基于PC104总线的臭氧法海水COD测量技术研究

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化学需氧量(简称COD)是衡量海水中有机污染物含量的综合指标。国内测量化学需氧量(COD)目前大体还是在实验室中进行的,采用高锰酸盐或重铬酸盐氧化滴定的分析方法,该方法虽然是国标方法,但由于其分析过程复杂,测试周期冗长,无法对海洋污染物的变化情况做到实时连续监测,很大程度上制约着我国海洋监测能力的提升。“臭氧法海水化学需氧量测量仪”所依托的海水化学需氧量现场分析技术,是海洋环境监测系统中的重要组成部分,它的基础是臭氧氧化化学发光原理,即应用臭氧作为强氧化剂与污染有机物进行反应,通过微光光电转换技术对反应过程中产生的光信号进行检测拾取,经放大、量化、并经计算机数据修正处理,得出海洋环境的化学需氧量。该技术的优点在于无需添加试剂,不产生二次污染;响应速度快,可实现实时连续测量;另外,由于氧化物为臭氧,避免了国标法中海水水体高浓度离子氯离子对准确度的影响。论文在“十一五”“863”项目“船载海洋生态环境监测技术系统”子课题“臭氧法海水COD自动分析仪”的原理基础上,探讨运用当前先进的PC104总线技术对已有的海水化学需氧量现场分析技术进行二次开发,利用PC104总线技术设计和完成一台“臭氧法海水化学需氧量测量仪”产品样机,样机的控制系统大部分采用现成的PC104模块,通过针对系统所要完成的功能对各PC104模块进行选型,在确定各模块具体型号后完成采购工作,安装和搭载了全部的外部电气控制单元,包括光电信号采集器、臭氧发生器、水样加热装置和系统所需的各种液气泵和阀体,完成各模块之间的电气连接。然后对PC104CPU模块安装操作系统,在此系统下调试编译基于C++语言开发的系统程序,在程序算法中,将把最近从外方专家处了解到的改进型检测算法融合到程序算法中,结合试验对于暴露出的一些技术上的问题进行改进,使得样机的研制在性能上更加优化,提高和优化原有系统在信号采集、数据处理、图形分析和可靠性等方面的水平,扩大和提高仪器的测量范围和测量精度,研发出新一代的“臭氧法海水化学需氧量测量仪”并应用于海洋现场环境,实现对海洋环境重要指标化学需氧量的实时连续监测。“臭氧法海水化学需氧量测量仪”可在恶劣的海洋环境中长期可靠工作,适合于船载及海洋台站、海洋石油平台和海洋浮标站等场合使用,能够对沿海、河口及近岸海洋经济带进行现场、实时、连续的测量,可改变我国海洋环境污染对化学需氧量指标监测手段,长期采用现场提取水样、实验室进行化学分析的传统测试方法。提高我国海洋生态环境现场监测能力。
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