光谱学与光谱分析
光譜學與光譜分析
광보학여광보분석
SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS
2014年
12期
3368-3373
,共6页
魏康林%陈明%温志渝%谢银珂
魏康林%陳明%溫誌渝%謝銀珂
위강림%진명%온지투%사은가
水质检测%光谱分析%信号处理%测试
水質檢測%光譜分析%信號處理%測試
수질검측%광보분석%신호처리%측시
Water quality monitoring%Spectral analysis%Signal processing%Test
在线光谱水质检测仪器是现代水资源环境监测技术的重要发展方向之一，具有多参数监测和准确度高、重复性好的技术优势，然在线被测水样的光谱信号处理是其关键核心技术，为此，基于连续光谱分析，建立了在线被测水样光谱测量信号的数学模型，提出了基于双波长光强比值不变性的光谱测量信号系统误差处理方法，并结合小波多分辨率滤波噪声处理技术，系统研究了基于在线被测水质参数光谱特征的背景干扰处理方法。以上信号处理方法应用于自主研制的多参数光谱水质监测仪器，在线检测标准环境水样及实际环境水样中的化学需氧量、六价铬和阴离子表面活性剂等水质参数，并与国家标准分析方法展开了现场对比测试，仪器的关键参数重复性（相对标准偏差RSD≤10％）与准确度（实际水样比对试验相对误差A≤10％）均达到并优于国家环境保护技术标准要求，表明该信号处理方法能够有效消除在线水质检测光谱测量信号的系统误差及噪声与背景干扰，对于提升光谱水质监测仪器的技术性能具有重要的作用。
在線光譜水質檢測儀器是現代水資源環境鑑測技術的重要髮展方嚮之一，具有多參數鑑測和準確度高、重複性好的技術優勢，然在線被測水樣的光譜信號處理是其關鍵覈心技術，為此，基于連續光譜分析，建立瞭在線被測水樣光譜測量信號的數學模型，提齣瞭基于雙波長光彊比值不變性的光譜測量信號繫統誤差處理方法，併結閤小波多分辨率濾波譟聲處理技術，繫統研究瞭基于在線被測水質參數光譜特徵的揹景榦擾處理方法。以上信號處理方法應用于自主研製的多參數光譜水質鑑測儀器，在線檢測標準環境水樣及實際環境水樣中的化學需氧量、六價鉻和陰離子錶麵活性劑等水質參數，併與國傢標準分析方法展開瞭現場對比測試，儀器的關鍵參數重複性（相對標準偏差RSD≤10％）與準確度（實際水樣比對試驗相對誤差A≤10％）均達到併優于國傢環境保護技術標準要求，錶明該信號處理方法能夠有效消除在線水質檢測光譜測量信號的繫統誤差及譟聲與揹景榦擾，對于提升光譜水質鑑測儀器的技術性能具有重要的作用。
재선광보수질검측의기시현대수자원배경감측기술적중요발전방향지일，구유다삼수감측화준학도고、중복성호적기술우세，연재선피측수양적광보신호처리시기관건핵심기술，위차，기우련속광보분석，건립료재선피측수양광보측량신호적수학모형，제출료기우쌍파장광강비치불변성적광보측량신호계통오차처리방법，병결합소파다분변솔려파조성처리기술，계통연구료기우재선피측수질삼수광보특정적배경간우처리방법。이상신호처리방법응용우자주연제적다삼수광보수질감측의기，재선검측표준배경수양급실제배경수양중적화학수양량、륙개락화음리자표면활성제등수질삼수，병여국가표준분석방법전개료현장대비측시，의기적관건삼수중복성（상대표준편차RSD≤10％）여준학도（실제수양비대시험상대오차A≤10％）균체도병우우국가배경보호기술표준요구，표명해신호처리방법능구유효소제재선수질검측광보측량신호적계통오차급조성여배경간우，대우제승광보수질감측의기적기술성능구유중요적작용。
Based on continuous spectrum analysis ,the mathematical model for spectrum signal was established .And the spec-trum signal’s systematic error processing method based on the invariance of the ratio of the light intensities at any two wave-lengths in the range of continuous spectrum was put forward .Combined with wavelet multi-resolution filtering noise processing techniques ,the background interference processing method was established based on the spectral characteristics of the measured water quality parameter .These signal processing methods were applied to our independently developed multi-parameter water quality monitoring instrument to on-line measure COD (chemical oxygen demand) ,six valence chromium and anionic surfactant in the normative and actual environmental water samples ,and the monitoring instrument had good repeatability (10% ) and high accuracy ( ± 10% ) to meet the technical requirements of national environmental protection standards ,which was verified by the contrast experiment with China national standard analysis method for determination of the three water quality parameter .The re-sults showed that the researched signal processing methods were able to effectively reduce the spectrum signal ’s systematic error and the interference from noise and background ,which was very important to improve the water quality monitoring instrument’s technical function .
