應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的微型光電檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，人類的生存環(huán)境特別是水環(huán)境受到了前所未有的破壞。水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制，以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染、確定污染范圍和類型，為水質(zhì)控制和制定應(yīng)急預(yù)案，成為完善水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)迫切的需求?；谖⒘骺丶夹g(shù)和微尺度芯片技術(shù)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究在國(guó)內(nèi)處于起步階段，在世界范圍仍以研究為主。此類產(chǎn)品對(duì)光路系統(tǒng)要求高，工藝比較復(fù)雜，造價(jià)昂貴，大規(guī)模的投入使用和普及還有一定距離。 本文從比較傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)入手，選擇通

2、用性較好、技術(shù)成熟、造價(jià)便宜的光電檢測(cè)方法為藍(lán)本，提出了一種新型光電檢測(cè)系統(tǒng)——微尺度光電檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水質(zhì)參數(shù)重金屬鋅離子濃度的測(cè)定。 測(cè)量介質(zhì)濃度基于吸光原理，采用強(qiáng)度調(diào)制方法，即利用待測(cè)量改變光線中光的強(qiáng)度，通過(guò)測(cè)量光強(qiáng)的變化，檢測(cè)出待測(cè)量。實(shí)驗(yàn)表明，強(qiáng)度調(diào)制法完全滿足本系統(tǒng)在微尺度范圍內(nèi)的檢測(cè)。 根據(jù)檢測(cè)實(shí)際需要，完成了微尺度光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的各組件和電路設(shè)計(jì)。制作了以通道長(zhǎng)度(32mm)作為檢測(cè)光程的毛細(xì)玻

3、璃管(內(nèi)徑400μm)檢測(cè)池；光電檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以LED為光發(fā)射器件，以硅光電池作為光接收器件；檢測(cè)電路設(shè)計(jì)中，特別安排整流濾波電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)光二極管的穩(wěn)定供電，并采用芯片LM358實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)信號(hào)的放大。 實(shí)驗(yàn)利用溶液對(duì)特定波長(zhǎng)光(測(cè)定波長(zhǎng)為535nm)光強(qiáng)的吸收，檢測(cè)出入射與出射光強(qiáng)差值，根據(jù)一定的換算比例，進(jìn)行多次校準(zhǔn)，得到溶液的濃度值。 結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠完成對(duì)溶液濃度的檢測(cè)。整個(gè)系統(tǒng)的光學(xué)元件少、測(cè)量精度較