基于单片机的矿井油质的监控系统设计毕业论文

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1、基于单片机的矿井油质的监控系统设计毕业论文1.绪论1.石油类测定方法现状水体和土壤中矿物油的检测已引起各国相关部门的高度重视，目前常见的测定方法有重量法、紫外分光光度法、荧光分光光度法、红外分光光度法和非分散红外光度法。重量法是用有机萃取剂(石油醚或正己烷)提取酸化了的样品中的油类，萃取剂通过氧化铝柱(或佛罗里硅藻土)除去动植物油类，将溶剂蒸发掉，称重后计算石油类含量。重量法应用范围不受油品的限制，可测定含油量较高的含油污水。本方法不足之处是操作过程复杂，灵敏度低，分析时间长，对操作条件和操作者技能的依赖程度高。该方法不适于环境水质和大批量样品的测定。紫外分光光度法是利用石

2、油及其产品中芳香族化合物和含共扼双键化合物在215~260nm紫外区的特征吸收测定石油类含量。测定范围为0.05一50mg/l。由于各种物质的紫外吸收强度差异较大，对于组成变化较大的工业废水和成分复杂的环境水体，采用紫外分光光度法，数据可比性和准确性都较差，因此国外己不再使用。荧光分光光度法的测定原理为根据有机物吸收紫外光后发射出的荧光强度定量。同紫外法一样，产生荧光的物质主要为芳香族化合物和含共辘双键化合物。由于不同物质的荧光发射强度差异很大，测定结果受油品组成影响较大，其物理意义为物质的荧光强度。但由于海洋监测关注的是难降解的芳烃类石油，故在我国海水监测中仍在使用。荧光

3、光度法的优点是不需要萃取剂，易于实现在线检测;另外，由于被检测样品与光学器件无直接接触，所以不存在光学元器件的清洗问题;缺点是仅能测定矿物油中苯系物的含量，无法测定矿物油中的直链烷烃。由于测定方法长期没有得到统一，因此一直存在方法与方法之间，以及数据之间的不可比性，从而影响了判断油质的准确性。基于此，80年代开始经过10年的研究，我国于1996年根据国际标准化组织(ISO)的推荐标准发布了“GB-T16488一1996水质、石油类和动植物的测定红外光度法”，从而统一了油类测试的标准问题。69红外光度法包括了红外分光光度法和非分散红外法(Non一DisPersivehifra

4、red简称NDIR)。这两种方法都是基于油品中某些特性基团对红外光的特征吸收行为进行测定的，符合最基本的光的吸收规律——“比尔定律”。烃类中C一H振动的特征吸收波长见表1-1。表1-1烃类中C一H振动的特定吸收波长Table1-1TheSpecificIRabsorbingwavelengthsofC-HvibrationinhydroearboneomPounds类别波数()波长(nm)亚甲基(一CH2一)29303413甲基(CH3一)29603378芳烃(=CH一)30303300红外分光光度法，是用三氟三氯乙烷或四氯化碳萃取水体中的油类物质，并通过硅酸镁吸附，除去动

5、植物油，得到水中石油类物质，在红外光谱中的波数为2930，2960和3030处的吸光度来计算其浓度，计算公式为:（1—1）式中:C一溶剂中石油类的含量A一对应波数一下的吸光度X、Y、Z一与各种C一H键吸光值相对应的系数F一脂肪烃对芳烃影响的校正系数上述3个波数对应的特征吸收物质分别为亚甲基(CH2)基团中C一H键的伸缩振动、甲基(CH3)基团中C一H键的伸缩振动和芳烃(-H)中C一H键的伸缩振动。红外分光光度法可以在石油烃中芳烃占有很大比例的水样中使用。非分散红外光度法(Non一DispersiveInfrared简称NDIR)利用油中烷烃的-、-近红外区(3.400um)

6、附近存在伸缩振动吸收带，因而利用可吸收红外光3.400um左右长进行测定。此方法适用于样品中芳香烃含量不高的情形。该方法为美国环境保护署对油的测量的标准方法[10]。因此开展水中油检测技术研究，不仅可以满足国家科学制定油69资源开发、利用与保护规划，保障国家油安全、粮食安全、生态环境安全的迫切需要;适应国家制定区域经济发展规划、城市化发展规划、生态环境保护建设规划的迫切需要;也是贯彻落实中央领导指示精神、维护国家法律尊严、实行和谐社会思想的具体体现，具有重要的社会和经济价值。本课题针对我国石油的勘探和监测监控情况，探索出一套检测油的可行方案和方法，利用非光度技术，开发研制具

7、有自主知识产权的适合国情的适于野外矿物油监测监控系统。此系统具有精度高、操作简便、一键测定等优点，可以检测出被测水样中亚甲基、甲基物质和动植物油含量，可广泛应用于环境监测、水文水利、污水处理厂、发电厂、等行业及部门，满足日常检测及应急监测的需要。主要研究内容有:(l)研究红外分光光度法和非分散红外光度法的测油原理，找出两种方法各自的优缺点围及比较、检测精度、测量时间、投入成本等方面的异同。(2)设计最佳的分光系统，满足系统对光线的要求。(3)进行整机硬件的合理性结构设计，确定各参数。(4)通过编程实现单片机对电信号