水是生命之源,是大自然赋予人类的宝贵财富。由于人类活动对自然资源的不合理利用和对生态环境的破坏,水资源的可持续利用面临重大的挑战。我国的人均水资源占有量低,水资源地区分布不均,水污染逐年加重。这不仅加剧了水资源短缺的矛盾,而且严重威胁人们饮水安全和生命健康。预防和治理水污染不再是简单的环境问题,而是影响国家长远发展规划的战略性问题。实时高效地掌握水体污染情况,是制订实际可用的治理方案和采取有效的水域保护措施的重要前提。因此提高水质在线监测技术,健全水资源监测系统,对防治水污染具有重要意义。目前水质在线监测方式主要为站房式和浮标式,前者发展较早,在我国应用普遍,其检测原理主要为试剂法,能实现多种水质参数的实时检测,但存在系统复杂,投资建设成本高,维护量大,耗能且易造成二次污染等问题;浮标式水质在线监测主要采用光谱法和电极法,全自动监测,系统运行耗电少,建设和维护成本低,投放便捷,采用原位检测,无二次污染。浮漂式水质在线监测虽然起步晚,但由于其显著的优势发展迅速。本课题针对基于光谱法的浮标式水质在线监测的传感器进行了技术研究和设计,选定光谱分析法应用于水质检测,利用物质吸光特性的差异,依据朗伯-比尔定律得出水质参数的浓度和吸光度的关系,进行某种水质参数的定量分析。此方法不需要任何化学预处理,操作简单,测量周期短,尤其是不会对环境构成二次污染,非常适用于水质在线快速检测。由于水中很多离子、有机物的吸收波长包含在紫外-可见光范围内,所以本课题选择紫外-可见吸收光谱法进行应用于水质检测仪器的技术和实验研究。并初步探讨了浊度、温度、其它离子以及环境因素等对光谱检测的影响,研究了传感器信号调理电路设计理论等。针对光谱应用于水质检测功能,设计了单光源和双光源机械结构,提出了占空比调整光源功率从而改变传感器量程的新方法,该方法改变了传统的通过机械结构改变光程来调整量程的方法。搭建实验平台,围绕COD、总磷、总氮和总有机碳四种水质参数,分别进行了信号测试实验、建标实验、样机性能实验和实际水样对比等系列实验。对实验数据进行分析,结果为COD检测值的准确度在-7.4%～8.1%;总磷检测值的准确度在-5.6%～9.4%;总氮检测值的准确度在-9.0%～9.0%;总有机碳检测值的准确度在-4.3%～5.4%;四种水质参数检测值的准确度均低于10%,基本满足检测技术要求,符合国家环境保护标准规定。最后,总结本课题的研究工作,并对不足之处进行了分析和展望。