水体浊度光学检测技术研究及电路设计

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:renalee9
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浊度是水质五项基本参数之一,也是水污染和水体富营养化监测的一项重要指标。浊度的检测对水质监测、水产养殖业的发展、饮用水安全等都具有非常重要的意义。   水体散射、透射的程度与浊度高低直接相关,因此可以应用水体中散射与透射光的特性反演水浊度。这种检测方法具有稳定性高、响应快,灵敏度高、能实时在线监测等优点,已成为目前浊度检测的主流技术和研究重点。   论文开展基于光学方法的水体浊度检测技术研究和电路设计。在分析水体浊度与水中散射光、透射光关系的基础上,深入比较了散射法和透射法的优缺点,最终确定了基于两路散射光的浊度计算方法。研究分析了水体中散射光的弱信号检测技术,提出了一种基于单片机PWM调制解调的检测方法,应用调制解调技术能有效地排除背景光对测量的干扰,提高浊度的检测精度。设计了以调制解调电路为核心的散射光光电转换、解调、放大电路和单片机实时采集散射光信号并计算浊度的硬件电路,编写了检测系统控制软件和计算浊度的程序。研究了系统标定和测试方案,并对实验数据进行了分析和处理,结果表明所设计的浊度检测装置具有较好的稳定性和可靠性。
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