激光光谱技术的水质监测零碎研讨_赢现金捕鱼

激光光谱技术的水质监测零碎研讨

泉源:/ 作者:余氯检测仪 工夫:2019-07-08

  择要:为了可以敏捷精准判别水质的身分,提出了应用激光光谱技术对水质的检测办法,此零碎接纳87C52单片机作为零碎的中心,组建了共聚焦式检测子零碎,收罗零碎则用USB3.0协议与上位机停止通讯。经过对水体外表受激而发生的荧光信号停止光谱剖析,可以定量剖析水质身分。本实行在室内光源下停止,疏忽了配景光的影响,失掉的实行数据较为精确。实行后果标明检测到的荧光信号与水体受净化水平成精良的相干性,可以作为水体净化检测的目标。

  要害词:激光光谱技术 水质监测 光谱剖析 DOM

  1 弁言

  21世纪随着古代产业的高速开展,情况净化题目日益凸显,而水体的净化是此中的一个紧张净化,但是传统的水质监控办法需求实地收罗水样,任务服从低,及时性差,一旦水域面积过大就欠好操纵,无法到达及时监测的目标。

  本文接纳激光光谱技术来对水质停止监测,其次要接纳的是激光诱导荧光技术,向待测的水样发射高强度的激光,激光可以使水体中相称数目的分子提拔到激起量子态,故荧光光谱的敏捷度失掉了进步,从而到达对大面积水域的及时疾速的监测,别的该技术另有非打仗和不需传统试剂的长处。

  2 激光光谱技术原理

  波谱特性是物质自身的属性和形态,差别的物质,其对应的波谱特性独一。本零碎中接纳激光诱导荧光的办法,运用激光器作为激起a光源使水体外表发生荧光,用光谱仪丈量此能级所发射的荧光光谱来并可以从中取得这个能级跃迁后的各停止分子能级信息。荧光强度的强弱与其分子构造等参量严密相干既荧光强度与物质自身属性有关,当统一物质在相反激起条件下激起的荧光其荧光强度与物质浓度成正相干,故可以对物质停止定量剖析。

  (1)本零碎中次要停止的是定量剖析,用水体中溶解无机物(DOM)的浓度来判别水体净化水平。并且已知DOM溶液的荧光强度和溶液吸取光能的水平以及物质的荧光量子频率有关。

  (2)此中i次要由荧光物质的量子服从决议,为一常数;为入射光强度;为透色光强度;为吸取系数;为样品池厚度;为DOM浓度。依据朗伯―比尔定律有以下公式:

  (3)当DOM溶液浓度较低(2.303≤0.05)时,高阶项级数可以省略不计,故式(3)可以化为:

  (4)由式④捕鱼赢现金可以看出在DOM稀溶液时(契合湖泊等理想状况),当i、、稳定时,荧光强度与DOM在水中的浓度成线性干系。

  3 激光光谱技术水质探测零碎

  3.1 零碎原理图

  零碎的根本框图如图1所示。它应用了YAG激光器的三倍频输入355nm激光,然后应用主物镜的光学特性将激光束聚集在待测DOM水样外表的一个点或地区内,在该地区内的水样会激起出荧光,荧光会经主物镜酿成平行光,经过二色镜后被靠拢到针孔处。经过滤光片滤除杂光,然后荧光信号会由光电探测器探测到模仿信号,颠末电子缩小电路将模仿信号缩小,由A/D转换为数字信号,再由PC机完成数据的剖析,从而失掉此水样的净化情况。

  3.2 零碎组成

  (1)激光器。选择激光器,次要要服从以下条件:光源的功率和转换服从;激起光的光谱所掩盖的范畴;光源的波动性及牢靠性等。本零碎接纳的是YAG激光器(3倍频)。

  (2)光电探测器。本零碎最初接纳的是光电倍增管,其外部电路可以缩小增益,可省略图1中的电子缩小电路局部,本钱低落,敏捷度大幅进步。

  (3)滤光片和光学透镜。透镜的数值孔径越大,其采光服从越高。多波长荧光检测器用短通路剪切式滤光片或宽带的光通带滤光片插在光源与流畅池之间,作为激起滤光片限定最大激起波长。

  4 实行后果剖析

  设置装备摆设腐殖酸浓度为O.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L、2.5mg/L、3.0mg/L、3.5mg/L、4.0mg/L的DOM水样给一份,用本文所设计的水质监测零碎测得数据,然后将实行后果归一化后失掉酸浓度的线性拟和和荧光强度如下图2所示,从图中捕鱼赢现金可以看出其线性拟和的相干系数到达0.999。

  从实行后果图捕鱼赢现金可以看出差别浓度的DOM其归一化荧光强度差别,而且两者成反比干系,为激光光谱技术水质监测零碎来及时敏捷的监测大面积的水域的水质净化情况提供实际根据。

  5 结语

  引见了应用激光诱导荧光根底上的激光光谱技术的水质监测零碎的设计。此设计可完成无效、疾速、平安的看待测水域的监测,其监测使无第二次净化,经济效益高,操纵方便,尤其是对DOM低浓度的水域监测的精度高,结果好,对古代情况维护中对水质的及时维护提供了强无力的迷信武器,并且可以推行到大面积水域的及时动态监测。

  参考文献

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  [2]李宏斌,刘文清,张玉钧 等.水体中溶解无机物激起诱导荧光光谱剖析办法[J].光谱学与光谱剖析,2006,26(11):2065-2068.

  [3]江月松.激光诱导荧光遥感零碎设计[J].光学技术,2002,28(11):229-231.

  [4]李宏斌,刘文清,张玉钧 等.激光诱导荧光水体净化遥测数据定量剖析办法[J].光学技术,2007,36(31):476-478.

  [5]李麦亮.激光光谱诊断技术及其在发起机熄灭研讨中的使用[D].湖南:国防迷信技术大学,2004.

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