试析基于荧光淬灭效应的光学溶解氧检测仪的研究与开发

《试析基于荧光淬灭效应的光学溶解氧检测仪的研究与开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、安徽农业大学硕士学位论文基于荧光淬灭效应的光学溶解氧检测仪的研究与开发姓名：戴文源申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：孙力20080601摘要随着当今世界工农业的迅猛发展，大量的工业废水、农田用水向江河湖海排放，加上工业废气对大气的污染，间接导致水体的污染，使得水资源短缺和污染问题日益突出，所以迫切需要对水资源进行及时监控和有效处理。其中，水中溶解氧含量是进行水质监测时的一项重要指标。当水环境受到染污时，溶解氧含量下降，因此需要研制水体溶解氧检测设备来进行环境监测，以便能够及时得到各个地方的

2、水质情况，并开展相关的治理工作。目前市场上水体溶解氧检测仪器大多数基于Clark电极法，又称电流测定法，其测量速度比碘量法要快，操作简便，干扰少，而且能够现场自动连续检测，但是由于它的透氧膜和电极比较容易老化，每隔一段时间要活化，透氧膜也要经常更换，且检测时要消耗氧，所以要不停搅拌水样。国外市场出现了一种新的基于荧光淬灭效应的溶解氧检测仪，该种仪器能够快速检测出溶解氧含量，并且在检测时不消耗氧，传感膜寿命长，可以实现长期监测。本论文基于荧光淬灭法，利用氧气对荧光的淬灭效应来实现氧气浓度的检测。实验中使用

3、Ru(ph2phen)32+作为传感膜荧光敏感物质，该物质受到蓝光的激发时会发出强烈的粉红色的荧光，水中溶解氧会对该荧光进行淬灭，可以通过检测荧光的强度来计算出对应溶解氧的含量。本文在此基础上研究设计了一种基于荧光淬灭法的溶解氧检测仪，能够对水体的溶解氧进行实时在线检测。论文的主要工作包括以下几点：(1)论述仪器的整体系统结构，对各个功能模块进行设计，选择硬件配置，绘制出硬件原理图和PCB图，并制作硬件电路。(2)基于设计好的硬件电路进行MCS．51单片机程序模块设计，绘制各模块流程图，利用C51语言编

4、写下位机程序，并进行模块调试；设计RS-232通信协议，用于单片机与PC机之间的通信；开发出上位机C++程序设计，对数据进行进一步处理；基于ADO技术，利用VisualC++实现了对SQL2000数据库的访闯。(3)对硬件各模块进行调试实验，软件调试实验，温度对传感膜特性的影响实验，得到传感膜的温度变化特性，并对仪器进行温度校正，仪器检测结果同碘量法对比实验，分析数据得到仪器性能和检测精度。(4)设计、研制成一种新型溶解氧检测仪，其检测精度为0．2mg／L，准确性较好，仪器检测的稳定性在4．7％以内，可

5、以作为农业用水质检测仪器进行推广，提高农业生产率和现代化水平。．关键词：荧光淬灭，溶解氧，水质检测，单片机，C51，C++Abstract晰也therapiddevelopmentofindustryandagriculturalofWorld,hugeamountsofwastewaterfromthemwereflowingintotheseaandrivers，andindustrywastegasalsomadesomepollutiontowaterindirectly,alltheabove

6、maketheproblemsofshortageandpollutionofwaterresourcesmoreobVious．Sothesurveillanceofwastewatermustbetakenintoactassoonaspossible．Theconcentrationofdissolvedoxygenisanimportantindex,itdeceaseswhenwaterispolluted．Sotheapparatusofdissolvedoxygenshouldbeinve

7、ntedtocheckthesituationsofdifferentplacesandthendosomerelatedfixingwork．MostofapparatusarebasedonClarkelectrode(currentcheck)，whichisfasterthanidometric，swifter,andworkindependent,SOastocheckcontinuouslyoutside．Butthewatersamplesneedtobechurnedwhenchecki

8、ngbecausethemembraneandelectrodewouldliketoagewhileconsumingoxygentoo，thatneedtobeactivatedandchangedoRen．Intheforeignmarketthereisakindofoxygendetectorbasedonfluorescencequenching,whichcouldcheckfastandconsumesnooxygen,it