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目前市场上在售和在用的水质在线监测仪器,相比产品生产初期仪器的稳定性得到飞速提高。但我们发现还存在一些问题仍在困扰着我们,没能有效的解决。其中以监测仪器的光电稳定性的问题最为突出。而光电稳定性直接影响到仪器测量结果的稳定性和准确性。 本文通过设计、制作一整套光电控制系统:LED光束经过半反半透镜形成2束光,参比信号和测量信号采用片内积分放大,两路信号同步采样。将参比信号设置为一个固定目标值,每次参比信号到达目标值的同时,同步记录测量信号值。将其安装到在线自动监测仪上,并通过多种环境试验,对仪器的光电稳定性进行研究,主要研究内容与结果如下: (1)、将光电系统接入在线监测仪器系统内,环境温度25摄氏度相对恒定,保持仪器一直处于待机状态,采集光电信号值。采集频率30次/分,积分基准时间从0.5秒开始试验,而后逐步增加积分时间到0.9秒。考虑到测量光源采用1秒钟的脉冲光源,为了保证光源信号有一定的自调整能力,积分时间必须控制在1秒钟内。随着积分时间的增加,光源信号的稳定性成增长趋势。通过15个工作日的采集测量,光电信号在仪器待机状态下,积分基准时间在0.7秒以上时,波动可以稳定保持在0.3%范围内,较目前在用的监测仪器的光电波动4.5%有显著提高。 (2)、将装有本次研究的光电系统的仪器放置在空调房间内,测试环境温度波动对光电稳定性的影响。光电信号积分基准时间为0.8秒;环境温度变化从20摄氏度到40摄氏度,渐变的线性温度变化试验一周,骤变的温度变化试验一周,试验采集的光电信号数据,信号数值波动保持在0.5%范围内,受温度影响的波动范围较小,较目前在用的监测仪器的温度波动影响9%有非常明显的提升。 (3)、将装有本次研究的光电系统的仪器连接到有可调电压的电源上,试验环境温度25摄氏度,光电信号积分基准时间0.8秒。电压波动为工作电压±20%。波动方式分为骤变和线性渐变。通过一周的数据采集,光电信号波动可以稳定在0.3%范围内,较目前在用仪器的光电波动的电压影响1.55%有显著提升。 (4)、将仪器放置在公共场所,对环境温度和电源电压不做特定限制,用标准物质进行测量,测量频率为6组/天。通过30个自然日的测量。通过对监测仪器测量数据的分析,仪器测量结果波动误差控制在3.5%范围内,较目前在用仪器的10%有很大的改善。 新的光路控制系统,替换目前分光光度法水质在线监测仪的光路控制系统,增加设备对温度变化和电源波动影响的抗干扰能力,提高仪器光路系统的稳定性,提升设备测量分析性能。