水下机器人水质参数检测与异常校验系统

设计了一种水下机器人上的水质参数检测与异常校验系统。水下机器人利用声纳导航模块和搭载式惯性导航模块对当前时刻的速度、方位和深度进行定位测量。传感器检测模块测量机器人当前所处位置的水质参数,通过RS232接口传送到机器人内置微处理器。异常校验模块获取微处理器发送的传感器数据信息,利用小波变换检测信号的极值点,以确认系统运行是否存在故障。通过对小波变换的高频噪声设置阈值消除噪声干扰,以达到异常校验结果的精确度。无线通信网络将校验结果和水质参数发送到岸基设备。岸基设备将当前位置的水质参数与水下机器人航迹经纬度相匹配,形成水质经纬度分布数据。岸基设备安装有我们自主开发的Density Map软件,可直观地显示检测区域的水质参数/浓度经纬度分布图。通过在现场与传统水质参数仪对比实验测试,验证了系统设计的可行性以及水质参数测量结果的合理性。

养殖池轨道巡检机器人水质参数的检测与应用

养殖池的水质参数是评估养殖环境水体健康状况的关键指标之一,该指标对水资源管理和环境保护具有重要意义。文章旨在研究一种基于轨道巡检机器人的水质参数检测的方法,以提高养殖池水质监测的效率和准确性。介绍了巡检机器人的构成、运行原理、硬件配置和软件设计,并在试验池中进行试验。试验结果表明:巡检机器人可以快速、准确地采集和分析池塘温度、PH值、溶氧量等数据,并能实时预警、提供对应操作方案,实现水质参数的自动化采集和在线数据分析,为水资源管理部门提供科学依据和决策支持。

多参数水质检测智能传感器信号处理及建模

针对多参数水质检测中智能传感器易受到环境、噪声、光源等干扰因素的影响,提出一种结合递推平均滤波算法和小波变换算法的传感器信号处理方法.该方法利用递推平均滤波算法对传感器输入信号的周期性干扰因素进行预处理,并利用小波变换算法进一步减少传感器信号的噪声.小波变换算法能够通过伸缩和平移来细化采集信号,以此实现对时频的局部化处理,最终达到对高频部分进行时间细化、对低频部分进行频率细化的目的.实验结果显示,在同样的阈值条件下,降低噪声的数量越多,对噪声的抑制作用越显著.由此验证了所提方法的有效性.

基于超声-微纳米气泡辅助技术的可变光程水质多参数检测方法研究

针对目前国家标准分析检测水质多参数方法存在的科学与技术问题,提出了一种基于超声-微纳米气泡(US-MNB)辅助技术、连续光谱法和顺序注射分析法(SIA)的可变光程水质多参数检测新方法。设计水质多参数检测系统,通过检测总磷(TP)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH_(3)-N)和六价铬(Cr^(6+))四种水质参数,验证了新方法的可行性。系统设计的核心是基于超声与微纳米气泡相结合的消解室以及具有可变光程功能的光谱扫描检测室,可达到快速消解和稳定检测的目的。同时系统基于国家水质检测标准,优化了水质多参数联合检测流程,并利用分光光度法和顺序注射分析技术对四种水质参数的含量进行连续光谱检测。首先,在常温常压下采用US-MNB辅助技术结合强氧化剂对TP进行消解,同时对检测室中NH_(3)-N参数显色反应后的化合物直接进行光谱扫描测定,消解后,再进行TP的测定。同理,消解COD的同时,对检测室中的Cr^(6+)参数显色反应后的化合物直接进行光谱扫描测定,消解后,再进行COD的测定。整个检测过程所用时间大幅降低,可在短时间内自动完成水质多参数的测定,显著地提高了检测的效率。以上述四种水质参数为测定对象,利用最小二乘法构建回归模型,拟合回归方程并计算相关系数,并绘制各参数的浓度-吸光度标准工作曲线。结果表明:TP标准工作曲线拟合系数≥0.9845,且浓度与吸光度成正相关,重复性(RSD)为3.05%~3.62%,加标回收率为97.8%~103.6%;COD标准工作曲线拟合系数≥0.9987,且浓度与吸光度成负相关,重复性(RSD)为2.12%~2.74%,加标回收率为98.7%~104.7%;NH_(3)-N标准工作曲线拟合系数≥0.9953,且浓度与吸光度成正相关,重复性(RSD)为3.41%~3.59%,加标回收率为99.2%~102.4%;Cr^(6+)标准工作曲线拟合系数≥0.9938,且浓度与吸光度成正相关,重复性(RSD)为3.51%~3.92%,加标回收率为98.9%~109.3%。系统可准确测定水样中TP、COD、NH_(3)-N和Cr^(6+)的含量,且具有良好的稳定性与可靠性。基于超声-微纳米气泡辅助技术的可变光程水质多参数检测方法研究,对于拓宽光谱法在水质多参数快速检测领域的应用以及提升检测效率等方面的研究具有重要作用。

基于聚类算法的城市供排水水质检测系统

城市供排水水质检测需要使用多种仪器、步骤繁杂,设计一种基于聚类算法的城市供排水水质自动检测系统。硬件设计方面,设计多参数水质检测仪,在传感器检测模块中,应用传感器实施城市供排水水质中余氯、pH值、TDS值以及温度的检测。设计控制单片机用于系统检测控制。软件设计方面,基于自适应密度峰值聚类算法实施光谱信号数据挖掘,在水质检测融合模块中,设计水质检测融合模型,输出各项目对应的检测结果。测试结果表明,通过设计系统能够实现供水水质与排水水质的自动检测,说明该系统有一定应用前景。

基于两电极体系的水质检测分析平台设计

为实现对水质的多参数检测,设计了一个基于两电极体系的水质检测分析平台。该检测平台通过最小化极化电流的思想,采用辅助电极面积远大于工作电极的电极参数,设计了基于两电极体系的集成电极和软硬件系统,摈弃了传统三电极体系的参比电极,同时克服了传统三电极体系容易污染样品的缺点,能实现电化学工作站的诸多功能。本研究在该检测平台上开展了水样的电导率(EC)、pH和重金属浓度的检测研究,获得了较好的结果,可用于实验室及工业现场的水质监测。

养殖池轨道式巡检机器人控制设计

为适应规模化、集约化、智能化的现代化养殖需求,文章介绍了一款养殖池轨道式巡检机器人的组成及控制系统的设计。该机器人采用一套水质检测传感器设备对不同养殖池进行定点、定时的水质参数自动测量和记录,具有精度统一、故障率低、节省人力、使用寿命长等优点。

水力空化水处理设备的控制系统设计

为了完成对水力空化水处理设备的自动控制,结合水力空化水处理技术工艺,应用PLC控制器和触摸屏技术,开发并设计一套水力空化水处理设备的控制系统。采用触摸屏作为人机界面,可实现pH、ORP、电导率、DO等水质参数实时检测、设定和修改等功能,并能方便直观地对水力空化水处理设备的工作过程进行监控。经过实际运行和调试,基于PLC和触摸屏的水力空化水处理设备的控制系统稳定性好、可靠性高、易于维护,提高了水力空化水处理设备的效率和自动化水平。

虚拟仪器在在线分析仪器的应用

本文介绍了虚拟仪器化在线分析仪器的应用实例,多参量水质参数检测的虚拟仪器系统。阐述了水质监测虚拟仪器构建、软件开发、硬件配置、分析仪器、功能设置。