【摘 要】
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水是一切生命都赖以生存的最重要自然资源之一。国内的人均淡水资源量只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/4,是全球人均水资源最贫乏的国家之一。水资源的污染不仅会威胁到当地河流湖泊的生态环境,严重时更会阻碍社会的健康发展。在常见的水质监测指标中,一般包括浊度值、酸碱度值、总溶解固体值等。目前,物理检测法和化学检测法是水质常规检测中最常用的两种方法,这些方式虽然有可靠的稳定性,但是需要花费大量的人工
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目“基于单光子探测的极端环境下水质低浊度和小粒径测量方法研究”,编号 No.61673368； 安徽省科技重大专项（No. 202203a07020004,202003a07020005）； 国家科学基金（No. U2133212）；
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水是一切生命都赖以生存的最重要自然资源之一。国内的人均淡水资源量只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/4,是全球人均水资源最贫乏的国家之一。水资源的污染不仅会威胁到当地河流湖泊的生态环境,严重时更会阻碍社会的健康发展。在常见的水质监测指标中,一般包括浊度值、酸碱度值、总溶解固体值等。目前,物理检测法和化学检测法是水质常规检测中最常用的两种方法,这些方式虽然有可靠的稳定性,但是需要花费大量的人工成本和时间成本,难以实现快速测量。此外,在井下原油高压水开采等石化工业中,实时监测水质参数,尤其是对超低浊度的监测,可以把握生产过程,提升产品的质量,而传统的方法不能即时反应水质的原始状态,难以达到对水质多参数实时测量的要求。本文在单光子探测技术实现对水质低浊度和粒径同时测量的研究成果上,优化选取了浊度的测量区间,结合了当前的传感器技术与嵌入式软件技术,在测量浊度的基础上,提出了一种软硬件一体的水质多参数测量系统。该系统除了可以测量浊度外,还可以同时测量水体的酸碱度值、总溶解固体值、温度值。此测量系统硬件包含STM32主控制器芯片、四种水质参数测量传感器、LED显示屏等,软件中包含数据获取和处理、数据纠错、数据预警等功能。该测量系统可以布置在户外,也可以布置在室内。水质的实时参数、设置的预警阈值等可以通过显示屏显示,用户可以即时获取相应参数的变化,且当参数发生变化时系统会即时的发出预警通知。该系统结合了传统的硬件和现代的集成系统技术,将两者的优点结合,降低了测量的成本,节约了测量的时间,实现了实时测量与预警。最后,对设计开发的水质测量集成系统进行多次测试,对获取的参数信息进行处理分析,相关系数均在0.8以上,此测量系统达到预期效果,可以满足测量的要求。
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