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随着全球工业和经济的飞速发展,水资源污染越来越严重。水质监测能及时、全面、准确的反映水体环境污染情况,是制定污染防治规划和环境保护的基础和前提。传统水质检测方法主要基于化学分析、原子光谱、色谱分离等技术,这些检测方法虽然精度高、可靠性好,但往往依赖于实验室的大型分析仪器,存在检测速度慢、操作复杂、有二次污染、价格昂贵等缺陷,难以满足现代水质实时在线监测的需求。而基于紫外光谱解析的水质监测技术是一种基于朗伯比尔定律的光学分析方法,具有检测速度快、操作简单、无污染、低成本等特点,在水质在线监测中具有明显优势,已成为现代水质监测技术的重要发展方向。 本文结合我国水质在线监测技术现状及需求,对基于紫外光谱解析的水质在线监测传感器技术展开了研究。主要工作如下: (1)研制了一种基于紫外光谱解析的双参数水质在线监测传感器。传感器由光源、光纤、光电检测、检测池等模块组成。传感器可直接浸入水体中,同时测量化学需氧量、硝酸盐氮两个参数,测量过程迅速准确,无二次污染,而且具有结构简单、成本低的优势。 (2)以硝酸盐氮为主对传感器进行了性能测试:通过建立标准曲线、国标法对比、加标回收、最小检测限、稳定性和重复性等实验对传感器的功能进行了验证。传感器性能指标均符合国家相关标准,具有实际应用价值。 (3)针对单波长水质监测传感器的缺陷,初步搭建了全光谱水质检测系统。该系统以MMS UV-VIS微型光谱仪作为检测核心,以FPGA芯片作为驱动和控制核心。根据系统时序和驱动要求,用硬件描述语言VerilogHDL设计了光谱仪和AD转换芯片的驱动和控制电路。 本文对基于紫外光谱解析的水质在线监测传感器技术展开了研究,并取得了一些成果,希望能为后续的研究带来帮助和启发。