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文檔簡介
1、硝酸鹽是一項重要的營養(yǎng)物質(zhì),是海洋調(diào)查必測的項目之一。傳統(tǒng)上采用化學分析方法對海水硝酸鹽進行測量,測量過程需要化學試劑參與,維護頻率較大,且存在二次污染。紫外吸收光譜法測量海水硝酸鹽不需化學試劑參與,測量速度快,無二次污染。
本論文構(gòu)建了紫外吸收光譜法海水硝酸鹽測量系統(tǒng),并對測量模型及干擾因素進行了研究,實現(xiàn)海水硝酸鹽的快速測量,為研制硝酸鹽光學原位傳感器奠定基礎(chǔ)。
本論文主要研究內(nèi)容總結(jié)如下:
?。?)研究
2、紫外吸收光譜數(shù)據(jù)的現(xiàn)場穩(wěn)定獲取方法,開展紫外吸收光譜法海水硝酸鹽測量系統(tǒng)設(shè)計工作。分析關(guān)鍵部件特性和功能,確定紫外光源、微型光譜儀、光纖、測量樣品室、開發(fā)板等部件;對微型光譜儀進行二次開發(fā),利用光譜儀接口函數(shù)編寫了PC機和嵌入式硝酸鹽測量軟件,軟件實現(xiàn)了光譜預(yù)處理、吸光度數(shù)據(jù)采集存儲和硝酸鹽濃度測量等功能,建立了紫外吸收光譜法海水硝酸鹽測量系統(tǒng),實現(xiàn)海水硝酸鹽快速測量。
?。?)研究紫外吸收光譜與硝酸鹽濃度關(guān)系模型。根據(jù)海水化學
3、組成和硝酸鹽紫外波段干擾物質(zhì),配制硝酸鹽混合樣品溶液,利用海水硝酸鹽測量系統(tǒng)獲取吸收光譜數(shù)據(jù),基于偏最小二乘法建立了紫外吸收光譜海水硝酸鹽反演模型;并以預(yù)測集標準差和相關(guān)系數(shù)等為衡量指標,研究了不同光譜預(yù)處理方法對模型性能的影響,結(jié)果表明,經(jīng)SG卷積平滑后模型預(yù)測集標準差為74.12,優(yōu)于原光譜建立模型預(yù)測集標準差為158.44,模型測量性能得到提高。
?。?)利用紫外吸收光譜法海水硝酸鹽測量系統(tǒng),研究海水硝酸鹽紫外吸收光譜曲線
4、特性。硝酸鹽吸收波峰較寬,從200nm到210nm吸光度逐漸增大,在210nm吸光度達到最大,之后吸光度逐漸減小,當波長達到240nm時,吸光度基本接近于零。
?。?)研究了210nm-240nm濁度與吸光度的關(guān)系模型,并對關(guān)系模型進行了實驗驗證。結(jié)果表明,紫外吸收光譜法對含有濁度溶液進行硝酸鹽濃度測量時,測量結(jié)果與真實值會有較大誤差。經(jīng)模型校正后,吸光度預(yù)測值與實測值最大相對誤差為6.7%,硝酸鹽測量濃度預(yù)測值與實測值最大相對
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