海洋硝酸盐原位检测系统的设计与开发

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海洋中的硝酸盐浓度是海洋环境检测时的重要参数,获取海水中硝酸盐的时空分布数据对海洋生态系统研究、海洋水质评估等具有非常重要的意义。国内的海洋硝酸盐检测主要依靠人工采样到实验室进行实验,达不到原位检测的需求;而购买国外的原位检测仪器需要花费大量财力,且仪器维护不方便。因此研制出具有我国自主知识产权的高精度、低功耗、高稳定性的原位硝酸盐检测仪器具有重要的意义。本论文在分析了国内外先进的硝酸盐检测仪器技术发展现状的基础上,综合运用光学、物理学、机械学、电子学以及计算机科学技术等各个学科知识,基于紫外分光光度法检测方法进行原位检测仪器的设计,包括机械光路、电子电路、算法以及软件界面,自主研制出基于紫外分光光度法的精度高、功耗低、稳定性好的硝酸盐原位检测装置。实验结果表明:海洋硝酸盐原位检测仪器的检测精度可达0.5μmol/1;线性度高达0.9988,检测线性范围为1-320μmol/1;稳定性好,均方差为0.009551。该系统具有很好的性能,达到同类硝酸盐原位检测仪的国际水平。本论文一共六章:第一章首先阐述了论文的研究背景以及意义,介绍了硝酸盐的常用检测方法,以及运用于水体的硝酸盐检测方法,最后提出了一套基于紫外分光光度法的海洋硝酸盐原位检测方案。第二章介绍了紫外分光光度法进行物质的光谱分析的原理,以及常见海洋物质的紫外光谱。第三章介绍了海洋硝酸盐原位检测系统的设计,包括系统总设计、机械设计、硬件设计等。第四章介绍了海洋硝酸盐原位检测系统软件的设计,包括软件需求说明、系统软件设计、界面设计、通讯设计、数据的算法设计等。第五章介绍了实验设计部分,以及实验结果分析等。第六章是总结与展望。
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