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海水叶绿素现场监测仪的研究

作　者: 吕永涛
导　师: 崔建升
学　校: 河北科技大学
专　业: 环境工程
关键词: 海洋监测光纤传导叶绿素探头 LED光源荧光分析
分类号: P716
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 27次
引　用: 1次
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内容摘要

由于海水藻类中的叶绿素a含量与光合作用产量之间存在直接相关性,因此叶绿素a浓度被作为描述海洋初级生产力的重要指标。并且叶绿素a浓度也是评价海水有机污染程度、海洋水质和探测渔场的重要参考数据,同时海域叶绿素a的时空变化包含着海区的基本信息。目前,叶绿素a检测仪的发展主要趋向小型化、低功耗和模块化的发展趋势。而荧光检测能较好的满足这一要求,本仪器基于荧光分析法,通过控制波长为460nm的超高亮发光二极管激发叶绿素a产生荧光信号,并利用光纤作为激发光和荧光的传导介质,利用高性能的S8745-01光敏器件作为荧光信号的感应装置。系统中通过低通滤波网络对信号进行去噪,并通过两级放大电路进行信号的放大,然后经模数转换后进入单片机,并通过对测量值进行多次采样,有效滤除噪声信号,最后将采样获得的数据通过RS-232串口上传至上位机并实时显示。通过实验,可以验证本套系统测量的叶绿素a浓度与荧光光强具有很好的线性关系,并且拥有较小的检出限和较低的功耗。本系统采用小体积、低功耗、模块化设计方案,从而有利于本系统与其它检测系统的集成,也有利于整个系统的安装、维护与调试。并且本系统可适用于系泊式和走航式两种测量方式,可以测量海域某点叶绿素a的垂直分布,还可以进行海域叶绿素a的空间分布测量,对海区的叶绿素a的时空分布研究具有重要意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 研究背景及意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 课题来源及研究内容  11-13
    1.3.1 课题来源  11-12
    1.3.2 主要研究内容  12-13
第2章叶绿素a荧光测量原理  13-19
  2.1 叶绿素介绍  13-14
  2.2 叶绿素的重要地位  14-15
  2.3 低浓度物质检测技术  15-16
  2.4 叶绿素A现场荧光检测原理  16-18
    2.4.1 叶绿素荧光机理  16-17
    2.4.2 叶绿素A浓度与光强关系  17-18
  2.5 本章小结  18-19
第3章叶绿素a连续检测仪的整体设计  19-29
  3.1 激发光源及光通路设计  19-26
    3.1.1 光通路机械结构设计  19-20
    3.1.2 激发光电路  20-25
    3.1.3 接收光路  25-26
  3.2 激发光源控制电路  26-27
  3.3 信号处理系统  27-28
  3.4 本章小结  28-29
第4章探头反应池及电路设计  29-42
  4.1 探头设计  29-30
  4.2 测量与总体电路设计  30-41
    4.2.1 探头电路与处理电路介绍  31
    4.2.2 前置滤波放大电路  31-35
    4.2.3 模数转换与通讯电路  35-41
  4.3 电源电路设计  41
  4.4 本章小结  41-42
第5章性能标定和实验数据分析  42-47
  5.1 标准液的配制  42
  5.2 实验室数据的处理  42-45
  5.3 荧光检测性能评价  45-46
  5.4 本章小结  46-47
结论  47-48
参考文献  48-51
攻读硕士学位期间所发表的论文  51-52
致谢  52

海水叶绿素现场监测仪的研究

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