多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)(檢測(cè))系統(tǒng)的特性
研制集成了溫度、電導(dǎo)率、溶解氧飽和度、溶解氧、pH、氧化還原電位、濁度、氨氮、硝酸鹽、氯化物等的多參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng),在排污口進(jìn)行具有較高精度的在線監(jiān)測(cè),完成水質(zhì)多參數(shù)的獲取。
(a)傳感器信號(hào)的采集與預(yù)處理:從電極探頭檢測(cè)到的電信號(hào)比較微弱且存在較大的噪聲干擾,直接將其輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理難以達(dá)到預(yù)期的效果;因此可根據(jù)被測(cè)信號(hào)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)信號(hào)放大和濾波電路模塊,該模塊的作用包括兩個(gè)方面:其一,是通過有源或無源濾波電路將電極探頭檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理,濾去其中部分明顯的干擾信號(hào)。然后,將被測(cè)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)胤糯?,使其變化范圍落? ~ 5V的之間。這兩個(gè)方面的功能可以在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)同時(shí)考慮,使設(shè)計(jì)的電路簡(jiǎn)化。
(b)研究離子電極的動(dòng)態(tài)特性,建立離子傳感器的模型,實(shí)現(xiàn)傳感器的自補(bǔ)償和自校正:根據(jù)電極傳感器等特性分析,獲取各傳感器的漂移規(guī)律,設(shè)計(jì)相關(guān)的軟件補(bǔ)償算法,以彌補(bǔ)因信號(hào)漂移對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的自校正,從而進(jìn)行溫度補(bǔ)償和漂移處理的程序?qū)崿F(xiàn)。
(c)對(duì)水質(zhì)主要成分進(jìn)行分析,研究其在水質(zhì)中有機(jī)成分變化較大或者變化較小的情形下的變化趨勢(shì),通過機(jī)理分析,結(jié)合其他環(huán)境因子、及人為因素的不確定影響,建立基于支持向量機(jī)的虛擬傳感器,實(shí)現(xiàn)對(duì)硝態(tài)氮等成分的軟測(cè)量。
(d)傳感器微型化及集成:傳感器的微型化與集成是未來多功能檢測(cè)設(shè)備的重要發(fā)展方向,我們擬在利用現(xiàn)有電極與測(cè)速儀的基礎(chǔ)上,研發(fā)新型微傳感器并集成,重點(diǎn)在微尺度上探討微傳感器表面微結(jié)構(gòu)對(duì)其響應(yīng)時(shí)間及靈敏度的影響,并研究集成技術(shù),進(jìn)而設(shè)計(jì)新型的在線高效傳感器。
多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)(檢測(cè))系統(tǒng)的特性