透過(guò)率起伏相關(guān)頻譜法水中污染物顆粒檢測(cè)技術(shù).pdf

1、近年來(lái),無(wú)論是太湖的藍(lán)藻,還是飲用水雜質(zhì)超標(biāo),都引起人們對(duì)水處理問(wèn)題的密切關(guān)注。現(xiàn)有的多參數(shù)水質(zhì)檢測(cè)儀可同時(shí)測(cè)量pH值、ORP(氧化還原電位)、TDS(溶解性總固體量)、溶解氧、溫度、電導(dǎo)率、鹽度等參數(shù),但均未提及水中顆粒物的粒徑和顆粒濃度的測(cè)量,而顆粒粒徑和顆粒濃度是水質(zhì)檢測(cè)領(lǐng)域十分重要的參數(shù)。在水污染處理過(guò)程中,一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)就是要對(duì)水污染物顆粒進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線檢測(cè),為水處理提供相應(yīng)的參數(shù)。目前,國(guó)內(nèi)外的水質(zhì)檢測(cè)方法和手段有很多,但

2、主要依靠取樣方式,實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)手段還很少。
　　透過(guò)率起伏相關(guān)頻譜法是一種新的光學(xué)顆粒測(cè)量方法,可同時(shí)測(cè)量顆粒粒徑分布和濃度。因其光學(xué)測(cè)量裝置簡(jiǎn)單、操作方便,可實(shí)現(xiàn)對(duì)水中污染物顆粒的實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)。本文中將一束激光經(jīng)分光器分成兩束光后照射水中顆粒系統(tǒng),當(dāng)水中存在污染物顆粒時(shí),透射光由于顆粒的散射和吸收產(chǎn)生衰減并呈現(xiàn)脈動(dòng)(起伏)特征。通過(guò)對(duì)兩束光的透過(guò)率起伏信號(hào)的互相關(guān)處理,獲得透過(guò)率起伏互相關(guān)頻譜,由此得到顆粒系統(tǒng)的流速,以該流

3、速作為已知參量應(yīng)用到任何一束光的透過(guò)率起伏信號(hào)的自相關(guān)處理中,再利用反演算法可得到水中低濃度、微米級(jí)小顆粒的粒徑和濃度的信息。本文共分六章對(duì)透過(guò)率起伏相關(guān)頻譜法測(cè)量水中污染物顆粒技術(shù)進(jìn)行詳盡闡述:
　　第一章主要對(duì)顆粒測(cè)量技術(shù)作了背景介紹,并對(duì)水中顆粒物做了簡(jiǎn)單介紹,還著重介紹了透過(guò)率起伏相關(guān)頻譜法的發(fā)展過(guò)程及意義。
　　第二章講述了透過(guò)率起伏相關(guān)頻譜法的一些基本概念和基礎(chǔ)知識(shí),為后文對(duì)透過(guò)率起伏相關(guān)頻譜法的測(cè)量原理打下基礎(chǔ)

4、。
　　第三章討論了透過(guò)率起伏互相關(guān)頻譜法和透過(guò)率起伏自相關(guān)頻譜法的特點(diǎn),給出數(shù)學(xué)模型、簡(jiǎn)單的理論推導(dǎo)和理論計(jì)算曲線,并提出本文采用的測(cè)量原理。當(dāng)光束直徑為20微米時(shí),測(cè)量范圍大于1微米,正好滿足對(duì)水中污染物顆粒的測(cè)量要求。
　　以第三章理論計(jì)算為基礎(chǔ),在第四章中給出模擬計(jì)算結(jié)果。首先研究了單層顆粒系統(tǒng),顆粒之間不存在相互交疊,只考慮層結(jié)構(gòu)效應(yīng);然后通過(guò)純顆粒交疊和不同層數(shù)的模擬計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,此時(shí)顆粒濃度很低、層數(shù)很

5、大,層結(jié)構(gòu)效應(yīng)被剔除,僅顆粒交疊效應(yīng)存在;最后,對(duì)三維顆粒系統(tǒng)(即層結(jié)構(gòu)效應(yīng)和顆粒交疊效應(yīng)同時(shí)存在的情況)進(jìn)行模擬計(jì)算。
　　第五章給出了水中污染物顆粒的測(cè)量結(jié)果。對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)做了簡(jiǎn)要介紹,根據(jù)測(cè)量原理,以水中加入的豆奶粉為例,得到透過(guò)率起伏互相關(guān)頻譜曲線,從而得到顆粒系統(tǒng)的流速。該流速可在第六章反演計(jì)算中作為已知參量。最后,對(duì)水中加入的豆奶粉、藕粉和三種不同粒徑珍珠粉的透過(guò)率起伏信號(hào)做自相關(guān)處理,得到透過(guò)率起伏自相關(guān)頻譜特征函