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《燕山大学》 2011年
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基于荧光机理的水中矿物油检测识别技术的研究

赵金  
【摘要】:污染水环境的物质以矿物油为主。由于饮用水资源匮乏,矿物油对水环境造成了恶劣的影响,所以迫切地需要对水质进行监测和污染处理。荧光光纤传感器是现代光纤传感技术领域研究的热点之一,它根据被测物质的荧光光谱特征来检测污染物的浓度。 论述了荧光测量法的基本原理及特点。作为近几年来发展起来的一种新的荧光分析方法,即三维荧光光谱法,它所获得的三维数据中包含了丰富的信息量,使数据处理方法更加多样化。 利用FS920稳态荧光光谱仪对自行配制的矿物油水溶液的激发、发射光谱进行了测定,再以荧光原理及测量技术为基础,组成荧光谱测量系统,对汽油、煤油和柴油等多种矿物油进行了激发-发射荧光光谱扫描测量和实验研究工作。然后给出三维荧光光谱法的数学原理、计算方法与步骤。并分析几种矿物油的三维荧光光谱,使用Matlab语言给出了计算程序以及计算结果。通过分析,确定了对矿物油进行三维荧光光谱分析的激发和发射波长范围。 对于多种矿物油水溶液的三维荧光谱进行数据处理的同时,结合特征参数提取法与BP神经网络算法,提出矿物油三维荧光谱鉴别方案。 在荧光产生机理的基础之上,根据所测矿物油的光谱特性,选择了合适的激发光源,设计了荧光测量系统,采用脉冲氙灯作为激发光源,使用线阵CCD用于光电检测方面来探测微弱的荧光信号,并对放大电路与低通滤波进行相应的设计,通过单片机对信号进一步处理并最终显示。 文中对系统中的关键技术进行了深入分析,为在线测量系统的实现奠定了理论基础和可参考的依据。
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