基于可见光和近红外光图像的浊度分析

传统的光电检测系统需要复杂的电路和分光系统,以及需要专业人员进行操作。为了取而代之,结合数码摄像头的成像特点和计算机的高速信息处理能力,提出了一种利用摄像头测量浊度的方法。设计了两种基于可见光和近红外光摄像头的浊度测量装置和一个恒定光强的光源驱动电路。利用自主开发的图像处理软件获取浊度图像中的RGB数据,并将其转换为CIE Lab颜色空间。根据亮度、色差与浊度之间的关系,建立了0-1000 NTU、小于100 NTU、大于100 NTU范围内的可见光和近红外装置的亮度和色差的浊度检测模型。对所提出的模型进行对比分析,选择综合性能最好的两个测量模型进行融合,生成了一个新的测量模型。实验结果表明,三种模型与商用浊度仪的测量结果之间的相关性均大于0.999,融合模型的误差在1.05%以内,均方误差为1.14。可见光装置在低浊度测量时表现出的误差较小,受图像颜色影响较小。近红外装置在全量程和高浊度测量时更稳定、准确,更适合此类测量。     

基于可见光和近红外光图像的浊度分析（英文）

传统的光电检测系统需要复杂的电路和分光系统,以及需要专业人员进行操作。为了取而代之,结合数码摄像头的成像特点和计算机的高速信息处理能力,提出了一种利用摄像头测量浊度的方法。设计了两种基于可见光和近红外光摄像头的浊度测量装置和一个恒定光强的光源驱动电路。利用自主开发的图像处理软件获取浊度图像中的RGB数据,并将其转换为CIE Lab颜色空间。根据亮度、色差与浊度之间的关系,建立了0-1 000 NTU、小于100 NTU、大于100 NTU范围内的可见光和近红外装置的亮度和色差的浊度检测模型。对所提出的模型进行对比分析,选择综合性能最好的两个测量模型进行融合,生成了一个新的测量模型。实验结果表明,三种模型与商用浊度仪的测量结果之间的相关性均大于0.999,融合模型的误差在1.05%以内,均方误差为1.14。可见光装置在低浊度测量时表现出的误差较小,受图像颜色影响较小。近红外装置在全量程和高浊度测量时更稳定、准确,更适合此类测量。     

基于散射法及透射法的浊度检测系统设计

针对浊度测量方式多样且适应范围不同及浊度检测误差补偿准确度问题,对浊度检测系统的测量方式、光源驱动、量程自动切换、软件标定和温度补偿等方面进行了研究。通过对浊度测量原理的分析,设计了基于散射法及透射法的新型探头及浊度检测电路,利用该新型探头对浊度进行了信息采集,采用分段标定的方式对检测系统进行了软件标定,并对检测系统进行了温度补偿。研究结果表明:该浊度检测系统能实时检测浊度信号,具有量程自动切换、数据处理、软件标定、温度补偿等功能,该检测系统能够准确测量0～1 000 NTU范围内待测溶液的浊度,且测量精度在±1%FS以内。     

浊度仪中两种不同光源对浊度测量的影响研究

针对现今国际上两种测量浊度标准(USEPA180.1和ISO7027),分析了两种标准所规定选用的浊度仪光源的优缺点,并进行了实验数据比较。得出了采用峰值波长在400~600nm的卤素钨灯为浊度仪光源时,测量结果受色度的影响较大;而采用峰值波长在860nm左右的红外光LED时基本不受水样中色度的影响。     

一种低量程在线式浊度仪的研制

文中根据低浊度水质环境中浊度在线监测的要求,设计了一种基于90°散射光测量原理的在线式浊度仪。介绍了仪器的测量探头和管路系统的设计,并参照相关标准对仪器进行了性能检验和应用。实验结果显示:浊度仪具有测量重复性好、漂移量小、测量精度高等特点。在管网末梢自来水浊度测量应用中,浊度仪可以较好地反映水流的浊度变化趋势并完成浊度的准确测量,表明浊度仪能够满足低量程段水质浊度的在线监测要求。     

实用新型浊度仪

浊度仪由传感器、放大器和显示器组成.传感器采用散射透射光度之比的测量方法和光电器件互补设计,浊度在0～400NTU的范围内,直接输出线性信号,线性度可调.放大器的输入采用绝对测量电路来提高测量浊度的精确度和稳定度,使仪器受环境温度、测量光束或器件老化的变化影响很小,浊度读数准确、稳定、线性范围宽,适用于污水、饮用水、地表水处理、水的循环利用及化工、石油、选冶、印染、造纸、制药、食品等各种液体的浊度测量.     

