量;光电比色模块采用了本课题设计的新型斜光路光电比色结构;使用软件方法排除液位计量时气泡的干扰，并对PLC采集的输入模拟信号进行滤波处理。目前，本课题已将斜光路光电比色结构应用于氨氮水质分析仪中，并完成了其性能测试。实验数据表明，与垂直入射光电比色结构水质分析仪相比，斜光路结构在保证示值误差、稳定性、重复性等指标符合要求的前提下，提高了仪器测量的灵敏度。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 课题研究的现状及发展趋势

1．3 水质分析仪的构成原理

1．3．1 水质检测方法

1．3．2 水质分析仪构成原理

1．3．3 水质在线分析仪的主要性能指标

1．4 本课题水质分析仪应用的基本检测方法

1．4．1 分光光度法

1．4．2 吸光度与测量误差

1．4．3 吸收光程与灵敏度

1．4．4 偏离朗伯-比尔定律的因素及解决方案

1．5 课题研究的主要内容、目标及创新点

1．5．1 主要内容

1．5．2 主要目标

1．5．3 创新点

第二章 斜光路光电比色结构的设计与实现

2．1 光路结构介绍

2．2 斜光路光电比色结构设计

2．2．1 比色支架结构设计

2．2．2 检测光源驱动电路设计

2．2．3 检测光IC驱动电路设计

2．2．4 加热模块

2．3 斜光路光电比色结构可行性分析

2．3．1 数据呈现方法

2．3．2 影响因素分析

2．3．3 斜光路光电比色结构性能测试

第三章 斜光路光电比色结构水质在线分析仪的研究

3．1 斜光路光电比色结构水质在线分析仪的构建

3．1．1 硬件设计

3．1．2 软件设计

3．1．3 分析仪工作流程

3．2 性能测试

3．2．1 安全性能指标测试

3．2．2 技术性能指标测试

第四章 总结与展望

研究成果

参考文献

致谢