散射光式浊度仪及信号处理的研究

《散射光式浊度仪及信号处理的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、太原理工大学硕士研究生学位论文散射光式浊度仪及信号处理的研究摘要随着社会经济的发展，水对人民生活、工业生产的影响日益加强，所以水质的好坏直接关系着人民大众的身体健康，关系着工业生产的顺利进行。浊度作为检测水质好坏的主要技术参数，是水质检测的必检项目。浊度仪，顾名思义是测量水浑浊度的仪器，在很多方面有着广泛的用途，如：环保、水文、食品工业、医药、电子和能源等行业。电子技术的快速发展为浊度仪朝着集成化、多功能化、智能化发展奠定了基础。由于起步较晚，国产浊度仪无论在性能上、稳定性上都与进口浊度仪有着明显的差距，但是进口浊度仪结构复杂、价格昂贵，不适合推

2、广。因此，浊度仪的研制将具有非常重要的意义。本文介绍了光的吸收定理和散射定理——这是浊度仪之所以能够分析并检测浊度的理论基础，通过分析进一步加深对浊度仪工作原理的了解。根据国际标准IS07027可知，现今测量水的浊度主要以光学浊度仪测量法为主，主要包括散射光法和透射光法两种，散射光法主要用于测量低浊度水，但也可用于高浊度水的测量；而透射光法更适合于测量高浊度水。在分析和比较其优缺点后，针对课题要求选择散射光式测量方法；并选择以900角作为检测角度，以减小杂散光的影响。通过比较自炽灯／钨灯和发光二极管／激光二极管的各项性能指标，考虑到水对光线具有选

3、择性吸收作用，选择890nm的红外发光二极管作为浊度仪的发光器件，其有发光光强稳定、寿命长、发光光谱窄等优点，且用波长大于800nm的红外光进行测量可以大大减小水中光吸收物质的影响；通过对光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏三极管等光敏器件的各项性能的分析与比较，选择响应时间短、输出特性线性度好的光敏二极管作为光太原理工大学硕士研究生学位论文接收器件，并与红外发光二极管相配套，构成浊度仪工作的重要系统——光电系统。采用ATMEL公司的ATmegal6增强型、低功耗8位单片机作为系统的硬件平台设计浊度仪硬件电路。考虑到在实际测量中水样的浊度较小，所以

4、选择两级信号放大电路，其中一级放大电路采用仪表放大器AD623，提高其检测信号的灵敏度。为了消除背景光、杂散光等的影响，设计了简易而多用途的水样槽。最后，进行了浊度仪的实验室验证。分别对其在处理水中的气泡、水体的颜色以及水中有机物等方面对浊度测量的干扰进行了实验分析。通过大量的实验表明散射光式浊度仪可以完成对水浑浊度的测量任务。关键词：浊度，颗粒，红外LED，散射光，干扰Il太原理工大学硕士研究生学位论文THERESEARCHOFTECHNOLOGY0NSCATTERrNG—LIGHTTURBIDIMETERANDSIGNALPROCESSING

5、ABSTRACTAlongwiththedevelopofsociety,theeffectofwaterisstrengtheninpeople’Sliveandindustrialproductiondayafterday．Turbidityisregardasakeytechnicalparameterinthewaterqualitymeasurement．Asainstmmemmeasuringturbidity,turbidimeteriswidelyappliedtotheseindustries，suchas，environmen

6、talprotectiondepartment，hydrographicmeasurement，foodindustry,medicine，electroniCS，energysourceandetc．Incompanywiththedramaticdevelopmentofelectronictechnique，theturbidimeterisevolvedfromhand—orientedinstrumenttointegrated，multifunctional．intellectualizedinstmment．Astheresearc

7、hofturbidimeterbeginstoolateinourcouutry,comparingwiththeimportturbidimeters，thedomesticproductsisunder-developedinperformanceandstability,buttheimportturbidimeteriscomplextooperateandmuchmoreexpensive，SOitcallnotusedpopularly．Consequently,thereseachanddesignofturbidimeterisv

8、eryimportant．IntroducetheprincipleofUghtabsorptionandscattering，whic