论文部分内容阅读
浊度反映水体的清洁程度，是水质指标的重要参数。我国的水体环境形势严峻，水环境监测技术发展却相对滞后。特别是在湖泊等水体的探测中，没有形成大规模的长期在线监测传感网络。为了完备水环境监控网络，一种新型长期在线浊度传感器的研制已成为必需。
由于水下环境的复杂性，光学传感器的出光窗口极易受到污染。即使使用机械清洁装置，仍然难以去除钙盐等附着物。数据的有效性随着时间逐渐降低，必需定期进行人工维护，进行器件的清洁和校准。因而，确保数据的有效性，延长人工维护周期，是在线浊度探测器的重要设计需要。
针对水下浊度探测领域的需要，本文提出了一种利用双散射光功率的比值表征浊度的方法。该方法不同于常规方法，具有良好的抗干扰能力。基于这一方法设计的新型浊度探测结构，满足严格的90°散射探测，对光源漂移或者出光窗口污染等干扰不敏感，特别适宜于湖泊浊度的测量。
浊度传感器的原型机的研制主要包括以下三个方面的内容。一是传感器的结构分析与设计。包括测量方法的分析，浊度探测标准的选用，探头的CAD设计。同时对自清洁系统进行了分析与实现。二是硬件系统的搭建。包括器件选型，供电电路和MSP430控制电路的综合分析与设计。三是软件系统的综合设计。包括各模块的编程与配置及软件滤波算法的实现。
最后对浊度传感器原型机进行了验证。包括对本文提出的双散射光比值法的校验以及推导的单位衰减度与浊度系数的关系的验证。同时对浊度传感器的量程、重复性以及抗干扰性能进行了实验室测试。