透過率起伏相關頻譜法水中污染物顆粒檢測技術.pdf

1、近年來,無論是太湖的藍藻,還是飲用水雜質超標,都引起人們對水處理問題的密切關注?，F(xiàn)有的多參數(shù)水質檢測儀可同時測量pH值、ORP(氧化還原電位)、TDS(溶解性總固體量)、溶解氧、溫度、電導率、鹽度等參數(shù),但均未提及水中顆粒物的粒徑和顆粒濃度的測量,而顆粒粒徑和顆粒濃度是水質檢測領域十分重要的參數(shù)。在水污染處理過程中,一個很重要的環(huán)節(jié)就是要對水污染物顆粒進行實時、在線檢測,為水處理提供相應的參數(shù)。目前,國內外的水質檢測方法和手段有很多,但

2、主要依靠取樣方式,實時、在線檢測手段還很少。
　　透過率起伏相關頻譜法是一種新的光學顆粒測量方法,可同時測量顆粒粒徑分布和濃度。因其光學測量裝置簡單、操作方便,可實現(xiàn)對水中污染物顆粒的實時、在線檢測。本文中將一束激光經分光器分成兩束光后照射水中顆粒系統(tǒng),當水中存在污染物顆粒時,透射光由于顆粒的散射和吸收產生衰減并呈現(xiàn)脈動(起伏)特征。通過對兩束光的透過率起伏信號的互相關處理,獲得透過率起伏互相關頻譜,由此得到顆粒系統(tǒng)的流速,以該流

3、速作為已知參量應用到任何一束光的透過率起伏信號的自相關處理中,再利用反演算法可得到水中低濃度、微米級小顆粒的粒徑和濃度的信息。本文共分六章對透過率起伏相關頻譜法測量水中污染物顆粒技術進行詳盡闡述:
　　第一章主要對顆粒測量技術作了背景介紹,并對水中顆粒物做了簡單介紹,還著重介紹了透過率起伏相關頻譜法的發(fā)展過程及意義。
　　第二章講述了透過率起伏相關頻譜法的一些基本概念和基礎知識,為后文對透過率起伏相關頻譜法的測量原理打下基礎

4、。
　　第三章討論了透過率起伏互相關頻譜法和透過率起伏自相關頻譜法的特點,給出數(shù)學模型、簡單的理論推導和理論計算曲線,并提出本文采用的測量原理。當光束直徑為20微米時,測量范圍大于1微米,正好滿足對水中污染物顆粒的測量要求。
　　以第三章理論計算為基礎,在第四章中給出模擬計算結果。首先研究了單層顆粒系統(tǒng),顆粒之間不存在相互交疊,只考慮層結構效應;然后通過純顆粒交疊和不同層數(shù)的模擬計算數(shù)據(jù)進行分析比較,此時顆粒濃度很低、層數(shù)很

5、大,層結構效應被剔除,僅顆粒交疊效應存在;最后,對三維顆粒系統(tǒng)(即層結構效應和顆粒交疊效應同時存在的情況)進行模擬計算。
　　第五章給出了水中污染物顆粒的測量結果。對實驗裝置設計做了簡要介紹,根據(jù)測量原理,以水中加入的豆奶粉為例,得到透過率起伏互相關頻譜曲線,從而得到顆粒系統(tǒng)的流速。該流速可在第六章反演計算中作為已知參量。最后,對水中加入的豆奶粉、藕粉和三種不同粒徑珍珠粉的透過率起伏信號做自相關處理,得到透過率起伏自相關頻譜特征函