摘要
如今社会发展进程越来越快，我国的工业化和城市化的程度越来越高，随之而来的是水环境的污染情况也越来越严重。水质检测可以尽早判断水质污染程度，为后续对污染水源进行及时的治理提供早期预警。化学需氧量（COD）是水质检测的关键指标，然而传统的水质COD检测方法存在检测速度慢、检测成本高、便携性差、操作复杂且易产生二次污染等问题。 针对以上问题，本文基于紫外-可见（UV-Vis）光谱技术的原理，设计了一种便携式COD检测系统。该COD检测系统具有检测精度高、检测速度快、不产生二次污染且可以实现实时检测等优点，可以在检测COD的同时补偿浊度的干扰，适用于地表水的COD检测。 本文的主要研究内容如下： 1、基于UV-Vis光谱技术提出了检测COD的数据处理算法。结合双波长吸收法检测COD的原理，通过对COD和浊度的吸收光谱的分析，分别选取了COD和浊度检测的特征波长，建立了COD的预测模型。提出了一种有浊度干扰的情况下检测COD时进行浊度补偿的DWA_PLS算法，详细介绍了建立浊度补偿模型的方法。 2、对基于UV-Vis光谱技术的便携式COD检测系统进行了设计，包括光路系统、硬件系统和软件系统。光路系统包括光源、样品池和光电传感器。光电传感器将光强信号转换为电压信号。硬件系统中包括ARM控制器模块、光电信号采集电路模块、LED恒流源电路模块和电源电路模块。在电路结构中将光电传感器输出的电压信号进行RC滤波处理，并经过AD转换，转换为数字信号供ARM控制器处理。软件系统包括对光电传感器的控制和信号采集，根据所建立的模型进行数据处理，计算出COD浓度值并在屏幕上显示。 3、对基于UV-Vis光谱技术的便携式COD检测仪进行实验分析。测试了COD检测系统的光源的稳定性，对COD和浊度标准溶液进行了测试，根据DWA_PLS算法建立了COD检测系统的浊度补偿模型。最后验证了该COD检测系统的检测精度、平均相对误差和标准偏差（RSD）等性能。
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