全光譜測量是一種通過檢測物質(zhì)對不同波長光的吸收特性來獲取其成分信息的技術(shù)。
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一、測量原理
全光譜測量基于紫外-可見光吸收光譜法(UV-Vis spectrometry)。其核心原理是利用物質(zhì)對特定波長光的吸收特性來定量或定性分析水中溶解的物質(zhì)。具體步驟如下：
1. 光源發(fā)射：光源(如閃爍氙燈或LED)發(fā)出覆蓋紫外到可見光波段(200-900nm)的光。
2. 光通過水樣：光束穿過待測水樣時(shí)，水中的溶解物質(zhì)和懸浮顆粒會吸收特定波長的光。
3. 光譜檢測：經(jīng)過水樣的光束被光譜儀接收，光譜儀通過檢測不同波長光的強(qiáng)度變化，記錄完整的光譜信息。
4. 數(shù)據(jù)分析：通過分析光譜中的吸收特征(“光紋”)，結(jié)合預(yù)設(shè)的水質(zhì)模型和算法，計(jì)算出水樣的多種參數(shù)(如COD、TOC、氨氮等)。
二、關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)
1. 光源選擇：通常使用閃爍氙燈或LED光源，因?yàn)樗鼈兡軌蛱峁┓€(wěn)定的全光譜光。
2. 光譜儀設(shè)計(jì)：光譜儀是核心部件，可采用平場凹面全息光柵和MOS圖像探測器，能夠快速、高精度地記錄光譜。
3. 算法處理：利用化學(xué)計(jì)量學(xué)算法和AI算法，對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)多參數(shù)的同時(shí)測量。
4. 自動(dòng)校準(zhǔn)與補(bǔ)償：部分設(shè)備采用雙光束測量光路，通過參考通道和測量通道同時(shí)檢測光強(qiáng)，消除光源不穩(wěn)定和光窗污染帶來的誤差。
三、 優(yōu)勢與特點(diǎn)
1. 多參數(shù)同步測量：可同時(shí)檢測多種水質(zhì)參數(shù)，如COD、TOC、氨氮、總磷等。
2. 無需化學(xué)試劑：基于光學(xué)原理，無需添加化學(xué)試劑，避免二次污染，降低維護(hù)成本。
3. 快速測量：測量周期短，部分設(shè)備可在10秒內(nèi)完成測量。
4. 高精度與穩(wěn)定性：通過先進(jìn)的算法和硬件設(shè)計(jì)，確保測量結(jié)果的高精度和穩(wěn)定性。
全光譜測量技術(shù)因其高效、環(huán)保和多參數(shù)檢測的特點(diǎn)，已成為水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域的重要技術(shù)手段。
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