痕量总磷是指水体中以各种形态存在的微量磷通过消解转变成正磷酸盐后测定的结果,是衡量水体富营养化程度的重要指标之一,同时全国地表水污染指标统计显示总磷超标情况严重,因而对于地表水质总磷的测定具有重大的实际意义。针对地表水和城镇污水总磷的测定要求,基于流动注射法结合分光光度法,利用微控技术建立痕量总磷在线监测系统,完成水体痕量总磷的测定。总磷测定的量程为0～1.5μg·mL-1,覆盖地表水环境Ⅰ～V类水和城镇污水处理厂一级标准中总磷的标准限值。首先,实验平台设计:通过明确测定目标,并对实验平台的原理进行分析,进而确定实验平台设计方案,根据方案划分功能模块,从而集成各个功能模块并建立实验平台,完成课题的可行性验证和初步的数据采集。其次,样机的设计与实现:通过对样机任务进行需求分析确定样机设计方案,利用微控技术将流动注射法和分光光度法相结合,建立痕量总磷在线监测系统以替代实验平台,完成样机建立和总磷的测定。对嵌入式系统进行合理设计以保证准确高效地完成设计任务,进而对系统的外设实现监视、控制和管理。设计主要包含硬件层、中间层、系统层和应用层的设计。再次,样机机械结构设计:利用机械设计原理相关知识基于需求分析对系统机械结构进行设计,主要包含外形设计和模块空间布局设计,外形设计确保设备体积和形状满足需求,各模块空间布局的合理设计能够有效地解决走线问题和空间利用率问题。最后,系统集成及实验:利用计算机网络技术和综合布线技术将各个分离的设备、功能和信息集成到统一协调的系统中,并保持其稳定性、可靠性和准确性,系统调试主要包括PCB硬件调试、软件程序调试和整机功能调试。实验结果表明,工作曲线的校正决定系数为0.99759,最低检出限为0.01μg·mL-1,重复性为±1.68%,加标回收率为98.4583～102.1167%,检测周期为27.5 min,废液排量为30.2 mL,系统运行稳定,准确、高效地分析水体中的总磷,为环境保护和污水排放提供技术支撑,适用于试验室、站房式和便携式水质在线监测。