散射光式濁度儀及信號處理的研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，水對人民生活、工業(yè)生產(chǎn)的影響日益加強，所以水質(zhì)的好壞直接關(guān)系著人民大眾的身體健康，關(guān)系著工業(yè)生產(chǎn)的順利進行。濁度作為檢測水質(zhì)好壞的主要技術(shù)參數(shù)，是水質(zhì)檢測的必檢項目。濁度儀，顧名思義是測量水渾濁度的儀器，在很多方面有著廣泛的用途，如：環(huán)保、水文、食品工業(yè)、醫(yī)藥、電子和能源等行業(yè)。 電子技術(shù)的快速發(fā)展為濁度儀朝著集成化、多功能化、智能化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。由于起步較晚，國產(chǎn)濁度儀無論在性能上、穩(wěn)定性上都與進口濁度儀

2、有著明顯的差距，但是進口濁度儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴，不適合推廣。因此，濁度儀的研制將具有非常重要的意義。 本文介紹了光的吸收定理和散射定理——這是濁度儀之所以能夠分析并檢測濁度的理論基礎(chǔ)，通過分析進一步加深對濁度儀工作原理的了解。根據(jù)國際標準ISO7027可知，現(xiàn)今測量水的濁度主要以光學(xué)濁度儀測量法為主，主要包括散射光法和透射光法兩種，散射光法主要用于測量低濁度水，但也可用于高濁度水的測量；而透射光法更適合于測量高濁度水。在分析和

3、比較其優(yōu)缺點后，針對課題要求選擇散射光式測量方法；并選擇以90°角作為檢測角度，以減小雜散光的影響。 通過比較白熾燈/鎢燈和發(fā)光二極管/激光二極管的各項性能指標，考慮到水對光線具有選擇性吸收作用，選擇890nm的紅外發(fā)光二極管作為濁度儀的發(fā)光器件，其有發(fā)光光強穩(wěn)定、壽命長、發(fā)光光譜窄等優(yōu)點，且用波長大于800nm的紅外光進行測量可以大大減小水中光吸收物質(zhì)的影響；通過對光敏電阻、光電池、光敏二極管和光敏三極管等光敏器件的各項性能的

4、分析與比較，選擇響應(yīng)時間短、輸出特性線性度好的光敏二極管作為光接收器件，并與紅外發(fā)光二極管相配套，構(gòu)成濁度儀工作的重要系統(tǒng)——光電系統(tǒng)。采用ATMEL公司的ATmegal6增強型、低功耗8位單片機作為系統(tǒng)的硬件平臺設(shè)計濁度儀硬件電路?？紤]到在實際測量中水樣的濁度較小，所以選擇兩級信號放大電路，其中一級放大電路采用儀表放大器AD623，提高其檢測信號的靈敏度。為了消除背景光、雜散光等的影響，設(shè)計了簡易而多用途的水樣槽。 最后，進行