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精细化养殖具有养殖密度高和经济效益好等特点,已逐渐取代粗放养殖成为主流养殖模式。由于养殖密度较高,常导致水中营养元素氮转变为有毒的氨氮。当氨氮浓度超过2.00mg/L时,水生物便会出现中毒症状,甚至大量死亡。因此,必须周期性检测养殖水体中氨氮浓度。而我国水产养殖氨氮检测技术相对落后,缺乏专用于水产养殖业的低浓度高精度氨氮在线检测设备。养殖水体中氨氮浓度较低,要求检测精度较高,但是高精度实验室氨氮检测设备因价格较高和操作复杂难以推广。因此,多数养殖厂仍使用便携式氨氮测定仪或氨氮试纸人工检测氨氮浓度。人工检测常由于检测员操作不当导致较大的人为误差,便携式氨氮测定仪或氨氮试纸存在检测低浓度水体时检测误差大、检出限高和试剂浪费等问题。针对上述问题,论文提出了一种水产养殖氨氮在线检测方法,实现低浓度氨氮在线高精度检测,主要研究内容如下:(1)从纳氏试剂配制方法、试剂与氨氮化学反应和吸光度检测三方面分析水产养殖氨氮检测精度影响因素,并根据分析结果提出优化措施,降低检出限和检测误差,提高了低浓度氨氮检测分辨率。(2)因为检测环境常年变化较大,所以为了避免对在线检测精度的影响,提出了基于LSSVM软测量数据处理算法,选取养殖水体温度、吸光度峰值和峰值时间作为输入量,氨氮浓度作为输出量,实现在线检测精度补偿,无需增加额外功能组件,减少成本,提高了检测精度。(3)实现水产养殖氨氮在线检测系统,完成现场检测装置和监控终端的软硬件设计。硬件电路主要有微处理器最小系统、光电检测、温度检测和GPRS通信等电路,软件有以微处理器为核心的控制、AD采样、显示以及无线通信等程序,并采取自定义数据包、差错控制和断点续传技术提高通信可靠性。(4)在搭建的水产养殖氨氮在线检测系统平台上,进行检测系统的精度、稳定性和重复性实验,并选用便携式氨氮检测仪进行对比实验。实验结果表明:基于LSSVM软测量方法提高了低浓度氨氮检测准确性,实现了检测精度补偿;本课题提出的水产养殖氨氮在线检测系统具有较高的检测精度、稳定性和重复性,避免了影响因素干扰,检测实验结果标准偏差和相对标准偏差平均值分别为0.0107mg/L和1.28%;基于影响分析结果优化后的在线检测系统降低了检测误差和检出限,提高了检测精度,节省试剂,减少单次检测成本。