基于偏最小二乘回歸和濁度補償?shù)幕瘜W(xué)需氧量監(jiān)測傳感器的算法研究.pdf

1、隨著水資源污染日益加劇，政府對水質(zhì)監(jiān)測的力度不斷增強，一套具備快速、精確、可在線化監(jiān)測功能的水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備是提高監(jiān)測水平和執(zhí)法效率的關(guān)鍵所在.化學(xué)需氧量(COD)是反映水體中有機還原性污染物含量的重要指標，它是各國評價水體受污染程度的綜合指標之一，所以水質(zhì)COD監(jiān)測傳感器是一類非常重要的水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備.目前，國內(nèi)外的水質(zhì)COD監(jiān)測傳感器種類繁多且性能各異，但檢測水體COD的主要方法可大致分為兩類:第一類是根據(jù)化學(xué)分析方法來檢測COD;第二類

2、是通過物理方法進行檢測.化學(xué)方法主要以重鉻酸鉀法與高錳酸鹽指數(shù)法為代表，其特點是測量精度高、耗時較長、對水樣的預(yù)處理過程復(fù)雜、所用化學(xué)試劑易產(chǎn)生二次污染.物理方法主要以紫外吸收法（簡稱UV法）為代表，其特點是分析靈敏度高、不需要對水樣進行預(yù)處理、無二次污染、操作簡便、分析速度快.現(xiàn)如今各水體經(jīng)常有突發(fā)性水污染事件發(fā)生，而且對水質(zhì)的監(jiān)測不能間斷，所以用化學(xué)分析方法設(shè)計出的水質(zhì)COD監(jiān)測傳感器已經(jīng)不能滿足上述要求了.同時，以紫外吸收法為原理

3、所設(shè)計的水質(zhì)COD監(jiān)測傳感器也還存在很多缺陷，所以本文的研究目的是改進以紫外吸收法為原理的光譜水質(zhì)COD監(jiān)測傳感器的算法，進而使COD光譜監(jiān)測傳感器的測量精度提高、適用范圍拓廣，以便生產(chǎn)出準確、方便、可在線化連續(xù)監(jiān)測的水質(zhì)傳感器.本文首先系統(tǒng)地介紹了紫外吸收法的基本原理，以及紫外吸收法中幾種常用方法的發(fā)展歷程和優(yōu)缺點，并詳細介紹了偏最小二乘回歸的基本原理和相關(guān)性質(zhì).本文分析了前人的研究成果，在以前的研究中很多研究者是用待測液體在某一特定

4、波長處的紫外吸光度來預(yù)測水樣中的COD值:也有一部分研究者在此基礎(chǔ)上考慮了濁度對特定波長處吸光度的影響，并對該特定波長的吸光度做了濁度補償:還有一部分研究者是考慮用待測液體在多個指定波長處的吸光度來預(yù)測水樣的COD值，但還沒有研究者考慮過用待測液體在多個指定波長處的吸光度建模的同時又考慮濁度的影響.為了進一步提高COD監(jiān)測的準確性和適用范圍，本文提出了一種基于偏最小二乘回歸和濁度補償?shù)腃OD檢測算法.該算法是通過將全光譜吸光度檢測法與偏