基于嵌入式系統(tǒng)的COD自動(dòng)檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、化學(xué)需氧量COD是表征水體受還原性物質(zhì)污染程度最常用的一個(gè)監(jiān)測(cè)指標(biāo)。國(guó)內(nèi)外都在使用自動(dòng)化裝置來測(cè)量水質(zhì)COD，監(jiān)測(cè)水體狀況。大多數(shù)檢測(cè)裝置采用化學(xué)法測(cè)定COD值，該方法要求在密封條件下對(duì)水樣進(jìn)行消解，加熱過程中易出現(xiàn)消解管爆炸的事故，而且使用劇毒藥品HgSO4還會(huì)污染環(huán)境。針對(duì)這些問題，設(shè)計(jì)安全可靠、智能環(huán)保、測(cè)量精度較高的COD自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)保護(hù)水環(huán)境具有重要意義。
　　論文在對(duì)比國(guó)內(nèi)外相關(guān)檢測(cè)儀器特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研制出具有氯離子

2、在線補(bǔ)償功能的COD自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，解決了常壓消解條件下的氯離子干擾問題和雙波長(zhǎng)光電檢測(cè)及其數(shù)據(jù)處理問題。論文的主要研究工作如下:
　　(1)研究雙波長(zhǎng)光電參數(shù)測(cè)量COD模型。以一批已知COD值的水樣為實(shí)驗(yàn)樣本，在常壓消解裝置中加熱氧化，利用雙波長(zhǎng)光電裝置測(cè)量?jī)陕吠干涔鈴?qiáng)，建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法模型，得到相關(guān)的模型參數(shù)，ARM控制系統(tǒng)在線計(jì)算COD值。
　　(2)建立氯離子在線檢測(cè)的COD補(bǔ)償模型。待測(cè)水樣在消解過程中不需

3、要加入HgSO4來抑制氯離子，而是利用電化學(xué)傳感器快速測(cè)定水樣中氯離子濃度，根據(jù)氯離子對(duì)COD檢測(cè)值的影響關(guān)系，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線校正法補(bǔ)償水質(zhì)COD值。
　　(3)研制COD自動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)，并開展實(shí)驗(yàn)研究。開發(fā)基于嵌入式系統(tǒng)的COD自動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)，硬件電路包括雙波長(zhǎng)光電檢測(cè)模塊、氯離子補(bǔ)償模塊、常壓消解控制模塊、ARM控制系統(tǒng)及相關(guān)模塊;軟件部分包括氯離子濃度檢測(cè)程序、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法計(jì)算COD程序、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RT-Thread及

4、GUI程序等。在檢測(cè)平臺(tái)上對(duì)實(shí)際水樣進(jìn)行檢測(cè)，并與高精度COD測(cè)定儀的測(cè)量結(jié)果對(duì)比分析。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:常壓消解法使裝置運(yùn)行安全可靠，消除消解管在高溫高壓情況下爆炸的隱患;改進(jìn)配制的化學(xué)反應(yīng)試劑，保證水中還原性物質(zhì)充分氧化，做到消耗量少且環(huán)保;設(shè)計(jì)的雙波長(zhǎng)光電檢測(cè)方法，可擴(kuò)大COD的測(cè)量范圍，提高水樣的測(cè)量精度;ARM控制系統(tǒng)運(yùn)行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序處理兩路光強(qiáng)信號(hào)，氯離子檢測(cè)裝置快速補(bǔ)償干擾，使COD測(cè)量值的檢測(cè)精度較好。論文研