水體中葉綠素a濃度監(jiān)測系統的研究.pdf

1、目前,赤潮頻繁在世界各地發(fā)生。它是指在特定的環(huán)境條件下,水體中某些浮游植物爆發(fā)性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態(tài)現象。赤潮不僅破壞水體的生態(tài)平衡,對漁業(yè)和水產資源造成巨大的經濟損失,同時還對人類健康甚至生命構成巨大威脅,所以對水體中浮游植物進行實時有效的監(jiān)測成為水體污染監(jiān)測和治理的關鍵。
　　對水體中浮游植物檢測的方法有多種,如顯微鏡計數法、黑白瓶法、分光光度法和熒光分析法等。本文采用了熒光法進行檢測。該方法與其它測量溶

2、液濃度、成份分析的檢測方法相比,具有靈敏度高、精密度高、準確度高和選擇性好的優(yōu)點,同時還具有快捷、重現性好、取樣容易,試樣需要量少等特點,對監(jiān)測江河、湖泊及海洋等水體的浮游植物污染很適用。
　　本文在簡單介紹熒光法檢測葉綠素a濃度在國內外的發(fā)展現狀的基礎上,著眼于積極探討熒光檢測法的檢測機理、結構實現及檢測效果的前提下,基于實時、低功耗、便攜性的原則,提出了低功耗,小型化葉綠素a在線熒光檢測儀的設計方案,并通過實驗獲得了測試結果。

3、全文重點介紹了熒光檢測系統的設計部分。該檢測系統由熒光激發(fā),熒光接收和提取及熒光微弱信號處理三部分組成。激發(fā)部分,采用以89S52單片機為核心的驅動電路點亮超高亮藍紫LED作為激發(fā)光源,由此能從葉綠素a中激發(fā)出比較穩(wěn)定的熒光,從而實現了葉綠素熒光儀的低功耗、小型化和便攜式的目標;接收部分,考慮到本系統對低電壓、低功耗、小型化的要求,選擇了低功耗的,高靈敏度的光敏二極管 OPT101,經驗證,此光強檢測部分能夠檢測出熒光信號;而在微弱信號

4、處理部分,采用依靠FPGA完成對AD7714控制以及數據處理的數字平均器代替?zhèn)鹘y取樣積分的方法,實現用軟件替換硬件來提高系統的整體性能,降低設計難度,減少影響因素。經檢驗,采用該數字平均器能從較強的噪聲中提取出有用信號,同時由于采用雙光路雙通道測量技術,這對消除背景雜散光及光源不穩(wěn)定、提高系統測量精度也很明顯。最后,通過實驗驗證了測量系統的正確性,并且將測量結果與分光光度計測量的結果進行比較,分析了系統的總體性能和可靠性,并且提出了改進