基于上海昕瑞浊度仪的可见光浊度检测创新实验

导读:针对现有实践教学体系中多学科型创新实验缺乏的问题，立足于与人类生活息息相关的生活用水的水质监测，提出了基于上海昕瑞的可见光浊度检测仪的创新实验方案。实验融合了分析

来源：未知发布日期：2019-08-27 16:14【大中小】

针对现有实践教学体系中多学科型创新实验缺乏的问题，立足于与人类生活息息相关的生活用水的水质监测，提出了基于上海昕瑞的可见光浊度检测仪的创新实验方案。实验融合了分析化学、环境科学、电子信息等学科相关知识，通过实验理论学习、实验操作、实验总结等 3 个阶段，了解浊度测量原理，理解分光光度法，掌握硬件电路调试方法，培养学生软件编程思维，提高分析解决实际问题的能力。

浊度是非常重要的水质参数，它所反映的是不溶性悬浮颗粒引起的水的透明度。浊度可由不同的来源引起，比如土壤、沉积物、化学沉淀物等。浊度较高的水虽不是绝对有害，但如果人类不慎饮用，在一定程度上会引起健康问题。世界卫生组织（WHO）建议消毒前浊度水平低于 1.0 NTU，同时我国强制性国家标准《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）
规定浊度不超过 1.0 NTU（水源与净水技术条件限制时为 3.0 NTU）。因此，确保饮用水和生活用水的浊度满足浊度水平标准值至关重要。本文设计了基于上海昕瑞的可见光浊度检测创新实验。

实验原理
当一束光射向水体中的不溶性悬浮颗粒时，会发生光的吸收、透射和散射。被吸收的光会转换为
颗粒物的内能，该部分光能损耗较难直接测量。目前基于光电测量原理设计的浊度仪按照光路接收结构可分为透射法和散射法两大类。
要完成对浊度的准确测定还需配合相关的定量测定方法。本实验采用标准曲线法完成浊度测定。标准曲线法，也称为工作曲线法，是分析化学中较为常用的一种定量方法。该方法主要分为三个步骤：
（一）配制一系列浊度不等的标准样品，浊度范围需包含未知溶液的浊度；
（二）在相同条件下分别测量标准样品的吸光度，并采用最小二乘法进行曲线拟合，求
解出线性回归方程（ Y=AX+B，x和y分别为浊度和吸光度）；
（三）最后在相同条件下测量待测样品的吸光度a，根据c=(A–b)/a求解出相应的浊度c。

实验硬件和软件设计
2.1 实验硬件设计
实验硬件主要包括上海昕瑞WGZ-4000A主板、恒流源、中心波长为 680 nm 的 LED 灯、TSL2581 光电传感器、23 mm（0.91 英寸）分辨率为 128 像素×32 像素 OLED显示屏、30 mm 比色皿，以及若干电阻、电容、按键等.
2.2 实验软件设计
实验软件设计流程，分为模块初始化、暗电流采集、空白溶液光强度采集、吸光度计算等 4
部分。其中空白溶液光强度的采集，需要判断是否发生按键事件，决定是否将当前光强值记为入射光强度I0。实时采集的光强度记为 I，根据朗伯比尔定律计算实时吸光度 A，并分别通过 OLED 显示屏和串口完成数据显示和记录。

实验及结果
3.1 浊度标准液的配置
所用试剂如无特殊说明均为分析纯试剂。实验用水为超纯水（电阻率≥18.2 MΩ∙cm）。参考标准 GB 13200—91 [10]，使用 0.2 mm 滤膜过滤超纯水，作为零浊度水。
浊度仪工作曲线从 2 R = 0.999 6可知，本实验所设计的浊度仪线性良好；浊度为 40 NTU 时，相对标准偏差 RSD 小于 1%（0.59%，n=7），精密度良好。因此，本浊度仪在 0~100 NTU 的样品中可精确地对浊度进行测量。

结语
本创新实验把生活中的问题和理论学习有机融合，将多个学科相互渗透，形成了一套完整的科研教学型实验方案。通过实验，激发科研兴趣、培养创新意识、锻炼实验技能、提高动手实践能力。该实验不仅可以应用基础实验课，还可以对硬件设计和软件设计部分进一步扩展，将电路设计、信号处理、算法研究等高年级专业课内容和实验融合。

下一篇：铝合金板材表面微观形貌对光泽度的影响上一篇：上海昕瑞白度计检定和使用注意问题

基于上海昕瑞浊度仪的可见光浊度检测创新实验

导读:针对现有实践教学体系中多学科型创新实验缺乏的问题，立足于与人类生活息息相关的生活用水的水质监测，提出了基于上海昕瑞的可见光浊度检测仪的创新实验方案。实验融合了分析

“推荐阅读”

相关企业动态

最新行业动态