基于图像技术水质多参数在线检测装置开发

摘要

水质检测是电力，冶金，石化等行业中的重要环节。而硅酸根离子、氯离子检测又是水质检测的重要组成部分，火电厂中硅酸根的含量超标会造成锅炉过热器积盐及汽轮机叶片积垢，水汽循环系统中氯离子浓度过高容易造成换热设备的积盐、结垢和腐蚀，对整个生产系统造成严重的危害。因此，监测分析水质硅酸根离子、氯离子浓度对设备防护和水质控制具有重要意义。
　　本文针对水质多参数快速、方便、准确检测的需求，开发了一种水质多参数浓度自动在线检测装置。该装置以 LabVIEW为软件开发平台，依据待测离子与其他试剂反应产生的颜色变化，采用图像技术采集有色溶液图像并进行数据处理分析。该装置的硬件主要由计算机系统、智能相机、继电器输出模块、无影稳压光源、恒压泵、电磁阀等组成，并通过LabVIEW软件控制各试剂加药量。
　　本装置对硅酸根离子进行检测研究，采集有色溶液图像，依据有色溶液浓度和图像颜色特征值间的相关性，在线性区间0-3.2mg/L浓度范围选择G值作为最佳颜色特征值，绘制标准曲线。本装置对氯离子进行检测研究，根据颜色值变化曲线的拐点，选择G值做为研究的颜色特征值，并建立硝酸银在拐点处体积与氯离子浓度数学模型，具有较高的准确性。进行了硅酸根离子、氯离子重复性检测，并同别的方法进行了对比分析，较对比方法得出的相对误差值较小。由此说明，分析方法与装置具有较好的稳定性，能够满足水质参数分析的需要。

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第1章 前 言

1.1 课题研究的背景意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3 图像检测研究现状

1.4 本课题主要研究工作

第2章 装置的测量原理及方法

2.1 图像检测基本理论

2.2 图像法测量原理

2.3 颜色特征值与溶液浓度的联系

2.4 本章小结

第3章 检测装置硬件系统设计

3.1 测量装置影响因素分析

3.2 检测装置设计

3.3 装置设计特点及工作流程

3.4 本章小结

第4章 在线检测软件系统设计

4.1 虚拟仪器简介

4.2 装置软件设计

4.3 功能模块介绍

4.4 本章小结

第5章 硅酸根离子检测研究

5.1 试验方法及步骤

5.2 颜色特征值的优选

5.3 绘制标准曲线

5.4 重复性检测与对比分析

5.5 本章小结

第6章 氯离子检测研究

6.1 试验方法及步骤

6.2 颜色特征值的优选

6.3 绘制标准曲线

6.4 重复性检测与对比分析

6.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