基于PLS的水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測(cè)儀的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前，我國(guó)水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)原理大部分是基于國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)方法，即將傳統(tǒng)化學(xué)法的分析過(guò)程在線化。分析NO3—、COD、TOC的含量通常方法是加入化學(xué)試劑使其反應(yīng)再測(cè)量生成物來(lái)間接計(jì)算濃度，或者加熱、燃燒等辦法來(lái)測(cè)生成的CO2的含量來(lái)間接測(cè)量COD或是TOC的濃度。這些方法不僅浪費(fèi)化學(xué)試劑、浪費(fèi)能源、費(fèi)時(shí)等，還會(huì)給水質(zhì)帶來(lái)二次污染等。并且測(cè)量參數(shù)種類比較單一，如果要測(cè)量多個(gè)參數(shù)，就必需購(gòu)買多臺(tái)監(jiān)測(cè)儀才能滿足要求。這不僅使購(gòu)置成本、維護(hù)成

2、本提高，而且測(cè)量程序多、重復(fù)性操作等帶來(lái)諸多不便。因此，研發(fā)簡(jiǎn)便、快速、可靠、無(wú)二次污染，并且可同時(shí)測(cè)量多個(gè)參數(shù)的水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀具有十分重要的意義。 現(xiàn)有研究表明，廢水中決定NO3—、COD、TOC、ABS254值大小的污染物在紫外光譜區(qū)有較強(qiáng)的吸收。在一定的條件下，這些污染物的吸光度與NO3—、COD、TOC、ABS254有很好的相關(guān)性，利用這種相關(guān)性，可以用紫外吸光度來(lái)直接測(cè)定NO3—、COD、TOC、ABS254。無(wú)

3、須化學(xué)試劑、測(cè)定快速、操作簡(jiǎn)便。 本文從有機(jī)物的紫外吸收光譜入手，選擇某些有一定代表性的實(shí)驗(yàn)化學(xué)試劑，探索紫外吸光度與這些試劑濃度的關(guān)系，采用偏最小二乘法回歸模型，建立紫外吸收光譜直接測(cè)定廢水NO3—、COD、TOC的方法，并利用此模型對(duì)模擬廢水水樣進(jìn)行預(yù)測(cè)。 本文利用SIMCA—P（11．5 Demo）偏最小二乘法通用平臺(tái)完成建模和預(yù)測(cè)。采用30個(gè)樣本建立偏最小二乘回歸模型，預(yù)測(cè)自配模擬廢水效果，當(dāng)提取主成分個(gè)數(shù)在

4、10個(gè)以上時(shí)，所有參數(shù)的相對(duì)誤差均<2．1000％；當(dāng)提取主成分個(gè)數(shù)為21時(shí)五個(gè)參數(shù)的平均相對(duì)誤差均<0．0050％。 本文設(shè)計(jì)了研制水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測(cè)儀所需的硬件，給出了整個(gè)硬件平臺(tái)的原理圖并介紹硬件抗干擾措施等；軟件上，主要在Matlab平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了偏最小二乘法的主要運(yùn)算功能，同時(shí)給出PLS的軟件實(shí)現(xiàn)流程圖并做了詳細(xì)介紹。 本文結(jié)果為深入研究偏最小二乘紫外吸收光譜法直接測(cè)定多參數(shù)提供了頗有價(jià)值的參考，并為進(jìn)一步完善此