基于熒光淬滅效應(yīng)的光學(xué)溶解氧檢測儀的研究與開發(fā).pdf

1、隨著當(dāng)今世界工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展,大量的工業(yè)廢水、農(nóng)田用水向江河湖海排放,加上工業(yè)廢氣對大氣的污染,間接導(dǎo)致水體的污染,使得水資源短缺和污染問題日益突出,所以迫切需要對水資源進(jìn)行及時監(jiān)控和有效處理。其中,水中溶解氧含量是進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測時的一項(xiàng)重要指標(biāo)。當(dāng)水環(huán)境受到染污時,溶解氧含量下降,因此需要研制水體溶解氧檢測設(shè)備來進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測,以便能夠及時得到各個地方的水質(zhì)情況,并開展相關(guān)的治工作。 目前市場上水體溶解氧檢測儀器大多數(shù)基于Clar

2、k電極法,又稱電流測定法,其測量速度比碘量法要快,操作簡便,干擾少,而且能夠現(xiàn)場自動連續(xù)檢測,但是由于它的透氧膜和電極比較容易老化,每隔一段時間要活化,透氧膜也要經(jīng)常更換,且檢測時要消耗氧,所以要不停攪拌水樣。國外市場出現(xiàn)了一種新的基于熒光淬滅效應(yīng)的溶解氧檢測儀,該種儀器能夠快速檢測出溶解氧含量,并且在檢測時不消耗氧,傳感膜壽命長,可以實(shí)現(xiàn)長期監(jiān)測。 本論文基于熒光淬滅法,利用氧氣對熒光的淬滅效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)氧氣濃度的檢測。實(shí)驗(yàn)中使用

3、Ru(ph2phen)32+作為傳感膜熒光敏感物質(zhì),該物質(zhì)受到藍(lán)光的激發(fā)時會發(fā)出強(qiáng)烈的粉紅色的熒光,水中溶解氧會對該熒光進(jìn)行淬滅,可以通過檢測熒光的強(qiáng)度來計算出對應(yīng)溶解氧的含量。本文在此基礎(chǔ)上研究設(shè)計了一種基于熒光淬滅法的溶解氧檢測儀,能夠?qū)λw的溶解氧進(jìn)行實(shí)時在線檢測。論文的主要工作包括以下幾點(diǎn)： (1)論述儀器的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu),對各個功能模塊進(jìn)行設(shè)計,選擇硬件配置,繪制出硬件原理圖和PCB圖,并制作硬件電路。 (2)基

4、于設(shè)計好的硬件電路進(jìn)行MCS-51單片機(jī)程序模塊設(shè)計,繪制各模塊流程圖,利用C51語言編寫下位機(jī)程序,并進(jìn)行模塊調(diào)試；設(shè)計RS-232通信協(xié)議,用于單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信；開發(fā)出上位機(jī)C++程序設(shè)計,對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理；基于ADO技術(shù),利用Visual C++實(shí)現(xiàn)了對SQL2000數(shù)據(jù)庫的訪問。 (3)對硬件各模塊進(jìn)行調(diào)試實(shí)驗(yàn),軟件調(diào)試實(shí)驗(yàn),溫度對傳感膜特性的影響實(shí)驗(yàn),得到傳感膜的溫度變化特性,并對儀器進(jìn)行溫度校正,儀器檢測