便攜式多源光譜融合水質(zhì)分析儀設(shè)計(jì)研究.pdf

1、浙江大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院碩士學(xué)位論文便攜式多源光譜融合水質(zhì)分析儀設(shè)計(jì)研究姓名：于海生申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：模式識別與智能系統(tǒng)指導(dǎo)教師：李艷君;吳鐵軍20080501浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文A b s t r a c tT h e A n a l y s i so v e rt h ew a t e ro r 9 3 x l l C l e v e l l S f u n d a m e n t a l l yc r u c i a l

2、b o t ht ot h ed e t e c t i o na n dc o n t r o lo ft h e p o l l u t i o n l e v e l i n s i d e as p e c i f i c w a t e rd o m a i n ．T h ee x i s t i n ga p p r o a c h e sc o n s i s to fc h e m i c a la n a l y s

3、i sa n d o p t i c a la n a l y s i s ．T h ef o r m e ri sr e l a t i v e l y m a t u r ec o n s i d e r i n gt h e t h o r o u g h s t u d ya n dh i g h p r e c i s i o n l e v e l ，w h i l s tn o t o r i o u s i nt h e

4、l e n g t h i n e s so f t h ep r o c e s s i n gt i m ea n d t h ep r o n e n e s s t ot h es e c o n d a r yp o l l u t i o n ．T h el a t t e rh o w e v e r ' i sf a s ti nr e s p o n s ea n ds e c o n d a r y —p o

5、 l l u t i o n - f r e ea st h ei n t e r e s t e dp a r a m e t e r so f o n e w a t e rs a m p l e a r en o n ·i n t r u s i v e l ye s t i m a t e db ye x a m i n i n gt h ea c c o r d i n gs p e c t r u m c h a

6、r a c t e r i s t i c s ．N e v e r t h e l e s s ，t h ea c h i e v a b l ep r e c i s i o nl e v e li sc o m p a r a t i v e l yl o w a st h ep o r t a b l ew a t e r - p o l l u t i o n —l e v e ld e t e c t i o na p p

7、a r a t u s ( P W D A )i sw i d e l yb o t t l e n e c k e db yr e l e v a n tt e c h n o l o g i e sw i t hr e s p e c t t ot h el i g h ts o u r c e sa n ds p e c t r o m e t e r s ．W e ，g u i d e d b yt h e o p t i c

8、a l a n a l y s i st h e o r y , d e v i s e a P W D A v i a t h e c o m b i n a t i o no ft r a n s m i s s i o n s p e c t r u m a n d e m i s s i o n s p e c t r u m w h i c h m o s t l y e n c o m p a s s e sf l u o

9、r e s c e n c ea n dR a m a n s p e c t r u m ．O u r w o r k i so r g a n i z e d a sf o l l o w s ：1 ．Ac o m p l e t es u r v e y o nt h ee x i s t i n gw a t e r - p o l l u t i o n —l e v e ld e t e c t i o na p p a r

10、 a t u s e st o g e t h e r 、析t ht h e u n d e r l y i n gs t a t e - o f - t h e - a r ts p e c t r o m e t e rt e c h n o l o g i e si s p r e s e n t e d ．A ne x t e n s i v et h e o r e t i c a l r e s e a r c h i s

11、c o m p l e t e d ，w h i c h i s c o m p r i s e do fd i f f e r e n ts p e c t r o m e t e rt e c h n o l o g i e sa n d r e l a t e di n t e l l i g e n ta l g o r i t h m sa d o p t e d i nt h em o d e l i n gp r o c

12、e s s ·2 ．A no p t i m a lP W D A d e s i g ns c h e m e i sd e v i s e d t h r o u g h t h e o r e t i c a ld e v e l o p m e n ta n d e x t e n s i v ee x p e r i m e n t a ld e m o n s t r a t i o n ．S e v e r a

13、lf e a s i b l es c h e m e sa r ep u tf o r w a r da n dt h e i r i n t r i n s i c a d v a n t a g e s a n dd i s a d v a n t a g e sa r e w e i g h e da g a i n s te a c h o t h e r ．T h r e e —d i m e n s i o n a lf

14、l u o r e s c e n c ea n dR a m a n s p e c t r u md a t a ，e x c i t a t e db yt r a n s m i s s i o nl i g h t a n dv a r y i n ge m i s s i o n l i g h t w a v e l e n g t h sa r e o b t a i n e d ，m o d e l e da n df

15、 u r t h e ra n a l y z e d t om a k e h i g h —p r e c i s i o n p r e d i c t i o n s ．3 ．A p o r t a b l ei n t e g r a t e dl a s e rS O u r C ei n s t r u m e n ti sd e v e l o p e d d u et ot h ef a c tt h a te x i

16、 s t i n go n e s f a i lt om e e tO u r r e q u i r e m e n t s ．I ti n c o r p o r a t e sm u l t i p l es e m i c o n d u c t o rl a s e r s a n do n es o l i d l a s e r , w h i c ha r eu n i q u e l y p o w e rs u p

17、 p l i e d a n dc o n t r o l l e d ．I t sp r i o r i t yl i e s i nt h ef a c tt h a ta st h el i g h ts o u r c eo f t h eP W D A i ti ss p e c i a l l yd e s i g n e dt or e a l i z e t h ed i g i ts w i t c h i n g f

18、 u n c t i o n o v e rd i f f e r e n tw a v e l e n g t h sa n dp o w e r s ．A l s o ，i tc a n b ea p p l i e d a n d s u p p l e m e n t a r y t oo t h e r s i m i l a r s c e n a r i o sa n d a p p a r a t u s e s ．4

19、．T h eo p t i m a l d e s i g no f l i g h ta n d c i r c u i t ．a(chǎn) sw e l la st h eA u t o C A D m o d e l i n ga n ds i m u l a t i o n o f t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e a p p a r a t u s a r e r e a l i z e d

20、 u n d e r d i f f e r e n tr e q u i r e m e n t s ．K e yw o r d s ：f l u o r e s c e n c e ／R a m a n ／T r a n s m i s s i o n l i g h t w a t e r q u a l i t y a n a l y s i s ，i n t e g r a t e d l a s e r s o u r c