基于偏最小二乘回歸和濁度補(bǔ)償?shù)幕瘜W(xué)需氧量監(jiān)測(cè)傳感器的算法研究.pdf

1、隨著水資源污染日益加劇，政府對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的力度不斷增強(qiáng)，一套具備快速、精確、可在線化監(jiān)測(cè)功能的水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備是提高監(jiān)測(cè)水平和執(zhí)法效率的關(guān)鍵所在.化學(xué)需氧量(COD)是反映水體中有機(jī)還原性污染物含量的重要指標(biāo)，它是各國(guó)評(píng)價(jià)水體受污染程度的綜合指標(biāo)之一，所以水質(zhì)COD監(jiān)測(cè)傳感器是一類非常重要的水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備.目前，國(guó)內(nèi)外的水質(zhì)COD監(jiān)測(cè)傳感器種類繁多且性能各異，但檢測(cè)水體COD的主要方法可大致分為兩類:第一類是根據(jù)化學(xué)分析方法來檢測(cè)COD;第二類

2、是通過物理方法進(jìn)行檢測(cè).化學(xué)方法主要以重鉻酸鉀法與高錳酸鹽指數(shù)法為代表，其特點(diǎn)是測(cè)量精度高、耗時(shí)較長(zhǎng)、對(duì)水樣的預(yù)處理過程復(fù)雜、所用化學(xué)試劑易產(chǎn)生二次污染.物理方法主要以紫外吸收法（簡(jiǎn)稱UV法）為代表，其特點(diǎn)是分析靈敏度高、不需要對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理、無二次污染、操作簡(jiǎn)便、分析速度快.現(xiàn)如今各水體經(jīng)常有突發(fā)性水污染事件發(fā)生，而且對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)不能間斷，所以用化學(xué)分析方法設(shè)計(jì)出的水質(zhì)COD監(jiān)測(cè)傳感器已經(jīng)不能滿足上述要求了.同時(shí)，以紫外吸收法為原理

3、所設(shè)計(jì)的水質(zhì)COD監(jiān)測(cè)傳感器也還存在很多缺陷，所以本文的研究目的是改進(jìn)以紫外吸收法為原理的光譜水質(zhì)COD監(jiān)測(cè)傳感器的算法，進(jìn)而使COD光譜監(jiān)測(cè)傳感器的測(cè)量精度提高、適用范圍拓廣，以便生產(chǎn)出準(zhǔn)確、方便、可在線化連續(xù)監(jiān)測(cè)的水質(zhì)傳感器.本文首先系統(tǒng)地介紹了紫外吸收法的基本原理，以及紫外吸收法中幾種常用方法的發(fā)展歷程和優(yōu)缺點(diǎn)，并詳細(xì)介紹了偏最小二乘回歸的基本原理和相關(guān)性質(zhì).本文分析了前人的研究成果，在以前的研究中很多研究者是用待測(cè)液體在某一特定

4、波長(zhǎng)處的紫外吸光度來預(yù)測(cè)水樣中的COD值:也有一部分研究者在此基礎(chǔ)上考慮了濁度對(duì)特定波長(zhǎng)處吸光度的影響，并對(duì)該特定波長(zhǎng)的吸光度做了濁度補(bǔ)償:還有一部分研究者是考慮用待測(cè)液體在多個(gè)指定波長(zhǎng)處的吸光度來預(yù)測(cè)水樣的COD值，但還沒有研究者考慮過用待測(cè)液體在多個(gè)指定波長(zhǎng)處的吸光度建模的同時(shí)又考慮濁度的影響.為了進(jìn)一步提高COD監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和適用范圍，本文提出了一種基于偏最小二乘回歸和濁度補(bǔ)償?shù)腃OD檢測(cè)算法.該算法是通過將全光譜吸光度檢測(cè)法與偏