基于光强可调的浊度智能检测传感器研究

为了使浊度传感器量程与精度调节智能化,基于光学检测浊度的原理,研究了溶液透射光检测电压和入射光强的非线性变化规律,建立了电压差-浊度间测量模型。设计了通过PWM占空比调节不同溶液间的电压差改变量程与精度的传感器,进行了量程1(1～1 000 NTU)和量程2(0～200 NTU)的实验。实验结果显示,在量程1时,重复性误差为1.7%,示值误差为10%;在量程2时,重复性误差为1.0%,示值误差为4.5%。结果表明,测量低浊度时,量程2精度更高;测量高浊度时,量程1范围更大。实验证明了该模型的可行性。     

大浊度监测超声测量方法及测量系统研究

针对传统光学浊度仪量程小、测量结果易受环境因素干扰等问题,对传统浊度测量方法及超声波衰减模型进行了研究。提出了利用超声波衰减测量混合液浊度的方法,基于虚拟仪器及硬件模块的结合,设计了一套超声波衰减测量系统;以沙土为实验对象配置混合液进行了实验,完成了超声波衰减、浓度、浊度之间的关系探究实验。实验结果表明:在泥沙混合液中,超声波衰减系数与混合液浓度之间存在良好的线性关系,拟合曲线的拟合度大于0.97,并且浓度与混合液浊度同样存在良好的线性关系,拟合曲线的拟合度为0.995;通过利用超声波衰减测量大浊度混合液浊度值方案可行。     

表面散射浊度测量研究

本文在理论上计算了球形粒子对光的单次散射及多重散射解 ,证明了通过检测 90°方向散射光强度来获得样品浊度方案的优越性。随着样品浊度的增加 ,当考虑样品的多重光散射后 ,90°方向散射光强与浊度的线性度下降。设计了表面散射浊度在线测量系统 ,当 Formazin标准液在 0～ 1 0 0 0 NTU范围内时 ,获得了散射光强与浊度的线性度优于± 3% ,测量结果表明用表面散射法来测量浊度具有测量范围宽、线性好的优点。     

基于AT89S52单片机的智能浊度仪

依据ISO7027测量水质浊度标准,设计了智能浊度测量仪.采用散射透射光度之比测量浊度,消除了因LED光源老化对测量准确度的影响,并选用AT89S52单片机作为主控制芯片,同时对透射和90°散射光信号进行放大和交替采样,把数据信号送入AT89S52进行信号处理和显示.对仪器进行模拟实验,实验证明仪器相关系数较好,浊度测量稳定可靠.     

一种新型四光束光纤浊度仪的研制

设计了一种新型四光束在线浊度仪.介绍了仪器的工作原理和探头的结构.采用光纤传输光信号,有效地避免了水样中气泡、背景颜色和杂散光的干扰.双光源双光电探测器的结构模式,消除了光电器件老化和水样中气泡对探测结果的影响,提高了测量精确度和稳定度,仪器可用于在线测量.     

基于CCD的多浊度快速检测技术

针对CCD光电灵敏度高和图像响应快的特点,结合颜色识别理论提出一种基于CCD的液体多浊度快速检测方法.通过光透射理论和CCD传感原理分析,自制实验平台对多组标准福尔马肼浊度液进行测量,采用最小二乘法对数据作曲线拟合;同时,对比列出了WGZ-2型浊度仪对标准液测量的数据.通过实验数据分析得出了浊度与RGB值的数学对应关系式,系统采用该方法在测量过程中产生误差小、稳定性好,并取得了良好的效果.在微生物细菌检测行业有较好的应用前景.     

