[01394633]环境水体原位监测仪水样全自动过滤系统的研制

1. 课题来源与背景近年来随着工业化进程的加快,近海海域污染加剧,水域中氮、磷等营养盐类和铁、锰等微量元素以及有机物的含量大大增加,对水体中营养盐的监测已成为环境监测的重要组成部分。海洋环境水体中营养盐的准确监测是了解海洋环境、研究海洋科学问题的必要前提。营养盐原位监测仪在水质清洁水体,应用较为成功,但在近岸等高生产力水体,仪器的表面、进样管等部位容易附着生物,堵塞管道导致仪器无法正常运转而瘫痪;此外,这些仪器的过滤装置简单甚至不带过滤装置,在水质较差的浑浊水体,因水样中的颗粒散射,测定时带来不可校正的误差;在长期使用过程中检测器的稳定性和数据的准确性仍存在问题。利用过滤膜过滤海水中的颗粒散射是一种常用且有效的方法。但随着过滤膜使用时间的增加,在过滤模上会逐渐产生污垢,这些污垢会严重影响过滤膜的工作效率与过滤质量。所以在使用一段时间后,必须更换过滤膜。因此,很难实现水样的原位监测,这对海水中微量元素测定的准确性及效率会产生很大的影响。 2. 技术原理及性能指标环境水体原位监测仪水样全自动过滤系统,是以stm32为核心的主控制模块和基于Arduino的GRBL步进电机控制系统,采用嵌入式控制技术、和新型驱动算法,实现对过滤膜状态的智能检测及自动更换的精确控制,从而实现提高原位监测仪的过滤效率。检测滤膜是否堵塞是整个过滤系统的关键问题,检测到滤膜堵塞,系统应自动更换滤膜,保证原位监测仪实时工作。本课题滤膜状态的检测采用变介质型电容传感器,检测原理为：制作一个电容传感器,将一段胶管放置在电容器两个极板之间,胶管连同里面的液体作为电容的介质。当过滤膜被堵塞时,胶管内出现真空,改变了电介质的介电常数,导致电容值改变,检测电容值就可以判断滤膜被堵塞。整个系统能够较好完成环境水体原位监测仪水样全自动过滤。 3. 技术的创造性与先进性 “环境水体原位监测仪水样全自动过滤系统的研制”项目,设计了环境水体监测仪中滤膜在自动过滤装置,实现了全自动过滤系统的研制,该系统适应我国大部分水体的水域,具有较好的抗干扰能力,工作稳定。该系统的研发成功,增强了企业的核心竞争力,同时产生了很好的社会效益。该系统的研制走出了一条高校服务企业、服务地方、服务于当地经济,用现代电子技术改造传统工业的新路子,很有推广价值。 4. 技术的成熟程度,适用范围和安全性该技术目前已成熟化,应用于原位检测仪全自动过滤产品的生产,已经在相关院校科研单位试验使用。 5. 应用情况及存在的问题本项目已经成功应用于科研院所,但形成市场化产品仍然存在一定差距。 6. 历年获奖情况无