【摘 要】
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水质检测分析是通过相关水质仪器测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度以及变化趋势,给出水质状况的评价结果。实现全面、及时、准确的水质检测是指导生产的科学依据,也是精确控制原材料的添加、优化生产工艺的基础,对保障人民饮水安全和企业正常用水需要具有重要的现实意义。本课题在系统分析水质检测技术以及仪器的国内外发展现状的基础上,设计了一种基于分光光度法的水质自动分析系统,对水质自动分析系统的硬件和软件进
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水质检测分析是通过相关水质仪器测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度以及变化趋势,给出水质状况的评价结果。实现全面、及时、准确的水质检测是指导生产的科学依据,也是精确控制原材料的添加、优化生产工艺的基础,对保障人民饮水安全和企业正常用水需要具有重要的现实意义。本课题在系统分析水质检测技术以及仪器的国内外发展现状的基础上,设计了一种基于分光光度法的水质自动分析系统,对水质自动分析系统的硬件和软件进行设计,主要研究内容如下:(1)本文通过分析各种水质分析方法的优缺点,选择分光光度法作为本次水质自动分析系统的检测方法,基于朗伯比尔定律,研究水质分析仪器的设计原理,根据国家标准《GB/T6913-2018》和《GB/T6913-2018》,对检测物质进行化学前处理以及流程设计。(2)采用模块化的设计理论进行了水质自动分析系统人机交互控制模块、流路模块、样品反应模块、光谱仪模块四部分的设计。根据各模块的组成,确定水质分析系统的硬件电路组成包括:stm32单片机核心板、电源模块、继电器控制模块、蠕动泵控制模块以及通讯模块电路。最后将各模块完整的电路系统,按照PCB板的元器件的布局原则和PCB板的走线原则合理的集成在一块电路板上。(3)对水质自动分析系统软件进行了设计,通过制定相关的上传和下发协议,采用Keil5语言进行编程,完成系统对数据的采集、分析处理等功能;用C#语言在Microsoft Visual Studio平台上完成上位机软件的设计,用调试模块完成系统的初步调试,在调试完成后,采用测量模块,实现对标准溶液的标定和曲线计算以及对待测溶液的浓度计算等测量功能。(4)在实验室搭载系统测试样机,进行通信测试模拟实际流程。根据水质检测仪器的关键性指标,利用样机分别对磷酸盐以及二氧化硅检测指标进行测试分别获得磷酸盐的复性指标为0.06%、示值误差为1.83%、零点漂移值为0.3%、检出限为0.76mg/L、测量范围为0.76mg/L-200mg/L;二氧化硅的重复性指标为0.37%、示值误差为1.90%、零点漂移值为0.7%、检出限为0.36mg/L、测量范围为0.36mg/L-100mg/L。水质自动分析系统的各项检测结果,都完全符合设计要求。(5)根据对比分析,本文研究的水质检测仪器和国内同类产品相比,检测周期短,检测精度高,检测范围宽。
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