柱积分智能激光浊度仪的设计原理与应用

论述了柱积分智能激光浊度仪的基本理论、工作原理、结构流程及应用测试,并重点论述了柱积分智能浊度仪的测试方法和实际测试结果,证明了柱积分智能液体浊度仪的各项技术指标达到了设计要求,突现出柱积分智能浊度仪的优点.     

基于双路二维式光电检测的水质浊度仪研制

研究了一种双路二维式光电检测的水质浊度传感器的结构并提出了新的LED调制方法,采用两组发射和接收器件,立体式交替接收光电数据,有效地扩大了浊度的测量面。同时提出了一种新的背景光消除电路,通过对LED信号的调制,该电路可以有效消除背景光对光电传感器的影响。实验标定了5组光强与浊度的数据,计算光强与浊度数据的Pearson相关系数后,确定了浊度与光强的关系,建立了数学模型。通过验证模型校正后的决定系数,证实了模型参数的可靠性。实验表明,在0~120 NTU内测得数据准确度高于0.5%,该装置可以准确地检测水质浊度。     

氯离子和浊度对EW-2100型紫外吸收水质自动在线监测仪测定结果的影响

研究了氯离子和浊度对EW-2100型紫外吸收水质自动在线监测仪测定结果的影响。结果表明,氯离子浓度在30000mg／L以内没有影响,浊度在12NTU以内没有影响,但浊度超过12NTU时,仅靠双光束扣除背景不能定量消除干扰,需借助重铬酸钾标准方法校正仪器。校正后,浊度在100NTU以下不干扰测定。仪器适用于污染源化学需氧量的测定。     

地下水pH值、电导率和浊度实时监测仪器

开发了用于地震前兆研究的地下水pH值、电导率和混浊度的智能在线监测仪器。介绍了仪器的软硬件设计,包括采集电路、前置放大电路、传感器及针对在线测量要求的长期稳定性和免维护性的设计,其中浊度传感器采用表面散射的原理设计,光源采用激光。仪器具有人机交互、数据存储、参数校准、串口通讯以及自动在线测量等功能,达到要求的各项指标,并在地震台站长期稳定运行。     

氯离子和浊度对EW-21OO型紫外吸收水质自动在线监测仪测定结果的影响

研究了氯离子和浊度对EW-2100型紫外吸收水质自动在线监测仪测定结果的影响.结果表明,氯离子浓度在30000mg/L以内没有影响,浊度在12 NTU以内没有影响,但浊度超过12 NTU时,仅靠双光束扣除背景不能定量消除干扰,需借助重铬酸钾标准方法校正仪器.校正后,浊度在100 NTU以下不干扰测定.仪器适用于污染源化学需氧量的测定.     

基于4G的散射式浊度仪设计

为了改善水质监测现状,提高水质监测水平,设计了一种基于4G的散射式浊度仪。该检测仪以物联网技术为核心,通过浊度探头来检测水质情况,将水质浊度转换为可被采集的电压信号,利用数据处理电路对浊度传感器输出的信号进行滤波放大,然后送入到单片机的A/D转换器中进行模数转换,最终计算得到水质的浊度。实际测试结果表明,系统能有效地监测到水质的浊度情况,且测量相对误差小于8%,为水质的实时监测提供一种新的方法。     

新型柱积分在线智能浊度仪的研究与性能测试

概述了柱积分在线智能浊度仪的工作原理、结构流程及性能测试，并重点论述了测试方法。测试结果表明柱积分在线智能浊度仪的各项技术指标达到了设计要求。     

单波长积分浊度仪的研制和若干设计问题

散射系数是大气气溶胶光学特性的重要参数之一。浊度仪作为一种气溶胶散射系数的监测仪器,可以对气溶胶颗粒物的散射特性进行连续、实时的监测。本研究在充分借鉴国外仪器的设计原理与结构基础上,结合创新理念与设计,对仪器的光源、除湿单元、信号采集和控制及人机交互等模块进行重新设计并通过实验不断改进,最终实验数据与对比基准机达到很高的相关性,使得仪器具有了实际使用价值,且实际使用中性能稳定可靠、操作简便、交互与扩展性强。