光纖濁度傳感器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、濁度是水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要參數(shù)之一,其測(cè)量發(fā)展趨勢(shì)是在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)預(yù)警,降低測(cè)量閾值、提高靈敏度和精度,提高抗干擾能力。
　　本文就是基于濁度測(cè)量發(fā)展趨勢(shì),研制了一種在線監(jiān)測(cè)光纖傳感系統(tǒng),根據(jù)濁度測(cè)量中降低閾值、提高靈敏度和精度,提高抗干擾能力的要求,研究設(shè)計(jì)了三種光纖濁度傳感器,通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)研究其傳感特性,優(yōu)化得到符合濁度測(cè)量發(fā)展趨勢(shì)的光纖濁度傳感器。
　　光纖濁度傳感器的蒙特卡羅模擬:在 Y形光纖束探頭前端配置平面鏡形成后向

2、散射式濁度傳感器,基于蒙特卡羅方法模擬不同檢測(cè)情形下的傳感器接收光強(qiáng),優(yōu)化得到光纖束到平面鏡的最佳距離。此模擬仿真為改進(jìn)設(shè)計(jì)光纖濁度傳感器指明了方向。
　　以降低濁度測(cè)量閾值、提高低濁度和超低濁度測(cè)量靈敏度和精度為目標(biāo)而設(shè)計(jì)的雙直角棱鏡反射室,結(jié)合光纖傳感技術(shù)用于溶液光度分析,通過(guò)測(cè)量吸光度確定水中痕量物質(zhì)的濃度和消光系數(shù),從而得知水體濁度等特性。研究分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過(guò)改變兩棱鏡底面間距,可調(diào)節(jié)光程,進(jìn)而改變傳感器靈敏度;該

3、傳感器的靈敏度為普通單程吸收池靈敏度的4倍,更加適合痕量物質(zhì)的檢測(cè)。
　　以減小光源波動(dòng)、探測(cè)器差異和水中氣泡干擾為目標(biāo)而設(shè)計(jì)的雙通道光纖濁度傳感器利用光纖傳輸光信號(hào),采用單光源雙發(fā)光通道、單光譜儀雙探測(cè)通道四光束檢測(cè)系統(tǒng)。光源通過(guò)光開(kāi)關(guān)雙通道交替發(fā)光,同時(shí)光譜儀根據(jù)發(fā)光通道的改變分時(shí)交替測(cè)量透射光和90o散射光,利用散射透射光強(qiáng)比值的平均值表征濁度,線性相關(guān)度可達(dá)0.9909,增強(qiáng)了穩(wěn)定性和抗干擾能力。
　　本研究最終完成