水體中葉綠素a濃度監(jiān)測系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前,赤潮頻繁在世界各地發(fā)生。它是指在特定的環(huán)境條件下,水體中某些浮游植物爆發(fā)性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態(tài)現(xiàn)象。赤潮不僅破壞水體的生態(tài)平衡,對漁業(yè)和水產(chǎn)資源造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,同時還對人類健康甚至生命構(gòu)成巨大威脅,所以對水體中浮游植物進(jìn)行實(shí)時有效的監(jiān)測成為水體污染監(jiān)測和治理的關(guān)鍵。
　　對水體中浮游植物檢測的方法有多種,如顯微鏡計(jì)數(shù)法、黑白瓶法、分光光度法和熒光分析法等。本文采用了熒光法進(jìn)行檢測。該方法與其它測量溶

2、液濃度、成份分析的檢測方法相比,具有靈敏度高、精密度高、準(zhǔn)確度高和選擇性好的優(yōu)點(diǎn),同時還具有快捷、重現(xiàn)性好、取樣容易,試樣需要量少等特點(diǎn),對監(jiān)測江河、湖泊及海洋等水體的浮游植物污染很適用。
　　本文在簡單介紹熒光法檢測葉綠素a濃度在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,著眼于積極探討熒光檢測法的檢測機(jī)理、結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)及檢測效果的前提下,基于實(shí)時、低功耗、便攜性的原則,提出了低功耗,小型化葉綠素a在線熒光檢測儀的設(shè)計(jì)方案,并通過實(shí)驗(yàn)獲得了測試結(jié)果。

3、全文重點(diǎn)介紹了熒光檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)部分。該檢測系統(tǒng)由熒光激發(fā),熒光接收和提取及熒光微弱信號處理三部分組成。激發(fā)部分,采用以89S52單片機(jī)為核心的驅(qū)動電路點(diǎn)亮超高亮藍(lán)紫LED作為激發(fā)光源,由此能從葉綠素a中激發(fā)出比較穩(wěn)定的熒光,從而實(shí)現(xiàn)了葉綠素?zé)晒鈨x的低功耗、小型化和便攜式的目標(biāo);接收部分,考慮到本系統(tǒng)對低電壓、低功耗、小型化的要求,選擇了低功耗的,高靈敏度的光敏二極管 OPT101,經(jīng)驗(yàn)證,此光強(qiáng)檢測部分能夠檢測出熒光信號;而在微弱信號

4、處理部分,采用依靠FPGA完成對AD7714控制以及數(shù)據(jù)處理的數(shù)字平均器代替?zhèn)鹘y(tǒng)取樣積分的方法,實(shí)現(xiàn)用軟件替換硬件來提高系統(tǒng)的整體性能,降低設(shè)計(jì)難度,減少影響因素。經(jīng)檢驗(yàn),采用該數(shù)字平均器能從較強(qiáng)的噪聲中提取出有用信號,同時由于采用雙光路雙通道測量技術(shù),這對消除背景雜散光及光源不穩(wěn)定、提高系統(tǒng)測量精度也很明顯。最后,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了測量系統(tǒng)的正確性,并且將測量結(jié)果與分光光度計(jì)測量的結(jié)果進(jìn)行比較,分析了系統(tǒng)的總體性能和可靠性,并且提出了改進(jìn)